關(guān)于否定法拉第磁生電方程的研究

曾清平，金加根，孫知建

(空軍預(yù)警學(xué)院，湖北武漢 430019)

1832年楞茨發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流;同年法拉第認(rèn)為是感生電動(dòng)勢(shì)(電壓)，沒有明確電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)方向。1834年哲學(xué)界提出爭(zhēng)議，而且楞茨說法拉第剽竊了電磁感應(yīng)的成果。1855年麥克斯韋總結(jié)法拉第定律時(shí)給出產(chǎn)生了旋度電場(chǎng)，只是說:“磁通量變化率產(chǎn)生了電場(chǎng)E，對(duì)E的積分是電動(dòng)勢(shì)，對(duì)E的微分是電流”。但他沒有給出電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)問題和旋度電場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向問題;也沒有給出它是在磁通量增加情況或是磁通量減少情況的電動(dòng)勢(shì)及旋度電場(chǎng)。因此本項(xiàng)目重新總結(jié)法拉第定律，首先是明確磁通量的增減情況，然后明確電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)方向、明確旋度電場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向。本文以磁通量增加情況為例，論證表明:他們的磁生電結(jié)論是錯(cuò)誤的。

電磁感應(yīng)的歷史問題介紹

(1)楞茨電流定律的介紹

1832年，楞茨用實(shí)驗(yàn)證明了:

①當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)靠近線圈時(shí)，線圈中產(chǎn)生了逆時(shí)針方向的電流，見圖1;

圖1 閉合線圈靠近磁鐵，楞茨電流i是逆時(shí)針方向

②當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)靠近磁鐵時(shí)，線圈中產(chǎn)生了逆時(shí)針方向的電流，見圖2。

圖2 磁鐵靠近閉合線圈，楞茨電流i是逆時(shí)針方向

以上兩圖都是基于歐式空間的伽利略相對(duì)運(yùn)動(dòng)。①其運(yùn)動(dòng)靠近時(shí)，線圈里產(chǎn)生了逆時(shí)針方向的電流。

注意:線圈上的電流有順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向，電流表內(nèi)阻很小，理想電流表內(nèi)阻接近零，因此測(cè)量楞茨電流屬于閉合線圈動(dòng)態(tài)電流。②其運(yùn)動(dòng)離開時(shí)，線圈里產(chǎn)生了順時(shí)針方向的電流，這種線圈與對(duì)于磁鐵離開情況的圖未畫出，僅僅改變正負(fù)符號(hào)即可。這稱為楞茨電流定律。

本項(xiàng)目只介紹線圈與磁鐵靠近情況，即磁通量增加情況的逆時(shí)針電流情況。

(2)法拉第電動(dòng)勢(shì)定律的介紹

1832年，法拉第從伏達(dá)電池出發(fā)(當(dāng)時(shí)沒有洛倫茲電子論，更沒有洛倫茲磁場(chǎng)力)，法拉第認(rèn)為:無論是線圈運(yùn)動(dòng)靠近磁鐵或是磁鐵運(yùn)動(dòng)靠近線圈，線圈中的磁通量變化率產(chǎn)生了伏達(dá)電池。他把這種伏達(dá)電池稱為電動(dòng)勢(shì)，即磁通量減少情況 +ε=+Uab

表示線圈里的磁通量增加情況，在線圈里產(chǎn)生了負(fù)電動(dòng)勢(shì)－Uab，如圖3和圖4所示。他認(rèn)為在閉合線圈里產(chǎn)生了電壓－Uab。后來被麥克斯韋寫成電動(dòng)勢(shì)。有磁生電的積分定律，即磁通量變化率產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。注意:磁通量變化率有正量和負(fù)量，正值時(shí)產(chǎn)生了負(fù)電動(dòng)勢(shì);負(fù)值產(chǎn)生了正電動(dòng)勢(shì)。式(1)的兩邊乘以負(fù)號(hào)即為式(2)的磁通量增加情況產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)－ Uab。

①其運(yùn)動(dòng)靠近時(shí)，法拉第認(rèn)為:線圈里的磁通量增加，線圈上產(chǎn)生了負(fù)電動(dòng)勢(shì)－ε即(負(fù)電壓－Uab)，負(fù)電壓除以線圈內(nèi)阻也是逆時(shí)針方向的電流。

圖3 線圈靠近磁鐵時(shí)，磁通量增加，法拉第在閉合線圈上產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)－ε即(負(fù)電壓－Uab)，以便迎合愣茨的逆時(shí)針方向電流

圖4 磁鐵靠近線圈時(shí)，磁通量增加，法拉第在閉合線圈里產(chǎn)生了負(fù)電動(dòng)勢(shì)－ε即(負(fù)電壓－Uab)，以便迎合愣茨的逆時(shí)針方向電流．

②其運(yùn)動(dòng)離開時(shí)，法拉第認(rèn)為:線圈里的磁通量減少，線圈上產(chǎn)生了正電動(dòng)勢(shì)ε即(正電壓Uab)，正電壓除以內(nèi)阻就是順時(shí)針方向的電流，這種磁通量減少情況的圖未畫出，僅僅改變正負(fù)符號(hào)即可。這稱為法拉第電動(dòng)勢(shì)定律。因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)離開時(shí)，只要改變負(fù)號(hào)即可，所以未畫出來討論。

