《物理题 答岁月河山 移动的带电粒子》

＃613

题目来自：

《万维论坛》送交者: 岁月河山 2017年04月05日16:04:09 于 [灵机一动] 

《移动的带电粒子之间的磁场力存在吗？》

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

假设在X轴上有两个带电的粒子，静止质量都是m，带电量都是q（正的）。两个粒子之间的距离是r。在t = 0 时，两个粒子都有Y方向上的速度V。

有人说，两个粒子都受到库仑力 q^2/(4πε0 r^2）（斥力）和磁场力（引力）。

还有人说，粒子之间磁场力（引力）是不存在的。两个粒子只受到狭义相对论效应的库仑力。

到底哪个说法正确？

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我解答：

我只讨论题目中的带电粒子“匀速运动”情况。

1）第一个说法不正确。

各向同性的“库仑力 ”q^2/(4πε0 r^2）及与其相关的磁场力，只对静止电荷适用。

如果题目中粒子速度v远小于光速c，第一说法近似地正确。

2）题目的第二说法是正确的。

在跟随电荷运动的惯性参考系上看，两电荷都是静止的。而且磁场力是不存在的。各向同性的“库仑力 ”是正确的。

如经过狭义相对论效应的洛仑兹变换，则可以得到在静止惯性参考系正确的电场力及磁场力结果，其电场力将不同于q^2/(4πε0 r^2），存在磁场力，也不同于第一个说法的结果。

移动的带电粒子之间的磁场力存在与否，与观察者的参考系有关。

对此问题，仅在跟随电荷运动的惯性参考系上看，无磁场力，否则有磁场力。

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