电场和磁场的关系
磁场和电场在物质世界都是一种客观存在的物质,它们用肉眼看不见也摸不着。从最基本的物理概念可以得出磁场和电场都是有动量和能量的。
但是与传统的物质不同,它们不是有已知的分子或者原子组成的。这导致磁场和电场的某些物理性质显得比较特殊,由于人们无法通过肉眼看到它们的形状,也无法直接触碰到它们。所以在运用它们时需要借助一定的工具。从产生的条件来看,电场和磁场的产生都离不开电荷。
当电场不是恒定不变而是伴随着时间发生稳定变化的时候,将产生均匀的磁场。同样,磁场随着时间的改变发生稳定均匀变化的时候,又会产生电场。
变化的电场实际上就是电场中的电荷(或者是带电粒子)在做宏观世界上普遍意义的变速运动。而磁场的均匀变化会也是同理。
扩展资料
一个通有电流的导线,一个带电粒子离导线一段距离有一个沿电流方向的速度。经过简单的分析,导线会产生磁场,带电粒子会受到导线的吸引力。
如果考虑相对性原理,那么这个粒子在新参考系下也必须受到导线的吸引力。一个静止的带电粒子,只能受到电场的作用。
这就是磁场和电场在变换参考系下互相转换的最简单的模型。不仅可以算出新参考系下电场的大小,而且可以通过这个大小反推出新参考系下导线的电荷密度。这个电荷密度是洛伦兹收缩效应导致的。
虽然从不同角度看电磁场可以互相转化,但是通常不能完全转化,需要受一些不变量的限制。就有点像说时间和空间是一个整体,但是类时间隔和类空间隔还是有本质区别的。
有的电磁场可以在某些参考系里是纯电场,但无法是纯磁场;有些却可以是纯磁场,但不能是纯电场。它们又是有本质区别的。
参考资料来源:百度百科-电场
参考资料来源:百度百科-磁场
运动电荷产生磁场,这一点已毫无疑问。再跟据相对性原里,即使是静止的点荷,只要另选一个相对运动的座标系为参考系,该电荷也是运动的,就也会产生磁场,以上得出:无论电荷是否运动,都会产生磁场。即——有电场一定有磁场。
那么有磁场一定有电场吗?由安培假说(以广泛证明),磁场是由运动点荷产生的,也就是挑明了磁场离不开电场,即——有磁场必然有电场。
综上所述,有电场必然有磁场,有磁场必然有电场,二者相互依存,不可分割。
相同点:电场和磁场均为矢量场,即都具有大小和方向。
不同点:电场为有源场,即散度不为零,磁场为无源场,散度为零。
电场不存在闭合的电场线,即电场是无旋场。磁场总是存在闭合的磁场线,即磁场为有旋场。
电场有源性的推理:存在点电荷,即单极电场(正电场和负电场)。
磁场无源性的推论:不存在磁荷,即没有单极磁子。
你可以查阅
爱因斯坦《论动体的电动力学》。
因为电场和磁场可以通过运动相互激发,因此电场和磁场之间满足一定的坐标系转换关系。
因此可以把普通的电场和磁场看成电磁场在特定坐标系下的一种表现形式,统一为电磁场张量表示。
变化的电场能产生磁场
导体在磁场中运动生电