关于摩擦起电现象是摩擦产生磁场的研究

考虑到电位移表示的是电动量 D u ，那 么，上式就可以改进为：
了摩擦起电是摩擦产生磁场。 从而改写了传 统的电磁学理论体系， 并对麦克斯韦方程组 进行了修改， 从而建立了一套更为完备的电

L
H dl I o int
u ds s t
（34） 磁学理论体系， 极大的促进了物理学的进步.
其电流的连续性方程为：
I jds
s
duint dt
考虑到传导电流中的电荷是电子的动量属 （7） 性，又由于电场力是一种力矩，所以，电子 的动量属性不具备产生力矩的性质， 只能是
其电动势为：
= Ek dl
a
b
（8）
由电子的自旋属性耦合产生. 由于电子的自 旋耦合产生的是磁矩， 故而说明电场力是磁 场力，电场的本质是磁场，那么，电场和磁 场具有相同的场源为电子 e . 磁场的强度关
5：总结
根据上文的推理和证明，我们解开了电荷、 电场和磁场的内在物理机制之谜。 证明了电 荷并不作为某种特殊的客体而存在， 而是电
麦克斯韦方程组的第四式为：

L
H dl I o int
s
D ds t
（33）
子运动的一种表现形式 （这将引发相关物理 学领域的一次巨大的变革），同时我们证明
根据上文推导中的法拉第电磁感应定律， 磁 场中的电动势为：
dFL1 2 e2
de1 er L1 r2
（27）
载流导线 L1 对 L2 的作用力：
i
d H ds s t dt
（32）
由于电动势 i 表示的是电子的动量势能.所 以我们不需要引入抽象的电场.
【1 】Huang Shizhong and Zhixiang Ni,College physics/Vol 2. (Beijing advanced education
H i ds s t H dl I u ds o int L s t
FL1 L2 dFL1 2
L2
L2

de2 (de1 er ) L1 r2
（28） （26） 反之：
F12
e2 e1 q q 2 2 1 2 r r
通过以上可以看出， 我们从磁场的角度可以 推导出等效的库仑定律， 证明库仑静电场是 电流元磁场. 这也是传统理论无法做到的， 传 统理论认为静电场和磁场有本质的区别， 静 电场是单极场， 而磁场是偶极场. 而根据上式， 可以得出，静电场是偶极磁场，并非是传统 理论所认为的那样是单极场.（注： 这可以通 过观察带有电性的碎纸屑是否具有两极属 性来得到实验证明） 同时， 我们可以预言摩擦起电现象是摩擦产 生电流元磁场. 内在机制为：摩擦产生了电 流，电流产生了电流元磁场，磁场可以磁化 轻小物体， 进而摩擦过的物体能吸引轻小物 体. 考虑到普通磁铁的磁化力小于电流元磁场 的磁化力， 从而我们可以预言： 在强磁场中， 可以观察到非常明显或激烈的磁场吸引轻 小物体如碎纸屑 （与摩擦起电现象完全一样） 的实验现象.（注：我们已经进行了验证，实 验结果正如本文所预言的这样， 欢迎大家动 手进行实验验证） 对于载流导线 L1 对电子 e2 的作用力为：
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dH
de er Idl er r2 r2 de er r2
（23）
矢量积分形式为：
H dH
L
L
（24）
两电子之间的磁相互作用力就可以表示为：
I
dL2 dL1 du dt dt
（17）
dF12
de2 (de1 er ) r2
（25）
当不考虑位移矢量 er ， 两电子之间的作用力 变为等效的库仑定律：
FL2 L1 FL1 L2
（29）
从以上可以看出， 电子动量所激发的磁场遵 循距离的平方反比原理. 对于磁场中所受力矩可以表示为：
M m H
（30）
根据法拉第电磁感应定律， 我们可以得出电 动势与磁场强度的关系式：
i
d H ds （31） s dt t
L
H dl 0 I i
i 1
n
（19）
考虑到磁场的场源是电子 e ，对于静止电子 在磁场中受到的作用力为：
F e H
（20）
对于运动电子在磁场中受到的作用力为：
F ev H
（21）
对于载流导线在磁场中所受的总作用力：
M
dL dt
F dF de H
L L
场有相同场源为普通不带电性的电子粒子
e ，正负电荷力是磁场的两磁极相互作用力，
修改了麦克斯韦方程组，从而，我们深化了 对电磁学的全新认识.
1:电流的内在机制是一种传导力流 根据经典电磁学理论【1 】，传导电流表示 的是单位时间内流过导体内某截面上的电 荷量，其数学表达式为：
I
dq dt
（1）
如果把传导电流中的电荷量 q 视为一种电 子动量（应力张量）的数量 u （以下简称电 动量），即： q u ，那么，传导电流就可 以变为传导力流：
（22）
（15）
考虑到磁场的场源是电子 e ， 结合毕奥-萨伐 尔定律， 说明电流元的物理意义表示的是电 子 Idl e ，那么电子在空间任意点处产生
如果用力矩来表示磁场，那么，磁场就可以 表示为力矩的叠加态：
M m
（16）
的磁场强度为：
考虑到电子角动量的增量等于电子的能量动量张量 L2 L1 u ，根据（1）式，那么 电流就可以表示为角动量的增量随时间的 变化率：
（14）
以上表示的是磁力，那么电磁场（以下统称 磁场）就可以定义为：由多个自旋电子耦合 碰撞介质粒子回旋运动产生的一个涡旋力 体系. 这样， 我们就定义了磁场和磁力的本质， 这是传统理论无法做到的， 也是本文的另一 大亮点. 同时， 磁矩与电子的关系就可以表示为电子 角动量随时间的变化率，表示为：

