点电荷之间的相互作用----磁场与参考系的关系

中原

我们知道，电荷能产生电场，运动电荷产生磁场。电荷直接的相互作用即是电场和磁场对电荷的作用。
为了简化分析，我们取两个相对静止的正点电荷作为分析对象：
其受力状态
电荷斥力：
洛伦兹力（假设存在的话）：
（注：公式很简单，但是我输进去麻烦，所以从略）

分析得出，这两个力的方向相反，经过计算，当V=3X m/s(可以算的更加准确，那样就是完全和光速相等). 但是，在计算的时候我们并没有选定参考系，这个V到底是相对于谁的？我们无法想象对于不同的参考系，他们间的相互作用不同。我们猜想B对于参考系的不同而变化，这个问题也许会迎刃而解。
幸好，事实好像真是如此。
这就引出一个问题——磁场是怎样来的呢

此问题详细作一下讨论，对于一个磁场：
F=Bqv，但运动是相对的，即与参考系有关。一个电荷相对于另一参考系静止时，在此参考系内观察，另一运动电荷只受到这电荷的静电场的作用，并不受磁力。但在另一参考系内观察，这电荷可能是运动的，另一运动鞋电荷除受到这电荷的电场力外，同时还受到磁场力的作用，那么，这磁力是从哪里来的呢？
1925年，爱因斯坦回忆往事时说过这样一段话：“我曾确信，在磁场中作用在一个运动物体上的电动力不过是一种电场力罢了，正是这种确信或多或少直接地促使我去研究狭义相对论。”下面我们就从这个思路来谈谈磁场是怎么出现的。

普遍的情况如图所示，带电平板在S系中 以V。运动，但V。并不与板面平行，板间有一电荷 Q以任一速度V运动；S‘系相对S系的速度为V。，而电荷Q在板间速度为V’。
（图很麻烦，暂时从略，有需要请提意见）
在S‘系中观察，场强变换公式给出（这要利用狭义相对论了）
Ex'=Ex,Ey'=Ey/γ，Ez'=Ez/γ；
q的受力为：
F=qE（分别代入进去吧）
电荷Q在S'系中的速度用狭义相对论转换出来
结果代入上述F式可以得到最终结果。
（这里一律从略）

当我们认为：B=v0 x E/c*c(向量式) 时，磁场中与速度有关的公式可表示为 ,其中 是电荷在某参考系的速度，E是这个电荷在该考系中某点的电场强度，而B就是该点的磁感应强度。
现在我们可以很容易解决开始时两电荷的相互作用了，我们假设电荷相对某参考系静止，则可推出B=v0 x E/c*c =0，即洛伦兹力为0。-
在另一参考系中，设两电荷速度为V，则B垂直于V与E方向决定的平面，而另一电荷的速度V’与V相同，所以洛伦兹力为0.
综上，只要电荷相对静止，其收到的洛伦兹力必然为0，而与参考系无关。