《普通物理学》课程教学资源（PPT课件）第九章 电磁感应、电磁场理论 9-7 电磁场的统一性和电磁场量的相对性

*§9-7电磁场的统一性和电磁场量的相对性 一、运动的相对性和电磁场的统一性 相对参考系静 电荷周围只 观察结 止的观察者考 有静电场 果的不 某参 察该电荷 同反映 了电磁 场的统 电荷 相对参考系匀 电荷周围有 一性和 直运动的观察 电场和磁场 相对性 者考察该电荷 让美下觉返司速此

上页 下页 返回 退出 *§9-7 电磁场的统一性和电磁场量的相对性 一、运动的相对性和电磁场的统一性 某参 考系 中的 电荷 相对参考系静 止的观察者考 察该电荷 相对参考系匀 直运动的观察 者考察该电荷 电荷周围只 有静电场 电荷周围有 电场和磁场 观察结 果的不 同反映 了电磁 场的统 一性和 相对性

二、电磁场量的相对性 如图，设有两惯性系， K'相对于K以匀速v沿防 K V. 向运动。 电荷静止于K'系， K系中观察，产生了电 场E',更一般的情况下还 有B。 K系中观察，q产生了电场E 和磁场B。 上意不家返可退此

上页 下页 返回 退出 二、电磁场量的相对性 K K y y  z z  O q O v x  x r    E z Ey  E   Ex P(x  , y  ,z ) 如图，设有两惯性系 ， 相对于 以匀速 沿 方 向运动。 K K v x 电荷q静止于 K 系， 系中观察，q产生了电场 和磁场 。 K E  B  系中观察，q产生了电 场 ，更一般的情况下还 有 。 K E  B 

按洛伦兹变换可以证明，在不同的惯性参考系中 电磁场各场量的关系是 E.=E.E,=1E +vB.E.=E.-vB 其中 2 上式中速度V变为一V即得逆变换 让美觉返司退

上页 下页 返回 退出 按洛伦兹变换可以证明，在不同的惯性参考系中 电磁场各场量的关系是            +  =          −  =  =        −   =       +  =  = 2 2 , , , , c v E B B c v E B B B B E E E E v B E E v B y z z z x x y y x x y y x z z y     其中 2 2 1 1 c v −  = 上式中速度 v 变为 −v 即得逆变换

在不同惯性系中采用各自的时间、空间、场量 来描述电磁现象，即描述电磁现象的量在不同惯性 系内有不同的量值，说明电磁场量是相对的；但每 一惯性系中电磁场量之间的关系都有相同的麦克斯 韦方程组形式，说明电磁规律是绝对的。 电磁场量变换关系的应用 y 图示电荷静止于K'系原点 KIK' 某时刻测得某点处的电磁场为 P(x,y,z' E= 写成分量形式 让贰下觉返回退此

上页 下页 返回 退出 在不同惯性系中采用各自的时间、空间、场量 来描述电磁现象，即描述电磁现象的量在不同惯性 系内有不同的量值，说明电磁场量是相对的；但每 一惯性系中电磁场量之间的关系都有相同的麦克斯 韦方程组形式，说明电磁规律是绝对的。 电磁场量变换关系的应用 K K y y  z z  O q O v x  x r    E z Ey  E   Ex 图示电荷静止于 系原点 P(x  , y  ,z ) 某时刻测得某点p处的电磁场为 K , 0 4π 3 0   =   = r B r q E     写成分量形式

gx" = 4π8r B=0 qv' ,=4E5 =0 (1) E.= 92' 4πr8 B:=0 其电场线以点电荷为中 心，向各个方向均匀分 布。图示为在K'系中电 场线的分布。K系内观 察除电场外还有磁场。 点电荷静止或低速下的电场线分布 王觉不元菠面：退收

上页 下页 返回 退出 , 0 4π 3 0  =   x  = Bx r qx E    , 0 4π 3 0  =    y = By r qy E    , 0 4π 3 0  =   z  = Bz r qz E    其电场线以点电荷为中 心，向各个方向均匀分 布。图示为在 系中电 场线的分布。 系内观 察除电场外还有磁场。 K K （1） y  x  点电荷静止或低速下的电场线分布