因此本報(bào)告都研究圖1→圖4的磁通量增加情況的電磁感應(yīng)問題。而對(duì)于磁通量減少情況，方程兩邊乘以負(fù)號(hào)即可，迎刃而解。

本項(xiàng)目只討論線圈與磁鐵靠近情況，即磁通量增加情況。所以只給出了圖3和圖4。注意a、b方向。

1834年，哲學(xué)界提出:由于電壓和電流出現(xiàn)在歐姆定律的兩端，線圈上到底是產(chǎn)生了電壓或是產(chǎn)生了電流?這涉及到“原因”與“結(jié)果”的哲學(xué)爭(zhēng)議問題。而且還涉及到誰發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)的名譽(yù)問題。

1855年，麥克斯韋總結(jié)法拉第定律說:磁鐵與線圈之間的靠近運(yùn)動(dòng)，在閉合線圈上的磁通量變化率增加情況產(chǎn)生了電場(chǎng)(磁生電的積分定律)，進(jìn)一步，麥克斯韋總結(jié)法拉第定律時(shí)，又給出法拉第 －麥克斯韋的磁生電的微分定律。被麥克斯韋總結(jié)成“磁通量變化率產(chǎn)生了電場(chǎng)E，對(duì)E的積分是電動(dòng)勢(shì)，對(duì)E的微分是電流”。當(dāng)時(shí)沒有電子論，不知道電流的物理本質(zhì)。似乎環(huán)形流動(dòng)電流就是旋度電場(chǎng)。似乎平息了1834年的電壓與電流的哲學(xué)爭(zhēng)議問題。但是他沒有回答磁通量的增 /減問題與旋度電磁的旋轉(zhuǎn)方向問題。

我們現(xiàn)在來標(biāo)注Eφ的方向問題，以便判斷法拉第－麥克斯韋方程的真?zhèn)涡浴?/p>

1 法拉第－麥克斯韋方程的來歷

您們和他們一樣，沒有給出:在什么情況下是正電動(dòng)勢(shì)?在什么情況下是負(fù)電動(dòng)勢(shì)?什么情況下是逆時(shí)針方向的旋度電場(chǎng)?在什么情況下是順時(shí)針方向的旋度電場(chǎng)?這才是歷史錯(cuò)誤問題根結(jié)。

但是我們重新總結(jié):式(1)→式(6)這六個(gè)方程都屬于法拉第 －麥克斯韋方程的微積分定律。即:

根據(jù)法拉第的式(1)和式(2)得到法拉第的式(3)、式(5)、及旋度方程的式(4)和式(6)。注意:磁鐵與線圈靠近時(shí)屬于磁通量增加情況、磁鐵與線圈離開時(shí)屬于磁通量減少情況，對(duì)應(yīng)著電動(dòng)勢(shì)的正、負(fù)方向問題和旋度電場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向問題。

或

當(dāng)線圈與磁鐵離開時(shí)，磁通量減少情況的電動(dòng)勢(shì)是

當(dāng)線圈與磁鐵靠近時(shí)，磁通量增加情況的電動(dòng)勢(shì)是

當(dāng)線圈與磁鐵離開時(shí)，磁通量減少情況的旋度電場(chǎng)是

即，磁通量減少率產(chǎn)生逆時(shí)針旋度電場(chǎng)

當(dāng)線圈與磁鐵靠近時(shí)，磁通量增加情況的旋度電場(chǎng)是

即，磁通量增加率產(chǎn)生順時(shí)針旋度電場(chǎng)。

留意:法拉第和麥克斯韋他們?cè)诖磐繙p少情況的法拉第定律之右邊是負(fù)、而左邊是正。

我們從新歸納法拉第定律及其麥克斯韋方程就是式(3)→式(6)。

請(qǐng)記住:式(1)、式(2)、式(3)、式(4)是法拉第積分定律的結(jié)果;式(5)、式(6)是麥克斯韋總結(jié)法拉第定律的微分定律之結(jié)果，稱之為法拉第－麥克斯韋方程。

因此本報(bào)告全部以磁通量增加為例，進(jìn)行討論。然后舉一反三問題，敘述從略。

本文以磁通量增加情況產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì) －Uab式(4);磁通量增加情況產(chǎn)生了旋度電場(chǎng) －Eφ式(6)為例來否定法拉第磁生電定律。

然后舉一反三地否定法拉第磁生電的磁通量減少情況的式(1)、式(3)和式(5)。讀者自行討論。

2 法拉第磁生電的電動(dòng)勢(shì)方程是虛構(gòu)的

1832年楞茨說線圈里產(chǎn)生了電流、法拉第說線圈里產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。于是1834年引起爭(zhēng)議。如何界別呢?我們來測(cè)量?jī)烧叩恼婕?。

首先注意:電壓表的內(nèi)阻很大，理想電壓表的內(nèi)阻接近于無窮大，因此測(cè)量法拉第電動(dòng)勢(shì)屬于開口的電壓測(cè)量。如圖5所示，顯然法拉第虛構(gòu)圖4的電動(dòng)勢(shì)之正負(fù)反向錯(cuò)了。

