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[求电动力学老师给答疑] 两滴水会变成一滴水吗?

已有 2908 次阅读 2021-10-6 15:02 |系统分类:科研笔记

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[求电动力学老师给答疑] 两滴水会变成一滴水吗?

     

   下面考虑两个宏观的水滴AB,先假设它们是纯水(基本上是绝缘体,不导电),它们之间的空间距离为r。在静止惯性参照系里,这两滴水不带电(没有净电荷)。

   在没有重力(没有万有引力)的太空实验室里。忽略掉两个宏观的水滴AB之间的万有引力。对于我们的参照系,它们以速度v匀速运动。

                   

一、静止惯性参照系

   在没有重力(没有万有引力)的太空实验室里。不带净电荷的两个宏观的水AB,保持相对静止,就是两滴水。

两滴水会变成一滴水吗 11.jpg

                  

二、匀速运动的惯性系

   在匀速运动的惯性系里,根据《狭义相对论》,宏观电平衡的水滴,两侧会出现等效的净电荷q。相对论运动导致了“静止系平衡的内部电荷”出现了“不对称”性,水AB两侧的等效电荷为q,而且极性相反。水滴会出现“极化”现象,类似电介质极化。如图2。

两滴水会变成一滴水吗 22.jpg

   一个粗略的计算:

两滴水会变成一滴水吗 33.jpg

疑问:

   (1)这两个宏观的水AB,会逐渐靠近,并合成一滴水吗?

   (2)水里加入盐类,水滴AB成为导电的溶液。在匀速运参照系里,是保持两滴水,还是最终合成一滴水?

   (3)根据狭义相对论,上面水AB的“相对论极化”引起的“等效净电荷q”根本不会出现?

   

   总之,以上糊里糊涂地推导一下。真的没有想明白。

   请《电动力学》和《相对论》等相关专业的老师们给答疑,假如您们愿意的话。

       

   很想知道1953年春天费米说的:

   所计算过程的一个清晰的物理图像,a clear physical picture of the process that you are calculating.

   

参考资料:

[1] 电介质极化 - 百度百科

https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E4%BB%8B%E8%B4%A8%E6%9E%81%E5%8C%96

   在外电场的作用下,束缚电荷的局部移动导致宏观上显示出电性,在电介质的表面和内部不均匀的地方出现电荷,这种现象称为极化,出现的电荷称为极化电荷。这些极化电荷改变原来的电场。充满电介质的电容器比真空电容器的电容大就是由于电介质的极化作用。

[2] 电介质的极化 - 知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/21549312

[3] Freeman Dyson. A meeting with Enrico Fermi [J]. Nature, 2004, 427(6972): 297-297.

https://www.nature.com/articles/427297a

    “There are two ways of doing calculations in theoretical physics”, he said. “One way, and this is the way I prefer, is to have a clear physical picture of the process that you are calculating. The other way is to have a precise and self-consistent mathematical formalism. You have neither.” 

   “在理论物理学中有两种进行计算的方法”,他说。“一种方式,这是我更喜欢的方式,是对你正在计算的过程有一个清晰的物理图像。另一种方法是拥有精确且自洽的数学形式主义。 ”

相关链接:

[1] 2021-09-19,[娱乐] 两个小球(宏观点电荷、宏观质点)与采用狭义相对论来推导引力磁

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1304856.html

[2] 2021-09-16,薛定谔的第三只猫(光电效应)

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1304459.html

             

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