電磁場(chǎng)場(chǎng)速力學(xué)效應(yīng)的一種探索

劉朝建

摘 要：本文在借鑒洛倫茲推遲解的基礎(chǔ)上，就場(chǎng)速對(duì)物體相互作用力學(xué)效應(yīng)的影響進(jìn)行了探索，以電磁場(chǎng)為例，提出了以場(chǎng)速的力學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)的非恒穏靜電磁場(chǎng)理論，以光速恒定為基礎(chǔ)的電磁波及光的多普勒效應(yīng)，麥克斯韋方程組的多普勒效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：推遲解；場(chǎng)速；光速恒定；多普勒效應(yīng)

中圖分類號(hào)：O412.3

1 緒言

在經(jīng)典物理學(xué)中，無(wú)論是引力場(chǎng)還是靜電磁場(chǎng)都是恒穏場(chǎng)和保守場(chǎng)，在引力場(chǎng)還是靜電磁場(chǎng)內(nèi)，物體沿任何閉合路徑運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能和勢(shì)能將保持不變，系統(tǒng)的機(jī)械能保持恒定，然而，這個(gè)理論無(wú)論從理論上，還是從實(shí)驗(yàn)的角度都存在局限性。我們以經(jīng)典的靜電磁場(chǎng)理論為例，經(jīng)典的靜電磁場(chǎng)理論并沒(méi)有考慮電磁場(chǎng)的傳播速度對(duì)電磁場(chǎng)作用的影響，電磁場(chǎng)存在傳播速度表明電磁場(chǎng)作用存在時(shí)間上的滯后，而現(xiàn)有的經(jīng)典靜電磁場(chǎng)理論并沒(méi)有考慮電磁場(chǎng)滯后所帶來(lái)力學(xué)效應(yīng)。而在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，帶電體在靜電磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，其系統(tǒng)機(jī)械能并不是保持守恒，而是在不斷地向外輻射能量，而且其輻射的能量隨帶電體的運(yùn)動(dòng)越接近光速越大，即存在韌致輻射和同步輻射。韌致輻射和同步輻射存在表明一個(gè)更為完善的靜電磁場(chǎng)理論應(yīng)該包含場(chǎng)速以及物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的力學(xué)效應(yīng)。現(xiàn)代物理學(xué)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的處理存在兩種基本思路，一個(gè)是狹義相對(duì)論，狹義相對(duì)論以光速為基準(zhǔn)構(gòu)建了洛倫茲變換，再以洛倫茲變換為基礎(chǔ)，建立了相對(duì)論電磁場(chǎng)理論，在相對(duì)論電磁場(chǎng)理論中，帶電體在靜電磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)越接近光速，電磁場(chǎng)作用越大。而另一個(gè)思路是洛倫茲推遲解，而本文則是在繼承洛倫茲推遲解的思路上，對(duì)電磁場(chǎng)場(chǎng)速的力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了新的探索。

2 以場(chǎng)速力學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)的非恒穩(wěn)靜電磁場(chǎng)理論

2.1 以場(chǎng)速力學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)的非恒穩(wěn)靜電場(chǎng)理論

對(duì)于帶電動(dòng)體在勻強(qiáng)靜電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，可以分三種情形：帶電動(dòng)體沿勻強(qiáng)靜電場(chǎng)徑向，即電力線方向運(yùn)動(dòng)；沿勻強(qiáng)靜電場(chǎng)切向，即垂直于電力線方向運(yùn)動(dòng)；沿勻強(qiáng)靜電場(chǎng)既有徑向又有切向方向運(yùn)動(dòng)分別考慮電場(chǎng)傳播速度所引起的電場(chǎng)作用滯后的力學(xué)效應(yīng)。

2.1.1帶電動(dòng)體沿勻強(qiáng)靜電場(chǎng)徑向，即電力線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)

5 總結(jié)

本文在借鑒洛倫茲推遲解的基礎(chǔ)上對(duì)電磁場(chǎng)傳播速度引起的滯后效應(yīng)對(duì)電磁場(chǎng)作用的影響進(jìn)行了探索，在光速恒定基礎(chǔ)上，對(duì)光以及麥克斯韋的多普勒效應(yīng)進(jìn)行了探索，得到電磁場(chǎng)的傳播系數(shù)，本文的探索希望有助于加深對(duì)電磁場(chǎng)理論方面的理解和認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]程守洙，江之永.普通物理學(xué)，高等教育出版社.

[2]高政祥.原子和亞原子物理學(xué)，北京大學(xué)出版社.

[3]彭恒武，徐錫申.理論物理基礎(chǔ)，北京大學(xué)出版社.