圖5 喇叭狀彎曲磁力線切割靜止金屬環(huán)，導(dǎo)體四周的金屬電子受廣義洛倫茲磁力而形成了逆時(shí)針方向的電流i

磁鐵攜帶喇叭狀磁力線向左邊運(yùn)動(dòng)，在圖5彎曲導(dǎo)體L上定義弧形線圈，在平衡態(tài)之前，弧形導(dǎo)線上四周金屬電子在廣義洛倫茲磁力的作用下作順時(shí)針方向流動(dòng)，相當(dāng)于電流作逆時(shí)針方向流動(dòng)，形成弧形電流i，即電荷q沿著弧形線圈流動(dòng)攜帶了弧形流動(dòng)電場(chǎng)E。這是電子論的沿著弧形導(dǎo)線流動(dòng)電流及其弧形流動(dòng)的電荷攜帶了弧形流動(dòng)電場(chǎng)，卻不是旋度電場(chǎng);即使測(cè)量平衡態(tài)開口電壓，也是Uab＞0，見圖5。卻不是法拉第圖4的 －Uab(－ε)。他虛構(gòu)圖4的－ε之目的是以便迎合楞茨電流圖2。

看來，法拉第沒有實(shí)際測(cè)量，而是為了1834年的爭(zhēng)議，他再次用磁通量變化率去虛構(gòu)他的電動(dòng)勢(shì)問題。記住:電壓表內(nèi)阻很大，理想電壓表內(nèi)阻無窮大，所以測(cè)量電動(dòng)勢(shì)屬于開口電壓。實(shí)際測(cè)量圖5卻是+Uab。

把圖5的縫隙短路就是楞茨的閉合線圈。即楞茨電流定律吻合電子論、法拉第電動(dòng)勢(shì)是虛構(gòu)的。

3 法拉第磁生電的旋度電場(chǎng)方程是虛構(gòu)的

把圖5的縫隙短路就是圖6的閉合線圈，沒有聚集電荷。所以，閉合的良導(dǎo)體線圈的四周根本沒有所謂的電動(dòng)勢(shì) －ε。故Uab=ε=0，Eab=0。金屬電子只承受力F2=eB×vB的作用，金屬電子e作順時(shí)針方向流動(dòng)，相對(duì)于電荷q作逆時(shí)針方向流動(dòng)，從而形成逆時(shí)針方向的電流。由于電場(chǎng)是電荷定義的，因此逆時(shí)針方向的流動(dòng)電荷攜帶了逆時(shí)針方向的流動(dòng)電場(chǎng)E楞茨圓形流動(dòng)。故，閉合線圈上－ε=0，其電動(dòng)勢(shì)和漩渦電場(chǎng)都是虛構(gòu)的。這是《運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2》的情況。這屬于線圈里磁通量增加情況。

注意:①電流表的內(nèi)阻很小，理想電流表的內(nèi)阻接近零，所以測(cè)量楞茨電流屬于測(cè)量閉合線圈之電流，因此電子論的洛倫茲磁力支持了楞茨電流定律，如圖6所示;②電壓表的內(nèi)阻很大，理想電壓表的內(nèi)阻接近無窮大。

在圖6中，磁鐵攜帶喇叭狀的磁力線切割了環(huán)形線圈上的金屬電子，在廣義洛倫茲磁力F2=eB×vB的作用下，產(chǎn)生了圓形閉合電流I，電荷的圓形流動(dòng)攜帶了圓形電場(chǎng)E楞茨逆時(shí)流動(dòng)，電荷沿著導(dǎo)線的圓形流動(dòng)，及流動(dòng)過程中由電荷攜帶的圓形流動(dòng)電場(chǎng) 。即E楞茨逆時(shí)流動(dòng)完全取決于圓形線圈的形狀(參見圖2的逆時(shí)針電流方向)，參見以上文［1］→文［9］的論證，無論是直線形閉合導(dǎo)線或是弧形導(dǎo)線或是方形閉合線圈甚至弧形導(dǎo)線;特別是圓形閉合線圈，金屬電子e在洛倫茲磁場(chǎng)力的作用下作順時(shí)針方向流動(dòng)，相當(dāng)于正電荷q作逆時(shí)針方向流動(dòng)，q攜帶的電場(chǎng)E楞茨逆時(shí)流動(dòng)也作逆時(shí)針方向流動(dòng)，其流動(dòng)電場(chǎng)取決于線圈的形狀，不取決于微分運(yùn)算的旋度。感應(yīng)電流的產(chǎn)生都是洛倫茲磁場(chǎng)力的作用結(jié)果，卻不是法拉第磁通量變化率產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的作用結(jié)果，更不是法拉第磁通量變化率產(chǎn)生旋度電場(chǎng)的作用結(jié)果。

圖6 喇叭狀的磁力線切割線圈，四周的金屬電子受廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB而形成閉合的環(huán)形電流i

因?yàn)?，法拉第磁生電的微分定律的?6)這屬于磁通量增加情況旋度場(chǎng)－Eφ(順時(shí)針方向)，因此法拉第旋度電場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向就違背了楞茨電流定律?？偨Y(jié)法拉第的錯(cuò)誤有三條:①他為了1834年的爭(zhēng)議問題，在閉合線圈上虛構(gòu)了電動(dòng)勢(shì)以便迎合楞茨電流方向，參見圖6。

