當電荷分布改變時,電勢會立刻改變,這是不是違背了相對論光速不可超越的原則?

時間 2021-09-09 09:31:48

1樓:白如冰

推遲勢這個很多答案都提到了,我補充一點,就是靜電學中只考慮靜電平衡的狀態的電荷、電勢的分布,即使外界條件發生變化,也只分析新的靜電平衡的狀態,而不去追究舊平衡態變到新平衡態的中間過程。

2樓:斥引量子

在很多現象中都存在著力在傳遞過程所體現出的即時效應,光速約束的只是相對論中的一些理論觀點,對待研究超越光速的問題時,最好還是先建立起自己的理論觀點,否則就會陷入相對論的黑洞之中。

力在傳遞過程所體現的即時效應並不罕見,除了你說的這些,物體在發生彈性變形的情況下也是如此,不過由於這種即時效應一般都發生在很短距離的範圍內,容易被忽略。

引力作用力就是即時性的,由於當初在確定和測量引力作用力是否需要時間的測試中,將由光速引起的影像傳輸中的耗時性,誤認為是引力自身作用力的耗時,所以才有了今天引力作用力是以光速傳播的錯誤結論。

相對論中的宇宙上限速度是光速的說法,整整影響了一世紀的物理學,使得物理學在走向巔峰之時也步入到死胡胡同裡。所以,當你在研究有關超光速問題時,最好避開它。

3樓:

血壓上來了,這問題其實不需要物理學知識

真空中電勢的建立速度,你想象一下這個電勢的震動速度,khz(聽到聲了沒),mhz,ghz,thz(好像有同步輻射光源在亮)

4樓:餘氶東

電勢改變電場就改變,變化的電場產生磁場,電場如果正弦改變就會產生余弦磁場,余弦磁場再產生正弦電場,迴圈下去就是電磁波了,電磁波光速你說電勢是什麼速度

5樓:

引力公式還只和質量距離有關呢,難不成您覺得太陽如果瞬間消失,地球瞬間就做切線運動了?引力波是以光速到達地球,可以模擬電荷電勢。

6樓:白玉磊

時空是種介質,在這個介質裡運動的所有物質能量,都有乙個速度上線。

介質本身膨脹可以超過光速,再無其他。

至於哥本哈根詮釋的量子糾纏超光速,是不可能的,沒有能力做超距離量子糾纏實驗,即使做了也不可能。

7樓:神魔協奏

事實上電勢不會立刻改變,高中僅涉及靜電場,哪怕涉及運動也預設場是瞬時變化的。而對於真正的運動電荷,不再屬於高中範疇,詳見「電動力學」

8樓:光速時空

相對論中,光速不變:是用光的運動的兌換時間和空間的。

光速不變,設定光速=1=1光年/年=c公尺/秒。

也就是說,光運動時間1秒,光運動的軌跡線長度就是1秒=c公尺;光運動軌跡線長度為1公尺,光的運動時間就是1公尺=1秒/c。

物質的速度=物質的位移/時間=物質的位移/同步光子運動的軌跡線長度≤1=光速。物質的速度永遠≤光速。

9樓:張宸翊

寫完之後發現已經有人說了同樣的內容,可以直接看更詳細的:

西里爾斯:[科普]電磁波背後的偽超距作用

但也可以看我後面比較簡單的版本。

除了在庫倫規範下電勢會被瞬時激發外,還可以補充一點。乙個向量場可以分解為無旋和無散的兩個部分,

其中又被稱為縱場, 又被稱為橫場,一般這個分解並不唯一。但假如乙個向量場 以及他的橫縱兩個部分在無窮遠處可以足夠快的衰減為0,那麼他可以唯一的被分解為無旋和無散的兩個部分。這就是亥姆霍茲定理

亥姆霍茲分解

把電場也做這樣的分解

直接代入

就可得的方程和靜電場的方程完全一樣,直接寫出那麼 和 的解就為:

