※ 引述《andyui (绝望)》之铭言： : 最近上课老师提到了有关两条载流导线间的吸引力(电流同向)， : 可以用狭义相对论来解释， : 老师是这样说的， : 以实验室的惯性系(也就是我们的惯性系)来看载流导线， : 导线中的电荷为电中性， : 但以电子本身的观点，考虑长度缩短效应， : 因导线中的金属离子对电子而言有相对运动而产生了正电荷密度大於负电荷的结果， : 而对电子产生电吸引力。 : 我有疑问的点在，为何在实验室惯性系观测电流之时，电子就已经对我们有相对运动， 这个问题我有想过 这个矛盾点出现在於 就是长度收缩是否等於空间的收缩 就好像之前一个很有名的paradox也问倒一堆科学家 那个看似很简单的问题如下 就是两艘太空船以高速 相同速度一前一後直线飞行 两台太空船之间绑着一条绳子连在一起 对静系观察者而言 这两艘太空船的长度包含绳子"在收缩" 此时如果两太空船相对距离不改变 这个绳子会被扯断 但是对太空船的座标而言他们会认为他们物理定律跟静系相同 绳子不会断掉太空船相对距离也不会改变 此时你又去看相同初始条件的两太空船 但是这次没有绳子系在中间 他们之间的相对距离 又会如何? 照道理应该不会改变 如果虚无的"空间"真的会收缩的话 那照理说宇宙相对地球很"相对东边"的一团以光速在运行的星系 跟很"相对西边"的一团以光速相反方向飞行的星系 会两团星系收缩到你地球眼前 但很明显没这回事 而且如果虚无的空间会收缩的话 你一团原子下去加速的话 不就产生核融合反应了= = 所以我有个结论就是 空间并不会收缩 而你说的实验室座标系观测电子 电子是以一群v 在移动没错 但是收缩的是电子本身的大小 (这个还会扯到电子自能的问题) 电子跟电子之间那些空间是不会相对观测者收缩的 所以你说的电中性依然是保持的 而如果你换成电子座标系 那些正电离子 会因为长度收缩产生正的静电荷密度 使原本实验座标系的磁场 在电子座标系看起来像是电场 正是因为整条导线的长度在收缩的关系 : 所以考虑相对论效应，应该是负电荷密度会大於正电荷密度，怎麽会是电中性呢? : 老师又解释说，因为电子漂移速率很慢，不需考虑相对论效应， 你的老师这样讲怪怪的 因为同样相对速度 只是换个座标系而已 为什麽一个要考虑相对论效应 一个却不用 这样不是很奇怪吗 : 但问题又来了，若是漂移速率很慢，那以电子惯性系的观点， : 相对於晶格中的金属离子，应该也是以电子漂移速率在运动吧? : 怎麽又会要考虑相对论性效应呢? 但是这样的解释最後还是很奇怪的 因为以电子座标系而言 这个电场是相对论性随速度膨胀到无穷大 但是实验座标系看电子没有相对论效应时 最大就是到一个定值而已 只有在低速的时候这两个力才会相等 我当时看那本书的时後他是留下一个这样不令人满意的结果 但是那本书是教学用的 可能没有写的那麽严谨 如果你去找一下爱因斯坦狭义相对论的 §6 跟 §9 他把Maxwell 用罗伦兹去变换 以及有电流的MAXWELL情况下 他的变换方程式都是对称的 没有上述的问题 而且还有爱因斯坦自己很多注解 那些不对称性完美的解决了 --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 118.171.28.72 ※ 编辑: goodluckav8d 来自: 118.171.28.72 (07/18 18:41) 假设两太空船长度为2X 绳长Y 如果两艘太空船距离如果缩短的话 那相对静系作标 这总长度收缩成 (2X+Y) /gamma gamma = 变换因子 但是问题是在这两太空船的距离到底该不该缩短 如果没有缩短会有另一个答案 就是静系观察者会看到绳子会断掉 而太空船观察者没看到 那现在问题出现在 