但實(shí)際上，楞茨閉合線圈上沒有電動(dòng)勢(shì);②即使測(cè)量電壓，在磁通量增加情況，也是 +Uab，參見圖5。因此法拉第式(4)的 －Uab是虛構(gòu)的;③當(dāng)時(shí)沒有電子論，把Eφ當(dāng)作了電流I，或把楞茨的圓形流動(dòng)電荷攜帶的圓形流動(dòng)電場(chǎng)E楞茨逆時(shí)流動(dòng)當(dāng)作了錯(cuò)誤的微分公式中的Eφ;④事實(shí)上，法拉第磁通量增加情況的微分公式 －Eφ=?×E=(式6)(順時(shí)針)，因此法拉第磁生電的旋度電場(chǎng)之旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)了。即法拉第 －麥克斯韋定律描述磁通量增加情況，虛構(gòu)了旋度電場(chǎng)－Eφ的旋轉(zhuǎn)方向就錯(cuò)了。

因此法拉第磁生電的(式(4))之 －Uab和(式(6))的都是虛構(gòu)的。

至于在線圈與磁鐵離開時(shí)，磁通量減少情況的式(1)、式(3)、式(5)也是錯(cuò)誤的。敘述從略。

4 法拉第－麥克斯韋方程的磁生電也是虛構(gòu)的

由于法拉第進(jìn)行量“桶實(shí)驗(yàn)”以場(chǎng)論而著名，也被麥克斯韋真假成磁生電而著名。雖然法拉第沒有談?wù)撘蕴?，但?dāng)時(shí)流行以太風(fēng)。整個(gè)法拉第、麥克斯韋、愛因斯坦等都是基于以太媒質(zhì)而論述的。雖然洛倫茲證實(shí)了電子論、雖然愛因斯坦沒有公開反對(duì)電子論，但作為死對(duì)頭的愛因斯坦卻說“相當(dāng)于以太的運(yùn)動(dòng)有的可測(cè)、有的不可測(cè)”。這意味著愛因斯坦支持以太媒質(zhì)。

1856年麥克斯韋總結(jié)法拉第定律而認(rèn)為:對(duì)電場(chǎng)E的積分是電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)－ε(電壓－Uab)。即磁通量變化率產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)，也即磁生電的積分是電動(dòng)勢(shì);然后在論法拉第力線一文中總結(jié)為對(duì)電場(chǎng)E的微分是電流，他們沒有區(qū)分正負(fù)方向;實(shí)際上，當(dāng)磁鐵靠近真空環(huán)時(shí)，屬于磁通量變化率增加情況產(chǎn)生了旋度電場(chǎng)Eφ(參見式(6))，當(dāng)時(shí)沒有電子論，圓形電場(chǎng)就是圓形電流，所以麥克斯韋總結(jié)成磁生電的微分是電流。【當(dāng)時(shí)沒有電子論，不知道電流的物理本質(zhì)，似乎圓形電場(chǎng) －Eφ就是楞茨圓形電流。所以法拉第以場(chǎng)論而著名】。似乎平息了1834年的爭(zhēng)議問題。也就說麥克斯韋總結(jié)法拉第定律的旋度電場(chǎng)中的－Eφ成了麥克斯韋的磁場(chǎng)激勵(lì)以太產(chǎn)生電場(chǎng)的依據(jù)?！咀髡咦?①法拉第、麥克斯韋和愛因斯坦所說的(aether)空間就是現(xiàn)在人們所指的自由空間或真空;②法拉第去世28年、麥克斯韋去世18年后，洛倫茲證明了電子論:電流I是電荷q的流動(dòng)(金屬電子e流動(dòng)的反方向)】。

按照麥克斯韋總結(jié)法拉第的旋渦電場(chǎng)而認(rèn)為的:圖7的環(huán)上承受了時(shí)變的運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)激勵(lì)以太媒質(zhì)而產(chǎn)生旋度電場(chǎng)，有，進(jìn)而有麥克斯韋改造安培環(huán)路定律而定義位移電流(密度)。即位移電流又產(chǎn)生磁場(chǎng)BM。

1908年愛因斯坦按照麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)并用坐標(biāo)變換而認(rèn)為的:磁鐵攜帶的磁場(chǎng)呈喇叭狀，當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，喇叭狀的四周磁力線B0因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生環(huán)形協(xié)變電場(chǎng)E愛因斯坦≈γv×B0≠0、環(huán)形電場(chǎng) －Eφ又產(chǎn)生新的磁場(chǎng)B愛因斯坦≈γv×E≠0，或順時(shí)針方向的I=sε ?E愛因斯坦D0?t產(chǎn)生了磁場(chǎng)B稱M為協(xié)變場(chǎng)。因此法拉第磁生電的旋度電場(chǎng)、麥克斯韋的磁場(chǎng)激勵(lì)以太產(chǎn)生旋度電場(chǎng)、愛因斯坦的協(xié)變場(chǎng)，他們都認(rèn)為圖7產(chǎn)生了磁場(chǎng)BM。

