實驗上發現,兩條通相反電流的導線,會互相排斥,且此作用力不是電力,而是磁力。近一步研究發現磁力V-F=qV-v×V-B,表示在磁場分佈運動的帶電粒子受到的力,由此可知磁力總和運動方向垂直,故不作功。
考慮電荷連續流動之情況,靜電學中的電荷守恆(全域),推廣成為連續性方程(局域),而有▽.V-J+Dtρ=0。其中V-J稱為(體)電流密度,為單位時間通過單位截面積的淨電荷量。所以在靜電時Dtρ=0,而有▽.V-J=0,即穩定電流情況,故靜電系統與靜磁系統等價。在狹義相對論中會說明,在兩個相對運動的慣性座標系上,討論靜電磁系統時,所得到的兩種不同描述。
靜磁學,由Biot-Savart定律出發,為經驗定律。有類似靜電場的形式,V-B(V-r)=k`∫V-J (V-r’)×V-G(V-r,V-r’)dV’。為▽.V-B=0(磁Gauss定律)與▽×V-B=4πk`V-J(Ampère定律之微分形式)之解。如考慮的系統有高度對稱性,則可由∮V-B.dV-r=4πk`I(Ampère定律之積分形式),其中積分∮()dV-r為對選取的封閉曲線作積分,I為封閉曲線內的總電流。
所以靜磁學之理論基礎為:V-B(V-r)=k`∫V-J (V-r’)×V-G(V-r,V-r’)dV’與V-F=qV-v×V-B。或▽.V-B=0與▽×V-B=4πk`V-J,V-B可線性疊加與V-F=qV-v×V-B。
如空間存在一個面電流分佈V-K之交界面,類似的有,平行交界面之靜磁場分量不連續,即V-B1||-V-B2||=4πk` V-K;垂直交界面之靜磁場分量連續,即B1⊥-B2⊥=0。
沒有留言:
張貼留言