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两个带同种电荷物体相对地面同向并排运动的受力情况为什么选取不同参考系结果不同？

电荷,参考系,磁场两个带同种电荷物体相对地面同向并排运动的受力情况为什么选取不同参考系结果不同？

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

两个带同种电荷物体相对地面同向并排运动的受力情况为什么选取不同参考系结果不同？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

这个问题，你说的是对的，最简单的回答是：因为力是一个三维的概念，电磁现象是一个四维的概念，所以力不具有洛仑兹不变性（也就是在惯性参考系的变换下力会发生改变），换句话说就是：三维的力不满足狭义相对论。

仔细的解释如下：

两个带同种电荷物体相对地面同向并排运动，为了方便讨论，我们假设这两个电荷的运动速度相同，那么它们之间是相对静止的。

计算1：

我们以某个电荷为惯性参考系来看，这两个电荷之间相对静止，可以用静电场的库仑定理来计算这个力，在这里不存在磁场，情况比较简单。

计算2：

但是，当我们换一个参考系，在地面参考系中，这两个电荷都在运动，这就成了两个电流，我们知道，这时候不但存在电荷与电荷之间的电场力，因为电流还会产生磁场，所以这时候还必要考虑磁场对电流的力的作用——这就是安培力，当我们把这两部分力（电场力与安培力）加起来的时候，我们发现，这加出来的结果，并不等于计算1中提到的库仑力，这多出来的力就是磁场对电流的相互作用引起的。而且，在这个计算中，我们还没有用到相对论修正——如果电荷相对地面参考系的运动速度很快，其实这两个电荷之间的距离会发生收缩，它们之间的电场力的大小比较考虑到这个距离收缩所产生的改变——这就是我们平常所说的“尺缩效应”。

结论：

计算1与计算2的结论不同是正常的，因为三维力本来就在惯性参考系变换下不能保持不变，具体请参考狭义相对论的相关书籍。

回答于 2019-09-11 08:43:50

首先我要强调一下：力不是相对的是与参照系无关的！这也是广义相对论的精髓。不光是引力包括其它力都等效于加速度！也就是说有力就有加速度！在宇宙中速度是跟参照系有关的但是加速度是跟参照系无关的。不管在哪开车只要一加速就有推背感。闭上眼睛也一样。跟据推背力的大小就能知道加速度的大小，反之一样。题目中提到的俩个带电物体同向同步运行，它们是相对静止的，它们之间只有静电力没有磁力！我以前说过磁场是电荷有了相对运动而增强的电场。好比人在空气中奔跑，风就是因为有了相对运动而增强的空气对面部的压力。要有磁力，第一要有相对运动，第二至少要有俩个以上的电荷，电荷对电荷的相对运动才能产生磁力。你在地上看天上并排飞行的俩个带电体，它们之间也是没有磁场力的。如果你本人带上电荷。那么天上的俩个带电体于你之间就有了电磁力了。你的问题我给你换一个版本：为什么俩条通了同向电流的导线是相吸引的，而真空中俩束同向飞行的电子流是相排斥的。欲知详情请阅读本人关于磁场本质的回答