圖7 在環(huán)上的法拉第磁通量變化率產(chǎn)生旋度電場(chǎng)、愛因斯坦運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)產(chǎn)生協(xié)變電場(chǎng)、麥克斯韋的磁場(chǎng)激勵(lì)以太產(chǎn)生旋度電場(chǎng)。由電場(chǎng)定義了位移電流iD，那么iD產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)BM

圖8 彎曲的喇叭狀運(yùn)動(dòng)磁力線切割金屬線圈，在廣義洛侖茲磁力作用下而形成感應(yīng)電流ic，ic產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)BL

總之，按照麥克斯韋總結(jié)法拉第定律而認(rèn)為的(或者按照協(xié)變場(chǎng)認(rèn)為的):當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，空間的磁狀態(tài)發(fā)生改變，磁場(chǎng)激勵(lì)以太媒質(zhì)而產(chǎn)生旋度電場(chǎng)E，即在真空環(huán)里產(chǎn)生了位移電流密度，s是真空環(huán)管的截面積。進(jìn)一步按照麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)，這個(gè)順時(shí)針的ID又產(chǎn)生了同方向的磁場(chǎng)BM(麥克斯韋旋度理論)。或者按照法拉第的“磁通量變化率產(chǎn)生旋度電場(chǎng)”磁通量增加情況產(chǎn)生了 －Eφ(參見式(6))，這個(gè)順時(shí)針方向的－Eφ形成順時(shí)針方向的位移電流ID，那么這個(gè)ID也產(chǎn)生了新的磁場(chǎng)BM與原來的B0同方向。這樣就構(gòu)成麥克斯韋的電磁波向前推進(jìn)。

注意:磁通量增加情況，－Eφ的方向是順時(shí)針方向，因此ID是順時(shí)針方向。

總之在圖7的真空環(huán)中，法拉第磁通量變化率增加情況產(chǎn)生了旋度電場(chǎng) －Eφ參見式(6)、愛因斯坦用坐標(biāo)變換而得到協(xié)變電場(chǎng)、麥克斯韋總結(jié)法拉第定律而得到磁場(chǎng)激勵(lì)以太產(chǎn)生了旋度?電場(chǎng)－E(順時(shí)針方向);旋度電場(chǎng)形φ成位移電流ID(順時(shí)針方向)。ID又產(chǎn)生磁場(chǎng)BM，與原磁場(chǎng)B0同向，電磁波向前推進(jìn)。這是他們的以太觀都認(rèn)為產(chǎn)生了位移電流ID．再根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，圖7因ID產(chǎn)生了磁場(chǎng)BM。這時(shí)磁場(chǎng)激勵(lì)以太產(chǎn)生旋度電場(chǎng)、電場(chǎng)激勵(lì)以太產(chǎn)生旋度磁場(chǎng)以太觀的結(jié)論。所謂磁場(chǎng)激勵(lì)以太就是圖7的磁場(chǎng)增加情況的法拉第式(6)－Eφ=?×E即磁通量增加情況，環(huán)中產(chǎn)生了旋度電場(chǎng)－Eφ(順時(shí)針方向)。于是圖7中的磁場(chǎng)B7=B0+BM。

總之，如圖7所述，假如按照麥克斯韋總結(jié)法拉第電動(dòng)勢(shì)而認(rèn)為的旋度電場(chǎng)以及按照相對(duì)論協(xié)變場(chǎng)，則真空環(huán)上應(yīng)該有電場(chǎng)E(t);再根據(jù)麥克斯韋的定義E(t)是位移電流，那么真空環(huán)上存在位移電流ID(順時(shí)針方向)，從而就產(chǎn)生了同方向的磁場(chǎng)BM。即磁場(chǎng)向前推進(jìn)。

但是，見圖8。我們可以用本項(xiàng)目定義的廣義洛倫茲磁力式(2)來解釋。其感應(yīng)電流的形成原理用廣義洛倫茲磁力解釋為:運(yùn)動(dòng)磁力線切割了靜止的金屬環(huán)，金屬電子受廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB之作用，就產(chǎn)生了傳導(dǎo)電流iC(感應(yīng)電流)，從而此iC產(chǎn)生了反方向的磁場(chǎng)BL，即在反向磁場(chǎng)的工程實(shí)踐中，用圖8中的F2=qB×vB與圖6的一樣能解釋反向磁場(chǎng)BL的物理過程:在磁通量增加情況，楞茨圓形線圈里的i楞茨逆時(shí)針方向楞茨逆時(shí)針方向電流。所以電荷流動(dòng)產(chǎn)生了磁場(chǎng)BL與原磁場(chǎng)B0方向相反【注意:正因?yàn)锽L反向，在變壓器中被人們認(rèn)為反電動(dòng)勢(shì);實(shí)際上是反向磁場(chǎng)的作用于金屬電子e而形成的反向電流iC，參見圖6】。于是圖8的磁場(chǎng)是B8=B0－BL．

對(duì)照比較分析如下:

