《物理題 答歲月河山 移動的帶電粒子》

＃613

題目來自：

《萬維論壇》送交者: 歲月河山 2017年04月05日16:04:09 於 [靈機一動] 

《移動的帶電粒子之間的磁場力存在嗎？》

http://bbs.creaders.net/iq/bbsviewer.php?trd_id=1226861

假設在X軸上有兩個帶電的粒子，靜止質量都是m，帶電量都是q（正的）。兩個粒子之間的距離是r。在t = 0 時，兩個粒子都有Y方向上的速度V。

有人說，兩個粒子都受到庫侖力 q^2/(4πε0 r^2）（斥力）和磁場力（引力）。

還有人說，粒子之間磁場力（引力）是不存在的。兩個粒子只受到狹義相對論效應的庫侖力。

到底哪個說法正確？

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我解答：

我只討論題目中的帶電粒子“勻速運動”情況。

1）第一個說法不正確。

各向同性的“庫侖力 ”q^2/(4πε0 r^2）及與其相關的磁場力，只對靜止電荷適用。

如果題目中粒子速度v遠小於光速c，第一說法近似地正確。

2）題目的第二說法是正確的。

在跟隨電荷運動的慣性參考系上看，兩電荷都是靜止的。而且磁場力是不存在的。各向同性的“庫侖力 ”是正確的。

如經過狹義相對論效應的洛侖茲變換，則可以得到在靜止慣性參考系正確的電場力及磁場力結果，其電場力將不同於q^2/(4πε0 r^2），存在磁場力，也不同於第一個說法的結果。

移動的帶電粒子之間的磁場力存在與否，與觀察者的參考系有關。

對此問題，僅在跟隨電荷運動的慣性參考系上看，無磁場力，否則有磁場力。

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