通过以上分析和推导： 我们成功解释了磁场 的本质，用磁场解释了电场，实现了用磁场 对电场的统一， 预言了静电场是电流元磁场， 并进行了实验验证. 这与传统理论所认为的 电场比磁场更基本， 磁场是电场的一种是完 全不同的. 这又是本文新理论的一大突破点. 3:麦克斯韦方程组的重新推导
根据以上推论，电场的本质是磁场，这样， 同一个客体就谈不上相互转换， 所以我们需 要修改麦克斯韦方程组.
从而我们第一次给出了电子角动量与电流 的数学关系表达式. 这也是传统理论无法解 释的，属于本文的另一大亮点. 如果用磁力线来表示磁场， 那么磁场还可以 用场强与磁力线通量的几何变化关系来表 示：
H H ds
s
（18）
根据安培环路定律， 载流导线中磁场强度与 电流的关系就可以表示为：
M rF
表示的就是电子从低动量势能到高动量势 能所做的功或电子的动量势能. 新的电压数学表达式就可以表述为：
U AB
WAB u
（9）
系式：
新电压（电势差）表示的是电子动量势的势 差. 进一步可以说明电流产生的原因是电子 从高动量势能向低动量势能运动寻求一种 力平衡的过程. 其电阻表示为：
H
F e
（13）
从而说明变化的电动量可以产生磁场.
致谢： 感谢浙江大学光电系沈建其教授长达 三年的探讨和指导， 同时更加感谢上海交通 大学物理系、 中科院雷啸霖院士四年来的鼓 励和支持。
考虑到电场和磁场都有相同的场源为电子
e ，从而，区分电场和磁场有无场源的麦克
斯韦方程组的一式和二式可以舍弃.故而， 新修订的麦克斯韦电磁变换方程组为：
关键词：电荷；电场；磁场；传导力流
引言： 对于我们每一个人而言，都对电荷、 电场和磁场产生过好奇，电荷、电场和磁场 的本质是什么？一直是一个长期困扰物理 学的问题.本文致力于解开电荷、电场和磁 场的本质， 通过引入电子的动量 （应力张量） 的数量 u 随时间的变化来解释传导电流，从 而提出了‘传导力流’这一新的物理概念. 最终证明， 传导电流中电子的电荷属性是电 子的动量属性， 电场中的电荷力属性是电子 的自旋耦合力矩属性， 从而证明电荷并不作 为某种特殊的客体而存在,而是电子运动的 一种表现形式.由于电子自旋耦合产生的是 磁力矩，从而证明电场力是磁力，电场的本 质是磁场.我们在确保新的理论能解释传统 已有任何一个实验的基础上,指出传统理论 对静电场是单极场的错误认知， 预言并通过 实验证明静电场是偶极磁场， 提出磁场和电
press, Beijing, 2.2014). Art.3
（35）
从以上推导可以看出， 变化的磁场可以产生 电动势， 变化的电动量可以产生磁场， 故而， 即便电荷和电场不存在， 我们同样可以解释 变换的磁场如果产生电流， 变化的电流如何 产生磁场.且，我们把电磁学简化为了磁力 学.属于进一步发展了电动力学.
Iu
du dt
（2）
根据（1）式和（2）式可以看出，用电荷的 转移和电子动量的力传递都能解释电流， 不
过，通过对比，‘传递力流’能更加形象的 解释电流， 所以我们认为后者比前者的解释 更加具有优势，也更加正确. 那么，新的电流密度就可以表示为：
R
l
s
（10）
表示的是物体对电子动量线性力传递阻碍 作用力的大小. 电压与电流和电阻的关系满足欧姆定律：
J
du dt ds
（3）
U IR
（11）
对于金属导线通电后做功产生热的问题， 同 时也满足焦耳-楞次定律
如果导体中单位体积内的载流子的数量为 则 nu （ u 是单个载流子的电动量） ， n， 那么导体中的电流密度为：
dQ I 2 Rdt
（12）
J nuv
曲面 s 内电流密度与电流的关系为：
小结：通过以上推导可以看出，传导力流能 （4） 解释传导电流的所有电学机制，同时，传导 力流机制比传导电流机制更加简单和形象. （5） 所有， 我们认为传导力流机制体系比传导电 流机制体系更加正确和完备.
I j ds
s
闭合曲面内为：
I jds
s
（6） 2 :用磁场统一电场的一种可行性方式
关于摩擦起电现象是摩擦产生磁场的研究
凡伟
（ 云南大学物理系 昆明
650091 中国）
摘要： 众所周知， 我们知道存在电荷、 电场和磁场， 但是我们却不知道其内在本质是什么. 在 这里，我们首次解释正负电荷、电场和磁场的内在本质。证明了电荷是电子运动的一种表现 形式，并不作为某种特殊的客体而存在（与当年的热质说一样），摩擦起电的本质可以用摩 擦产生磁场来解释（即：静电场是磁场的一种），我们建立了一套新的电磁学体系，对麦克 斯韦方程组做出了修改！.
以上表示的是磁场强度关系式， 传统理论 只存在磁感应强度关系式， 不存在磁场强 度关系式， 且认为电场和磁场属于不同的 两个客体，电场有场源而磁场无场源，现 在我们证明电场的本质就是磁场， 磁场有
场源为电子 e ，给出了传统理论所不能给 出的磁场强度关系式， 这是本文的一大突 破点. 对于磁场的内在本质，即：电磁力（以下统 称磁力） 的内在物理机制从动力学的角度可 以定义为：电子自旋过程中耦合碰撞介质粒 子涡旋运动产生的力矩， 场力线表示的是介 质粒子的回旋运动路径. 表示的是力 F 与 位移向量 r 的叉乘，数学表达式为：