为什么只有移动的电荷才能产生磁场?

时间:2021-10-08 08:34:26   作者:
下面是麦克斯韦方程:

为什么只有移动的电荷才能产生磁场

看到方程4的时间导数了吗?对于静止电荷,这一项处处为零。但对于移动的电荷,你会得到一个变化的D场,这个变化的场使时间导数项非零。因此,磁场H的旋度变得非零(即,你得到一个磁场)。

顺便提一下,感生H场也会随时间变化,在方程2中有一个非零的时间导数项。感应磁场又产生了一个电场,电场又产生了一个磁场,磁场又产生了…你懂的。这个循环过程永远不会结束,这就是电磁波传播的基础。任何变化的磁场或电场都可以开始这个过程。只要拿起一块永久磁铁,在空气中挥舞,某种频率和振幅的电磁波就会从你身上辐射出去。为了把它做好并用于实际目的,你需要一个专门设计的设备(即无线电发射系统),但是E/D或H/B场的每一次变化都会导致一些传播。

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这就是经典分析的全部答案——你只需要从假设为真的马克西尔方程开始,然后从那里进行推理。为了更深入地研究,你需要使用量子电动力学,虽然你可以推导麦克斯韦方程组,但你仍然有一些“理论起点”,你只需要假设其正确性。物理学不能完全在“真空中”推导出来——你必须提出一些公理。
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