法拉第 － 麥克斯韋 － 愛因斯坦場(chǎng)論派［11－12］認(rèn)為:對(duì)于圖7，①法拉第認(rèn)為環(huán)上的磁通量變化率，產(chǎn)生了旋度電場(chǎng)，對(duì)旋度電場(chǎng)的微分是電流;②麥克斯韋認(rèn)為自由空間的磁狀態(tài)發(fā)生改變，真空環(huán)上的自由空間產(chǎn)生了旋度電場(chǎng);即，磁鐵運(yùn)動(dòng)使得真空環(huán)上承受了時(shí)變磁場(chǎng)B(t)≠0。因磁生電，所以 E(t)≠0(E法拉第=E麥克斯韋=E愛因斯坦≠0)，于是ID≠0，于是法拉第、麥克斯韋和愛因斯坦他們場(chǎng)論派都認(rèn)為ID≠0。③愛因斯坦依據(jù)麥克斯韋的場(chǎng)論用坐標(biāo)變換而認(rèn)為運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)產(chǎn)生了協(xié)變電場(chǎng)E愛因斯坦≈γv×B≠0【即磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鐵攜帶喇叭狀磁力線B運(yùn)動(dòng)時(shí)，真空環(huán)的四周產(chǎn)生了協(xié)變電場(chǎng)】，于是他們又按照愛因斯坦的協(xié)變場(chǎng)而得到ID＞0。又按照麥克斯韋的位移電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，于是BM＞0。即彎曲磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在自由空間產(chǎn)生了協(xié)變電場(chǎng)和位移電流ID＞0和BM＞0。

因此，法拉第 －麥克斯韋 －愛因斯坦等他們認(rèn)為圖7產(chǎn)生了磁場(chǎng)BM＞0。

洛倫茲磁場(chǎng)力－電子論派認(rèn)為:在法拉第時(shí)代里沒人發(fā)現(xiàn)電子，于是法拉第不服愣茨電流定律而提出場(chǎng)論觀點(diǎn);雖然1897年J·J湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，但在那個(gè)年代里被愛因斯坦宣傳狹義相對(duì)論，把科學(xué)界引入到了另類，所以無人發(fā)展廣義洛倫茲磁力。現(xiàn)在我們必須根據(jù)洛倫茲電子論和洛倫茲磁場(chǎng)力來重新分析。基于洛倫茲電子論:電場(chǎng)是電荷攜帶(定義)的;如果沒有電荷，就沒有電場(chǎng)。即，在圖7中非均勻磁力線切割了真空環(huán)，雖然真空環(huán)承受的時(shí)變磁場(chǎng)B0(t)≠0，但環(huán)上因缺乏電荷受力的條件，故，法拉第旋度電場(chǎng)和麥克斯韋旋度電場(chǎng)以及愛因斯坦的協(xié)變電場(chǎng)都是虛構(gòu)的，聯(lián)系電磁感應(yīng)的紐帶是洛倫茲磁場(chǎng)力(關(guān)鍵是電荷受力)，卻不是法拉第的磁通量變化率，也不是麥克斯韋的磁狀態(tài)變化率，更不是愛因斯坦的協(xié)變電場(chǎng)。因此 E(t)=0，從而 E法拉第(t)=E麥克斯韋(t)=E愛因斯坦(t)=0，所以位移電流ID=0從而BM=0?；蛘叩惯^來說:正因?yàn)闇y(cè)量BM=0，從而表明ID不存在，所以虛構(gòu)的電場(chǎng)E法拉第(t)=E麥克斯韋(t)=E愛因斯坦(t)=0。當(dāng)且僅當(dāng)磁力線切割金屬環(huán)時(shí)，L四周金屬電子在廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB的作用下形成了感應(yīng)電流IC≠0【注意:磁鐵攜帶喇叭狀磁力線切割了線圈L，所以金屬電子受廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB的作用而產(chǎn)生感應(yīng)電流】由于電子量是負(fù)值，金屬電子的漂移是順時(shí)針方向，相對(duì)于正電荷q向逆時(shí)針方向流動(dòng)，形成了感應(yīng)電流IC≠0，從而電流產(chǎn)生磁場(chǎng)BL≠0。即磁生電的關(guān)鍵是金屬電子必須受洛倫茲磁場(chǎng)力，場(chǎng)不產(chǎn)生場(chǎng)。這是洛倫茲磁場(chǎng)力和電子論的結(jié)論BL。

根據(jù)洛倫茲電子論和安培環(huán)路定律可知BL與原磁場(chǎng)矢量B0方向相反，所以測(cè)得B8=B0－BL。此外正因?yàn)锽L與原磁場(chǎng)矢量B0方向相反，所以在變壓器中，初級(jí)又形成所謂的“反電動(dòng)勢(shì)”，但實(shí)際上是BL切割初級(jí)線圈上的金屬電子，在廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB作用下而形成的反向電流所致。

下面我們將用實(shí)驗(yàn)證明:①以太觀的場(chǎng)論派是虛構(gòu)的，②廣義倫茲磁力的電子論派之才是真理。

檢驗(yàn)方法是:設(shè)磁鐵攜帶喇叭狀的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B0，則圖7中B7=B0+BM、圖8中B8=B0－BL。

其中B7是圖7的測(cè)量結(jié)果，其中B8是圖8的測(cè)量結(jié)果;其BM是麥克斯韋的位移電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其BL是洛倫茲的傳導(dǎo)電流(楞茨圓形電流)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

