相对参考系静止的电荷能产生磁场么?

Question

相对参考系静止的电荷能产生磁场么?

Answer 1

点电荷之间的相互作用----磁场与参考系的关系
我们知道,电荷能产生电场,运动电荷产生磁场.电荷直接的相互作用即是电场和磁场对电荷的作用.
为了简化分析,我们取两个相对静止的正点电荷作为分析对象：
其受力状态
电荷斥力：
洛伦兹力（假设存在的话）：
（注：公式很简单,但是我输进去麻烦,所以从略）
分析得出,这两个力的方向相反,经过计算,当V=3X m/s(可以算的更加准确,那样就是完全和光速相等). 但是,在计算的时候我们并没有选定参考系,这个V到底是相对于谁的?我们无法想象对于不同的参考系,他们间的相互作用不同.我们猜想B对于参考系的不同而变化,这个问题也许会迎刃而解.
幸好,事实好像真是如此.
这就引出一个问题——磁场是怎样来的呢
此问题详细作一下讨论,对于一个磁场：
F=Bqv,但运动是相对的,即与参考系有关.一个电荷相对于另一参考系静止时,在此参考系内观察,另一运动电荷只受到这电荷的静电场的作用,并不受磁力.但在另一参考系内观察,这电荷可能是运动的,另一运动鞋电荷除受到这电荷的电场力外,同时还受到磁场力的作用,那么,这磁力是从哪里来的呢?
1925年,爱因斯坦回忆往事时说过这样一段话：“我曾确信,在磁场中作用在一个运动物体上的电动力不过是一种电场力罢了,正是这种确信或多或少直接地促使我去研究狭义相对论.”下面我们就从这个思路来谈谈磁场是怎么出现的.
普遍的情况如图所示,带电平板在S系中 以V.运动,但V.并不与板面平行,板间有一电荷 Q以任一速度V运动；S‘系相对S系的速度为V.,而电荷Q在板间速度为V’.
（图很麻烦,暂时从略,有需要请提意见）
在S‘系中观察,场强变换公式给出（这要利用狭义相对论了）
Ex'=Ex,Ey'=Ey/γ,Ez'=Ez/γ；
q的受力为：
F=qE（分别代入进去吧）
电荷Q在S'系中的速度用狭义相对论转换出来
结果代入上述F式可以得到最终结果.
（这里一律从略）
当我们认为：B=v0 x E/c*c(向量式) 时,磁场中与速度有关的公式可表示为 ,其中 是电荷在某参考系的速度,E是这个电荷在该考系中某点的电场强度,而B就是该点的磁感应强度.
现在我们可以很容易解决开始时两电荷的相互作用了,我们假设电荷相对某参考系静止,则可推出B=v0 x E/c*c =0,即洛伦兹力为0.-
在另一参考系中,设两电荷速度为V,则B垂直于V与E方向决定的平面,而另一电荷的速度V’与V相同,所以洛伦兹力为0.
综上,只要电荷相对静止,其收到的洛伦兹力必然为0,而与参考系无关.