物理论文 磁荷

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1、物理学家麦克斯韦曾经作出如此假设：变化的磁场在其周围激发电场，变化的电场在其周围激发磁场。这个假设是如此突兀.因为我很难相信机械的物理变化竟会产生出化学变化的结果:磁场(变化)à电场电场(变化)à磁场这使得我不得不做出如此解释:电磁场是始终存在的；它只不过因为太过均匀才隐藏到了我们的感觉之外;只有等到电场变化或磁场变化的时候（不妨称之为电扰动或磁扰动），这种均匀才被打破，于是我们感觉到场的存在。这就像只有等到风的出现我们才会感觉到空气存在一样。如果基于以上假设，那么始终存在的磁场产生的根源是什么呢？会不会是分子电流？显然不准确！因为分子电流的实质仍

2、然是电扰动。一个没有扰动对象的过程又怎会产生出扰动结果呢？分子电流只不过是使得原本因为太过均匀而隐藏的磁场现身出来了，而不是由它产生了新的磁场。这样我假设:磁荷是确实存在的--它作为磁产生的根源存在着；而且一个磁单极会像一个电荷一样产生库仑场。所谓次单极子是一种理想中的物理模型，即只有N或S极的单极磁子，其磁感线类似于点电荷的电场线呈发散或会聚装这样我们就能建立起整个宇宙的电磁大背景了宇宙中电荷与磁荷的分布是如此的均匀以致于它们产生的电磁场也几乎是处处均匀的-这个场的存在就好比一潭平静的湖水。当没有突兀的电磁变化时，这个场就始终是平静的，而一旦发生

3、了电磁变化，比如说，出现了一个能导致电荷分布不均的突兀的带电体，这种平静的状态就将改变——至少会在局部上改变。因为大环境总是平衡的，所以不会有什么来平衡这种变化。一个突兀带电体存在的结果就是出现库仑电场。这时如果我们再不断的增加突兀带电体的个数，以引起局部范围内电荷分布的再次均匀，所有突兀带电体产生的库仑电场必将平衡，从而局部再现场的均匀——这种结果就好象什么场都不存在了——而这正是宇宙电磁大环境的现状。平衡并不等于消失。我们可以如此证明：使某个局部上发生磁扰动，如果电场消失就不应出现电现象。但事实是，磁扰动的结果是出现涡旋电场。反之电扰动的结果是

4、出现涡旋磁场。形象地说，磁扰动对一个均匀电场的作用就相当于一颗石子扔进了平静的湖水里。磁荷的引入，使得关于电荷的许多结论都可以直接搬过来使用，实现了电与磁的真正对称。电场:磁场:F=Q*q/（4επr*r）F=Q’*q’/（4πμr*r）E=F/QH=F/Q’D=εε。EB=μμ。HP=(ε-1)ε。EJ=(μ-1)μ。HGuass定律：∫∫D·dS=∑q∫∫B·dS=∑q’而且它并不排除分子电流假说反而使该假说以一种更合理的方式起作用-------分子电流以扰动的形式影响磁场如果磁单极真的存在，它会存在哪里呢？我觉得至少是电子这一级结构的下一级结

5、构中。——因为我们至今找不到磁单极4我们甚至可以依据电场与磁场的相似性大胆的猜测：磁南极子·磁北极子形成的微粒结构与电子·原子核形成的微粒结构完全一样——也就是磁南极子围绕着磁北极子旋转——这种假设使得我们可以把关于原子结构的一套理论完全拿过来使用。(a)磁单极子捕集器（b）检测月岩样品在麦克斯韦电磁场理论中，就场源来说电和磁是不相同的：有单独存在的正的或负的电荷，而无单独存在的“磁荷”——磁单极子，即没有单独存在着的N极或S极。根据“对称性”的想法，这似乎是“不合理的”。因此人们总有寻找磁荷的念头。1931年，英国物理学家狄拉克（P.A.MDir

6、ac，1902-1984年）首先从理论上探讨了磁单极子存在的可能性，指出磁单极子的存在与电动力学和量子力学没有矛盾。他指出，如果磁单极子存在，则单位磁荷g0与电子电荷e应该有下述关系：g0＝68.5e由于g0比e大，所以磁库仑定律给出两个磁单极子之间的作用力要比电荷之间的作用力大得多。　在狄拉克之后，关于磁单极子的理论有了进一步的发展。1974年荷兰物理学家特霍夫脱和苏联物理学家鲍尔亚科夫独立提出的非阿贝尔规范场理论认为，磁单极子必然存在，井指出它比已经发现的或是曾经预言的任何粒子的质量都要大得多。现在关于弱电相互作用和强电相互作用的统一的“大统一

7、理论”也认为，有磁单极子存在，并预言其质量为2×10-11g4，即约为质子质量的1016倍。      （a）通过前          （b）通过后图7-23 磁单极子通过超导线圈使线圈产生电流突变磁单极子在现代宇宙论中占有重要地位。有一种大爆炸理论认为，超重的磁单极子只能在诞生宇宙的大爆炸发生后10-35s产生，因为只有这时才有合适的温度（1030K）。当时单独的N极和S极都已产生，其中一小部分后来结合在一起湮没掉了，大部分则留了下来。今天的宇宙中应该还有磁单极子存在，并且在相当于一个足球场的面积上，一年约可能有一个磁单极子穿过。　　以上都是理论

8、的预言，与此同时也有人做实验试图发现磁单极子。例如1951年，美国的密尔斯曾用通电螺线管来捕集宇宙射线中的磁单极子（图7-