这是一个很简单的问题,只要搞清楚电磁理论到底说的是什么就很容易理解。但是我首先指出题主提问的思路存在问题。电子不是电流那么简单,自然界不存在经典物理意义上的电子,因此把题主问题里的电子换成传导电荷更好。我把题主的问题重新改写为以下内容。
其实,北京师范大学的梁灿彬老师在几十年前教授电磁学的时候就提出过类似的问题。梁老师的问题是对于切割磁感线运动的导体棒是否有动生电动势,这个问题也曾经难倒了许多大学物理教师和本科物理学的学生。题主的问题可以看成是梁灿彬老师这个问题的变体。首先要要清楚一件事情,电磁场是统一的,不是分离,不能孤立地看待电场或者磁场。此外,题主的疑惑其实涉及到一个问题,那就是谁是绝对的,谁是相对的。电磁场天生是绝对的,但是电场和磁场则天生是相对的!我们做一个类比,一个确定大小和方向的矢量,我们选择两个不同的坐标系写出不同坐标系下的分量,那么我们会得到两组不尽相同的坐标分量,我们能问哪个分量才是正确的,哪个才是错误吗?明显不能,因为两种分解方法都对!电磁场就类似这里的矢量,而电场和磁场类似这里矢量的分量! 搞清楚这个问题,就很好回答题主的疑问:首先我们应该写出在静止参考系两个运动电荷之间的完整的电磁相互作用力,也就是库仑力和磁场力,然后再换到运动参考系下,写出该参考下相应的完整电磁相互作用力。这时候可以发现,完整的电磁相互作用力之间仅仅差一个矩阵!这个矩阵便是著名的洛伦兹变换矩阵! 那么,我们最后来回答题主的问题在高中物理范畴下,是否无解?其实高中物理没有涉及电磁场的统一性问题,没有给出麦克斯韦理论,换言之对于高中物理是不许问题主这种问题的!这也是高中物理教学的一个很令人纠结的地方——教学内容不能超出教学大纲!物理学本身连国界都能突破,更何况教学大纲呢?! |
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