問候

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2009年4月1日 星期三

靜磁學之內容

  實驗發現:兩條通相反電流的導線,會互相排斥,且此作用力不是電力,而是稱為磁力的另一種作用力。近一步研究發現磁力V[F]=qV[v]×V[B],表示在磁場分布中運動的帶電粒子受到的力,且可知磁力總是和運動方向垂直,故磁力不作功。
  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,在靜電場時,Dtρ=0,而有▽.V[J]=0,對應穩定電流情況,故靜電系統與靜磁系統等價。在狹義相對論中,兩個相對運動的慣性座標系上,如對相對靜止座標上看為靜電系統,則對相對運動座標上看為靜磁系統,為相對論的等價關係。
  靜磁學,由經驗定律─Biot-Savart定律出發,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]為對選取的簡單封閉曲線作積分,I為封閉曲線內的淨電流。
  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布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[n]×(V[B1]-V[B2])=4πk` V[K];垂直交界面之靜磁場分量連續,即V[n].(V[B1]-V[B2])=0。

2009-04-01亥時

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