11 May

电的相对论效应——磁“子虚乌有”?

也许大家会觉得,相对论中有一个因子
$$\gamma =\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$$
因此,相对论的效应只有在高速情况下,即v比较接近于c的情况下才会凸显出来。这在一般情况下是正确的,但是却不全对。因为存在相当明显的、速度低于1mm/s的相对论效应——那就是几乎人尽皆知的“磁”。

之前已经提及过,磁场可以解释为电场的相对论效应,因此所有电磁现象都可以归因为电场和相对论。事实上,这是正确的,只是教科书上并没有明确说出这一点而已。于是我们就不难理解“为什么电磁学的麦克斯韦方程组会与相对论协调”、“为什么电场与磁场的表现如此相似”等等问题了,因为它们的探究本身就在相对论的框架下,磁场和电场都是一个东西的结果。

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2 Oct

《科学》:我们发现了磁单极子

电与磁具有很多相似性,那么,自然界允许只带有单一电荷的电子存在,那允不允许只有一个磁极的物体存在呢?也许会有的,英国物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)早在1931年利用数学公式预言了这种物质的存在,并且把它叫做“磁单极子”。而今天,我们已经发现了它们的足迹! 磁单极子是理论物理学弦理论中指一些仅带有北极或南极单一磁极的磁性物质,它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。这种物质的存在性在科学界時有纷争,截至2008年尚未发现这种物体。可以说是21世纪物理学界重要的研究主题之一。在2009年9月3日的《科学》杂志上刊载了一篇记录人类首次观测到磁单极子的论文。

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