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宏观点电荷激发出的磁场、电磁波判定实验原理

伽利略说：

科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开着的最伟大的书里面的。这本书就是宇宙，就是自然本身，人们必须去读它。

   由于地球的自转、公转等运动，地表实验室是否可以看做惯性系？以及在多大的误差下看做惯性系？都应该用物理实验进行检验。

 1971年Williams, Faller, Hill 在《Physics Review Letters》发表“New experimental test of Coulomb's law: a laboratory upper limit on the photon rest mass”，宣称库仑定律相对误差小于10 -16。[1]

 该文献并没有提及静止电荷是否激发磁场、电磁波。

 《大学物理》教材[2]第24页写到：“磁感应强度B 与电荷对观察者的速度有关，在某些参考系中观察者会感受不到磁场的存在。如果观察者随同电荷q 以速度v运动，它只认为q 周围存在静电场，而没有磁场。正如现在一个电荷静止在你眼前，你测不出它产生的磁场，可在地球之外的观察者，他看到电荷正随地球转动，认为该电荷除电场外还有一个磁场”。

 按照经典电磁理论，地表静止的宏观点电荷q，在人造卫星里的观察者还会检测出q激发的磁场、电磁波。

 所以，建议进行该磁场、电磁波在地表参照系的可观察性判决实验。在日心坐标系（Heliocentric coordinate system），由于地球的自转、公转等运动，该地表静止宏观点电荷应该激发出磁场、电磁波。问题是：在地表参照系能观察到该磁场、电磁波吗？[3]

    考虑我们地球表面电磁屏蔽的大尺度内部空间，电场、磁场、电磁辐射都趋于0。下面的点电荷是宏观点电荷。

一、静止电荷是否激发磁场？

 加入微弱的磁场。小磁针有固定的指向。

 慢慢移入一个宏观点电荷，小磁针静止后是否偏转角度变化。再慢慢移入一个宏观点电荷，再次检查小磁针静止后是否偏转。

 宏观点电荷反电性，再次实验。总共4种搭配。

 假如地表静止的宏观点电荷激发的磁场能检测到，则该小磁针的指向会有变化。

二、如下图所示。两个一样的宏观点电荷，放置一定的空间距离。它们是否会自动振动？

 宏观点电荷反电性，再次实验。总共4种搭配。

 假如地表静止的宏观点电荷激发的电磁波能检测到，则该宏观点电荷会有昼夜等周期性的振动。 

 一个等效的判定实验原理如下：

 在一个长的阴极射线管里，按照等边三角形位置安装3个相同的电子枪：发射出三束电子，在屏幕上聚焦成3个光斑。这3个光斑位置也基本呈现为等边三角形。

 该阴极射线管水平南北向放置，假如地球自转、公转的加速度影响了电子们的电磁作用，则这3个光斑应该有昼夜等周期性的位置变化。

 该阴极射线管水平东西向放置，再次观察3个光斑。

 该阴极射线管垂直放置，再次观察3个光斑。

 加大电子枪的长度，可以使屏幕上3个光斑之间可能的位置变化更加明显。更有利于观察光斑的位置是否变化。

参考资料：

[1] Williams E R, Faller J E, Hill H A. New experimental test of Coulomb's law: a laboratory upper limit on the photon rest mass [J]. Physics Review Letters, 1971, 26(12): 721-724.

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.26.721

[2] 陈宜生，李增智. 大学物理（第三版）[M]，天津：天津大学出版社，2002年4月. 第 24 页.

[3] 科学智慧火花，2012-04-12，SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=4681

相关链接：

[1] 2019-03-02，[悖论] TA能发现这个电磁波吗？

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1165197.html

[2] 2018-08-28，关于电磁场“场”概念的局限性、电荷能量的偶感

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1131501.html

[3] 2016-10-13，[讨论] 电磁学（物理学）的基础：磁场的起因

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1008502.html

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