假设这两艘太空船距离间隔2000000^ 1000000 光年 俩还是绑着绳子但是只要速度够快 且绳长约= 2000000^ 1000000 光年 如果两船的距离会缩缩至无穷靠近的话 因为绳加太空船被视为一连续分布的刚性物质 会有短暂几秒内两太空船以两船相对距离=0 的状态下通过地球观测者眼前 但是说实在的要承认"刚性连续分布的物质"长度收缩 等於是间接承认"空间" 的收缩 (或者承认原子本身长度跟相对距离的缩小) 因为两太空船之间不存在任何张应力(有的话也是违背能量守恒) 如果相对地球 有两团星系 一前一後相对地球跟太空船的条件相同 你假设承认"空间" 相对缩短 你看待两太空船 有一条绳子绑着像一个刚体 但是两团星系初始条件如太空船 但没有绳子绑着 虽然他们看起来不是"连续分布的刚性物质 但是理论上你承认太空船的距离收缩 就是承认空间上的收缩 能不能把两个无穷远相距的星系 看作相对的空间在收缩 所以这个paradox 一堆科学家也是没有答案 而且如果有的话 我们应该会天天看到一对对星系从地球附近以光速通过 而像原po说的 如果一群电子在导线中流动 相对实验座标系 到底会不会有负电荷密度大於正电贺密度的相对论效应 如果有的话(你承认的话) 你就必须承认电子跟电子之间虽然没有绳子绑着 但是他们的"空间" 会收缩 道理你把它放在星系的例子中一样 没有绳子绑着 但是他们的相对距离却会相对缩短 而使负电荷密度上升 到底该不该承认一群电子 会像"连续的刚性物质去收缩内部的相对距离" 如果会的话你又很难反驳前面的 星系距离会无限收缩 (至少哈伯看到的星系很多以相对地球光速在运动 你要找到一组通过地球的应该不难) 所以不得不承认 导线中负电子流在相对於实验座标系下 不会产生 正如同电子座标系情况下的正电荷密度收缩 而电子座标系的正电荷密度上升 是相对电子座标系观察者的上升 但是如果要承认电子座标系 所观测到的现象 又会回到一开始的矛盾 所以说太空船那个算是一个paradox 不知道有没有人有意见的@@? 以上想法没有任何论文依据 也没有实验观察 也不严谨 全是个人逻辑意见发表 请大家指出错误 ※ 编辑: goodluckav8d 来自: 118.171.28.72 (07/18 21:57) ※ 编辑: goodluckav8d 来自: 118.171.28.72 (07/18 22:01) 如果一群点电子假设分部跟星系内分布距离一样 你无穷接近光速 最後都是要趋近於延速度方向上长度0 如果这一群电子在导线中看成一个刚性物体长度收缩 电子跟电子"空间" 会收缩 你放到星系的尺度上来 不管你用电中性的星系 还是电子 他们到底该不该收缩? ※ 编辑: goodluckav8d 来自: 118.171.28.72 (07/19 08:21) 你这样说连运动学的依据都..= = 地球如果也是跟星系绑着要马就受力 被星系拖着 或被扯断 要马一起等速运动 没有相对论效应 ※ 编辑: goodluckav8d 来自: 118.171.28.72 (07/19 08:29) 你这样讲不符合最上面的命题 一前一後才会有这一问题 ※ 编辑: goodluckav8d 来自: 118.171.28.72 (07/19 09:06) 这个命题只是在於一个地方而已 就是刚体长度的收缩 如果你把一团星系当成一团刚体相对地球在收缩 那麽地球如果在这一团刚体之中点 你会看到星系收缩到你观察者眼前 拿来跟电子做一个比较组而已 毕竟上述的星系问题是没有任何观测到的迹象 问题是想讨论 负电子群的电荷密度上升 会有这样的PARADOX 而已@@ ※ 编辑: goodluckav8d 来自: 118.171.28.72 (07/19 09:10)