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“磁是电的相对论效应”这句话是什么含义?

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很久以前我刚知道尺缩效应的时候就想过,也许并没有磁场,只有电场,电荷运动起来后,电场也跟着运动,由于尺缩效应,会导致垂直运动方向的电场线变密集,电场强度变大,而沿着运动方向的电场线变稀疏,电场强度变小。如果此时我们仍然认为电场和静止时一样,那么按照静止时候的电场计算,一个电荷受到的电场力会与实际不符,会有净余的额外力,这个净余的力就被当做磁场力了。
但后来仔细想想也能发现这个想法漏洞很大,与经典的电磁理论都有很多矛盾,然后否定了这个可爱的想法。
尽管如此,江湖中仍然流传着“磁是电的相对论效应”的说法,可是这个说法的具体含义是什么呢?


IP属地:广东来自iPhone客户端1楼2019-02-19 22:42回复
    实际上更准确的说法是,电场和磁场都是电磁场张量的分量,这些分量具体取什么值,和参考系有关。
    好比能量值和3-动量在三个方向上的值,都是4-动量的分量,具体的值跟参考系有关。
    有时候你可以找到一个参照系,里面仅有电场或者仅有磁场,但有些时候找不到,所以你不能说磁场都是由电场通过某种坐标变换生成,反之亦然。
    至于那个说法,本身不严谨,我从未深究过。


    IP属地:德国2楼2019-02-20 06:27
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      电与磁 的分类,本身就是经典时空观的结果。换言之,假如人类一开始头脑中产生的时空观就是相对论时空观而不是经典时空观,那么人类就不会有“电”,“磁”这种分类,而会把它作为一个整体进行取名,比如叫它“范弗仑力”什么的,而不会有“电力,磁力”这种称谓。


      IP属地:广东3楼2019-02-20 10:03
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        把洛伦兹力写成四维协变形式,可通过定义一个二阶反对称张量F与四速的矢量积来完成,该张量的空间部分对应磁场强度,时间部分对应电场强度,当选取不同惯性系时,四维洛伦兹力本来空间部分(代表磁场效应)没有值就变出值来了,反之也一样,所以说电磁互为相对论效应
        在狭义相对论中,只有具备洛伦兹协变性的物理量,才被爱因斯坦偏爱,视作【反应物理本质的“好量”】,因为“好量”对于构建【方程协变性】这一相对论至高原则非常顺手,所以四维洛伦兹力就是个好量,二阶张量F也是个好量,因为他可诱导定义出四维洛伦兹力


        IP属地:四川4楼2019-06-20 19:30
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