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肉眼可见的狭义相对论效应,在电磁现象中完全暴露出来了。

已有 2652 次阅读 2022-12-13 11:37 |个人分类:破解引力广义相对论的诞生之路|系统分类:科普集锦

在大家的印象中,只有像核爆炸,或者高速运动的物体,才需要采用相对论,而在我们的日常生活中,相对论所产生的效应非常微小,完全忽略不计。

实际情况却恰恰相反,狭义相对论所产生的效应在我们日常生活中无处不在。如果没有相对论所产生的效应,就没有我们这个五光十色丰富多彩的世界。为了向大家全面展示这个结论,我们先从大家最熟悉的一个现象开始说起

三峡大坝之所以能够发电,其背后采用了一个重要的物理现象,那就是法拉第电磁感应现象。这种现象实际上就是由相对论的效应所产生的。早在1831年,法拉第就已经发现了电磁感应的现象。其中一种类型的电磁感应现象可以采用这套装置来说明。当这根黄色的金属细棒向右运动时,那么这根金属细棒和金属导轨所围成的回路中就会产生感应电流。

在张三看来,黄色金属细棒在向右运动,从而金属细棒中的电荷也在向右运动,那么,这些电荷就会受到磁场所产生的磁力作用,正是这个磁力推动这些电荷形成了感应电流。但在李四看来,这根黄色金属细棒是静止的,,那么磁场就不再对金属细棒中的电荷产生磁力的作用。

但在李四看来,这根黄色金属细棒是静止的,里面电荷也就是静止的,而磁场对静止的电荷不会产生磁力的作用,那么磁场就不再对金属细棒中的电荷产生磁力的作用。

然而,李四仍然可以看到这个感应电流,也就是说,李四仍然会看到金属细棒中的电荷受到了一个推动力的作用,从而形成感应电流。可是,李四看到的这个推动力不再是磁力,那么这个推动电子形成感应电流的力就只能是电场产生的电力了。所以,这就意味着:跑到起来的李四 还会看到一个电场的存在。

所以,这个电磁感应现象以非常明显的方式 把相对论的效应展示出来了,相对论的这个效应就是:电场的存在是相对的。

当然,这个结论在一般情况下也是成立的。也就是说,对于任何一个磁场,静止张三只会看到磁场的存在,但运动的李四不仅能看到磁场,还会看到存在一个电场。即使运动速度非常缓慢,这个相对论效应也是非常明显的。

既然电场存在这样的相对性,那么磁场也应该具有类似的相对性。因为大家 一定听说过这样一句话:静止的电荷只会激发出电场,而运动的电荷除了激发出电场,还会激发出磁场。

比如在张三看来,这个电荷周围只分布着电场,但是在运动的李四看来,这个电荷周围除了分布着电场,还分布着磁场。也就是说,磁场也是相对的,这个结果也是由相对论所带来的效应。

同样,这个结论在一般情况下也是成立的。也就是说,对于任何一个电场,张三只会看到电场的存在,但是运动起来的李四不仅能看到电场,还会看到存在一个磁场。




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