可見,電荷分布可以瞬時決定電場 和電勢 。也就是說,實際的電勢以及電場 由電荷分布所引起的那部分確實是由電荷瞬時激發的,但總電場之所以推遲,是因為還有另一部分 ,它是由磁場的變化激發的, 又可分解為

所以總電場還是推遲的。

10樓:盧健龍

題主的問題描述並不是完全錯誤的。

當電荷分布發生變化時,遠處某一點的電勢是否會立即改變取決於我們所選取的規範。這是因為電勢本身並不完全是物理的(physical)。我們可以通過規範變換得到不同的電勢表示式,這些不同的電勢表示式對應著相同的物理本質,即相同的電場和磁場。

當我們選取的是Coulomb規範(即 )時,標量勢和向量勢分別是,。

當我們選取的是Lorenz規範(即 )時,標量勢和向量勢分別是,。

以上為Gauss單位制。

可以看出在Coulomb規範下標量勢確實是瞬時變化的。

但真正有完全的物理意義的電場和磁場則不是,它們在真空中的變化是以光速傳播的。這一點可以從如下的電場和磁場關於標量勢和向量勢的關係式得到:,。

11樓:各各01

這個問題本身就是錯的。因為可以找到反例。例如一導體球接地,另一帶電體靠近該導體,那麼該導體電荷分布會發生變化,但是,該導體電勢不變。

12樓:

不對!因為電荷所在的空間點的電勢高低是相對於其他空間點而言的這是乙個「相對關係」。「光速」由近及遠地從電荷所在空間點向外擴充套件傳播開去!因此說並不違反「光速不變原理」難道不是嗎?

13樓:

如果你目前只學了靜電學,那麼場源電荷必須靜止,電荷分布不能改變。

如果在學習電動力學,那麼首先要考慮規範。在洛倫茲規範下,電勢是不會立刻改變的。而在庫侖規範下,電勢的確是瞬間變化的。

但要注意,電勢本身不是乙個可觀測的量。而不同於靜電學的情況,此時的電場不能僅由電勢求出,還需要考慮磁矢勢。而磁矢勢的變化受光速的限制,因此並不會違背相對論。

14樓:布魯西老老老老爺

這是靜電學基礎內容,靜電學還說導體處處等勢呢,那現實生活中就沒輸電線了是吧?

靜電學你模擬靜力學就行了,研究的是一堆電荷(物體)的最終狀態,這個「最終」就是時間足夠長之後,分布大體不變的狀態。

靜電學有些狗攮題目,問你電荷運動過程中的做功,考慮導體的映象電荷之類的。這個時候需要閉上眼睛假裝電荷運動沒有產生磁場,更沒有電磁波輻射。

題主現在是高中吧。你上了大學再學的電動力學,才更接近實際。當然,依舊不可能完全和實際相同,不過那個時候你就懂事了,不會去跟大學老師當槓精了。

畢竟不掛科飄過就行,而且他們可不像高中老師那麼好心給你仔細解釋。

15樓:

大多數電動力學教科書的答案是電勢會立即改變. 哪怕電勢變化超光速,求得的電磁場的傳播也不會超光速. 只有電場磁場的變化才能傳播資訊.

如同下面課本電磁輻射章節截圖所說的,在一般常用的庫倫規範下,電荷分布變化導致的電勢變化就是瞬時全域性改變的. 這個問題我已經複述整理在這個筆記 ([科普]電磁波背後的偽超距作用) 裡面. 這事情一點也不奇怪,因為規範變化下 電勢的傳播速度想多快都可以.

Jackson, Classical electrodynamics, 第六章

16樓:橫山老屍

這是在小尺度下的現象……

當你把尺度放大到百萬千公尺這個尺度上,你就會發現:

你不要把小尺度下的時間差拿去和光速比。

在小尺度下,你開燈遠方也會「幾乎同時」看到燈光。

但是你把尺度放大到三百萬千公尺這個距離看看?

你開燈,三百萬千公尺外也要等十秒以後才能看到……

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