測(cè)試結(jié)果是:①圖7中靜止的紅色真空環(huán)上沒有反向的BM，即通過測(cè)量B7=B0來判斷BM=0，從而證明ID=0，從而證明E(t)=0，或磁生電的 Eφ=0。于是，E法拉第=0、E麥克斯韋=0、E愛因斯坦=0。也就是說，即使虛構(gòu)法拉第旋度電場(chǎng)、即使虛構(gòu)麥克斯韋旋度電場(chǎng)、即使虛構(gòu)協(xié)變電場(chǎng)，即使虛構(gòu)位移電流，但測(cè)試因BM=0從而判斷法拉第定律、麥克斯韋旋度場(chǎng)理論以及相對(duì)論協(xié)變場(chǎng)都是錯(cuò)的。

②事實(shí)上基于電子論，聯(lián)系電磁感應(yīng)的物質(zhì)洛倫茲的金屬電子。在圖8中磁力線切割了靜止的金屬環(huán)，其金屬電子在洛倫茲磁場(chǎng)力F2=qB×vB的作用下產(chǎn)生了傳導(dǎo)電流(感應(yīng)電流)Ic，測(cè)出了BL，即通過測(cè)量B8=B0－BL來判斷BL≠0，即廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB使得金屬電子流動(dòng)才形成了感應(yīng)電流Ic．即聯(lián)系電磁感應(yīng)的物質(zhì)是洛倫茲的金屬電子，聯(lián)系電磁感應(yīng)的紐帶是洛倫茲的磁場(chǎng)力。

對(duì)照分析以上兩個(gè)圖表明:所謂“磁生電”的關(guān)鍵條件是電荷要受力。圖7沒有電荷受力，即使虛構(gòu)漩渦電場(chǎng)或虛構(gòu)協(xié)變場(chǎng)甚至虛構(gòu)位移電流;但無電荷受力，所以ID=0，從而BM=0。但是圖8存在電荷受力，金屬電子在廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB的作用下產(chǎn)生了感應(yīng)電流IC，從而測(cè)得了BL。對(duì)比圖7與圖8的兩圖分析，可從實(shí)驗(yàn)中證明了自由空間里的“磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”是虛構(gòu)的。

既然圖7對(duì)真空環(huán)失效，從而表明麥克斯韋的旋度電場(chǎng)對(duì)自由空間失效。這就表明:≠?×E=0，即麥克斯韋的“磁生電”方程是不成立的;或，環(huán)中的時(shí)變磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)。

但是在圖7中，因測(cè)試B7=B0，可知BM=0、表明ID=0;從而也表明Eφ=0。

因此 E法拉第=0，E麥克斯韋=0，E愛因斯坦=0，所以磁生電是錯(cuò)誤的，或0=?×0=。可以說，圖7是“一石三鳥”:

其一，因測(cè)試BM=0，從而判斷E法拉第=0。即，法拉第磁生電的微分方程是虛構(gòu)的;

其二，因測(cè)試 BM=0，從而判斷E麥克斯韋=0。即，磁場(chǎng)激勵(lì)以太不產(chǎn)生麥克斯韋旋度電場(chǎng);

其三，因測(cè)試 BM=0，從而判斷E愛因斯坦=0。即，愛因斯坦的協(xié)變場(chǎng)是虛構(gòu)的數(shù)學(xué)游戲。

圖8中測(cè)出了B8=B0－BL，即測(cè)出BL正表明:洛倫茲的電荷流動(dòng)產(chǎn)生了真實(shí)的磁場(chǎng)。對(duì)照上述兩圖，所謂“磁生電”的關(guān)鍵條件是電荷要受力，金屬電子在廣義洛倫茲的磁力的作用下才能沿著導(dǎo)體流動(dòng)而形成感應(yīng)電流。特別是，楞茨圓形線圈上的金屬電子在洛倫茲喇叭狀磁場(chǎng)力F2=qB×vB的作用下，金屬電子e作順時(shí)針方向流動(dòng)，相當(dāng)于正電荷q作逆時(shí)針方向流動(dòng)，從而形成楞茨的圓形電流I;圓形流動(dòng)電荷攜帶的圓形流動(dòng)電場(chǎng)E楞茨圓形流動(dòng)(逆時(shí)針方向)，其電流I就表明楞茨電流吻合電子論，它于實(shí)驗(yàn)一致，而且真實(shí)的電流產(chǎn)生了真實(shí)的磁場(chǎng)BL;由于BL與原磁場(chǎng)B0的矢量相反(過去人們?cè)谧儔浩骼镎f的“反電動(dòng)勢(shì)”實(shí)際上方向磁場(chǎng)BL又切割初級(jí)線圈上的金屬電子所造成的反向電流)。所以磁場(chǎng)矢量疊加后測(cè)量到的磁場(chǎng)為B8=B0－BL。

但是法拉第在磁通量增加情況是－Eφ=?×(參見式(6))微分運(yùn)算的－E(順時(shí)針方φ向)，但他們虛構(gòu)的旋度電場(chǎng)之旋轉(zhuǎn)方向與楞茨電流實(shí)驗(yàn)不符。因此，法拉第磁生電的旋度電場(chǎng)是錯(cuò)誤的。

