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震惊:理论的逻辑起点竟然埋藏的这么深!
本来,以为将理论的逻辑起点放在——匀强磁场中,电荷可以持续进行匀速圆周运动——这个满世界中学物理都在讲的东西上面就足够踏实了。没想到,反方连这个都不认呐!
没办法,继续深挖,一定要挖到反方不得不认的东西上面。经过艰苦思索,终于,这个东西竟然被我找到了!
怪不得,反方辩友,无论是文教授,还是王虹宇教授,最终都是在这个地方摔跤、沉默了。这个东西竟然就是——能量守恒原理!
凭什么这样说?
请阁下随我一起做一个理想实验,立即就明白了——
考虑一个可以无摩擦转动的电中性材料圆盘,垂直盘面,有匀强磁场穿过;在圆盘的边缘,彼此极为靠近地粘贴有一个电偶极子(一端带正电荷,一端带负电荷,两端电量相等、绕转半径相等)。
让上述圆盘转起来后,根据角动量守恒原理,圆盘将以恒定的角速度持续旋转下去。对吗?
现在分析作用在电偶极子上面的力,两端电荷都要受到来自静磁场的洛伦兹力,由于两端电荷极性不同,这两个力,均沿半径方向,在极限情况下,大小相等、方向相反。对吗?
不要忘记,作用在两个电荷上的,还有各自自感生电磁场(B,E)的作用力Fe;假定,Fe在切向的分量不为零;那么,必定作用在两个电荷上、各自Fe的切向分量,在极限情况下,大小相等、方向相反。即,一个Fe在切向分量和瞬时运动方向相同,一个Fe在切向分量和瞬时运动方向相反。对吗?
下来,我们切掉Fe在切向分量和瞬时运动方向相反的那一端,不是就可以获得一个永动机了吗?这当然是不可能的!
所以,上述假定是不成立的。由此证明:Fe在切向的分量只能为零。
既然,我们已经证明,Fe在切向的分量为零;那么,在那个极简的、仅有匀强磁场,和单一垂直磁力线方向做匀速圆周运动的电荷的预设情景中,就没有任何力F,它和电荷瞬时速度V,可以满足:F·V≠0这个关系式,从而,可以使运动电荷的运动速率降低,动能减少,进而提供辐射电磁波所必须的能量了。
这个理想实验证明:电荷在做匀速圆周运动的过程中,虽然存在向心加速度;但是,该电荷是不可能向外辐射电磁波能量的。否则,一定违背能量守恒原理。
结论:电荷加速运动是产生电磁波辐射的必要而不充分条件;电荷系统对自感或互感电磁场施力做功,才是产生电磁辐射的充要条件。
感谢:王虹宇教授、文克玲教授,是你们的不懈坚持,促使我刨根问底,才获得了今天这样比较深刻的认识。谢谢。
李维纲 2015.7.11凌晨
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