克斯韦方程没有考虑电磁场的质量和惯性,该物理模型称之为“完全电磁弹性”模型中

[原创/假说]麦克斯韦电磁理论下电体的运动方程

 

一、模型假设

麦克斯韦将前人在“稳恒”和“似稳”条件下得到的电磁学规律推广到了“非稳”条件下,这实际上就是引入了六个新的假设:

1、假设电流周围的磁场强度与“电流强度”成正比且为瞬时对应关系;

2、假设运动的电场产生的磁场强度与电场的“运动速度”成正比且为瞬时对应关系;

3、假设变化的电场周围产生的磁场强度与电场的“变化率”成正比且为瞬时对应关系;

4、假设运动的磁场产生的电场强度与磁场的“运动速度”成正比且为瞬时对应关系;

5、假设变化的磁场周围产生的电场强度与磁场的“变化率”成正比且为瞬时对应关系;

6、假设电容器内部的电场强度与电容器两端的“电压”成正比且为瞬时对应关系;

上述六个假设可以合并为两个假设,123都是没有考虑磁场的质量和惯性,可以合并为一个;456都是没有考虑电场的质量和惯性,可以合并为一个。

6个假设好比在力学中假设:弹簧形变量与作用在弹簧上的力的大小成正比且为瞬时对应关系。这里没有考虑弹簧的质量和惯性,我们称这为“完全弹性”模型。

上述6个假设没有考虑电磁场的质量和惯性,该物理模型称之为“完全电磁弹性”模型。

二、运动方程

1、在真空中运动的电体

在一个引力场非常微弱的空间环境中(我们不必考虑电体受到的万有引力),有一个匀强电场,有一个电体,其质量为m,该质量包括电磁质量me和机械质量mj两部分,即m=me+mj ;该电体在这个匀强电场中自由运动,依据上述6个假设,我们得到如下方程:

F=ma=me+mja=f+f……………………(1

上式中,f——牛顿惯性阻力,f——电磁惯性阻力。

上式中,F=EqE为外电场)f=E’qE’为感生电场)

由此我们可以得到定理1

在外电场E中自由运动的电体,其(在自身所在处)产生的自感电场E’的方向永远与外电场E方向相反,其强度永远小于等于外电场E,当电体的机械质量是0时,感生电场E’的强度等于外电场E。并且在“完全电磁弹性”模型下,感生电场E’的强度与电荷的加速度成正比且为瞬时对应关系;

从能量分析,我们可以得到如下方程:

FS=1/2mv2=1/2me+mjv2=We+Wj……………………(2

上式中,Wj——电体的机械动能,We——电体的电磁动能。我通过计算发现We=1/2mev2正好等于电体周围磁场的能量WB!可以用如下方程表示:

We=1/2mev2=WB……………………………………(3

3)式虽然是我独立发现的,但可能不是我的独创,我发现2008年元月出版的,中国科技大学编写的《电磁学与电动力学》下册中也有该式子。

2、在普通导体中运动的电荷

在有电阻的情况下,欧姆定律已经给出了方程,这里不再研究。

3、在理想导体中运动的电荷

在电阻为0的导体中,导体内部的电场强度永远是0,这说明导体中运动电荷产生的感生电场和外电场正好大小相等,方向相反,抵消为0,根据上述(1)式和定理1我们可以得出结论:假如电子的质量有1/2来自电磁质量,那么在超导体中,导体内部的电场强度应该是外电场的1/2;假如电子的质量有1/2来自电磁质量,那么超导体就不可能具有“完全抗磁性”,超导体内部的磁场强度应该是外加磁场强度的1/2

从超导体的“完全抗磁性”和其内部的“0电场强度性”,我们可以得到定理2

电子的机械质量是0,电子的质量全部来源于电子的电磁质量。

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We=1/2mev2=WB……………………………………(3

3)式虽然是我独立发现的,但可能不是我的独创,我发现2008年元月出版的,中国科技大学编写的《电磁学与电动力学》下册中也有该式子。【见附注1

 

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附注1附注1:《电磁学与电动力学》中国科技大学胡友秋、程福臻编著

       科学出版社   20081月第一版第一次印刷

        174页:W=1/2 me v2————(W为运动电体周围的磁场能,me为电体的电磁质量,v2为电体运动速度的平方)

 

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