總結(jié)圖7、圖8的實(shí)驗(yàn)表明:麥克斯韋的“電場(chǎng)激勵(lì)以太而產(chǎn)生旋度磁場(chǎng)、磁場(chǎng)激勵(lì)以太而產(chǎn)生旋度電場(chǎng)”都是虛構(gòu)的。事實(shí)上，所謂“電生磁”與“磁生電”的真實(shí)原因是洛倫茲電場(chǎng)力和洛倫茲磁場(chǎng)力?；谖ㄎ镏髁x自然觀，聯(lián)系電磁感應(yīng)的物質(zhì)是洛倫茲的金屬電子，卻不是法拉第的磁通量φ;聯(lián)系電磁感應(yīng)的“紐帶”是洛倫茲的磁場(chǎng)力F2=qB×vB，卻不是法拉第的磁通量變化率更不是麥克斯韋的磁場(chǎng)激勵(lì)以太aether媒質(zhì)的位移電流ID。

5 廣義洛倫茲磁力的進(jìn)一步證明—方形磁力線切割方形線圈形成方形電流

讓方形磁鐵向左邊運(yùn)動(dòng)，而讓方形線圈靜止，如圖9所示。這種情況同樣形成楞茨電流。

圖9 方形磁力線切割了方形線圈的金屬電子，受廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB的作用，形成電流

即，在圖7中，方形磁力線切割了方形線圈上的金屬電子。金屬電子在F2=qB×vB的作用下沿著導(dǎo)體向b端流動(dòng)，即形成感生電流(因電子是負(fù)電量，則電流恰是從b到a)，從而使a端出現(xiàn)正電壓，從而形成楞茨電流I。注意:電流表的內(nèi)阻很小，理想電流表內(nèi)阻接近零，所以楞茨電流屬于閉合線圈的動(dòng)態(tài)電流。這就表明磁通量變化率沒有法拉第電動(dòng)勢(shì)及其旋度電場(chǎng)。也沒有楞茨的圓形形電流及圓形形電場(chǎng)，而是電子論的方形電流(電荷流動(dòng))和電荷攜帶的方形電場(chǎng)。這種情況，閉合方形線圈的四邊的金屬電子都承受廣義洛倫茲磁力F2=qB×vB的作用，從而形成方形的閉合電流。

因此，在方形閉合線圈中，法拉第磁通量變化率產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)及其旋度電場(chǎng)都是虛構(gòu)的。

我們論證表明:全部論證都討論磁通量變化率的增加情況(即線圈與磁鐵靠近情況)之磁生電的(4)－Uab及其磁生電(6)－Eφ都是錯(cuò)誤的;同樣的，法拉第 －麥克斯韋方程屬于磁通量減少情況(即線圈與磁鐵離開情況)的法拉第磁生電的式(3)和式(5)，也是錯(cuò)誤的，這里敘述從略。

總之，法拉第和麥克斯韋它們的磁生電都是錯(cuò)誤的。

總結(jié)文［1］→文［10］表明:一切電磁感應(yīng)都取決于金屬電子受洛倫茲磁場(chǎng)力的導(dǎo)線形狀(包括直導(dǎo)線、弧形導(dǎo)線、方形導(dǎo)線、甚至楞茨的圓形閉合線圈)，卻不取決于法拉第磁生電的電動(dòng)勢(shì)及旋度電場(chǎng)。參考文獻(xiàn):

［1］ 曾清平．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之一:廣義洛倫茲磁力的定義和實(shí)驗(yàn)證明［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012(4)．

［2］ 曾清平．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之二:虛構(gòu)的法拉第定律與電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)不符［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012(5)．

［3］ 曾清平．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之三:法拉第旋度電場(chǎng)和愛因斯坦協(xié)變場(chǎng)是虛構(gòu)的［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012(6)．

［4］ 曾清平．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之四:洛倫茲磁場(chǎng)力是電子感應(yīng)加速器的物理本質(zhì)［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2013(1)．

［5］ 曾清平．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之五:在自由空間的運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)和時(shí)變磁場(chǎng)都沒有產(chǎn)生電場(chǎng)［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2013(3)．

［6］ 曾清平，孫知建，金加根．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之六:廣義洛倫茲磁場(chǎng)力具有普適性，它能解釋一切電磁感應(yīng)［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2013(5)．

［7］ 曾清平，孫知建，金加根．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之七:廣義洛倫茲磁場(chǎng)力具有普適性，它能解釋一切電磁感應(yīng)［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2013(6)．

［8］ 曾清平，孫知建，金加根．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之八:基于伽利略相對(duì)運(yùn)動(dòng)和洛倫茲磁場(chǎng)力挑戰(zhàn)狹義相對(duì)論首文的論點(diǎn)［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2014(1)．

［9］ 曾清平，孫知建，金加根．否定法拉第電動(dòng)勢(shì)及相對(duì)論電磁學(xué)之九:一切電磁感應(yīng)都取決于金屬電子受洛倫茲磁場(chǎng)力，卻不是法拉第磁生電的電動(dòng)勢(shì)及其旋度電場(chǎng)［J］．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2014(2)．

［10］曾清平．自然科學(xué)原理總結(jié)［M］．湖北:湖北省科學(xué)技術(shù)出版社，2009:6．