作者：彭晓韬

日期：2024.04.21

[文章摘要]：经过本人近期系统性的研究发现：只有运动的电荷才会产生磁场，只有在磁场中运动的电荷才会受到磁力的作用，只有以原子为基础的物质才能产生磁场，单个运动电荷并不能产生磁场等现象似乎预示着：磁力很可能只是不同组合与运动状态下，多电荷之间才存在的库仑力的矢量叠加结果。本文就此进行详细的分析与认证，供有兴趣的朋友们参考与讨论。

一、奇怪的磁力

根据毕奥-沙伐尔定律可知：稳定电流产生的磁场强度的大小与电流矢量的大小成正比，而磁场强度的方向与电流矢量的方向正交。同时，磁场强度与距离的平方成反比。

 另一方面，在磁场中的带电粒子受到的磁力的大小不仅与该带电粒子的电荷量和运动速度之积成正比，还与电荷的运动方向与磁场的方向之间的夹角相关。而磁力的方向与磁场的方向正交。例如：均匀磁场中的直导线受到的磁力计算公式为：

由此可见：磁力不仅与产生磁场的电荷运动速度的大小与方向相关，还与磁场中的带电粒子的运动速度的大小与方向相关。因为，（公式1）和（公式2）中的电流可视为带电粒子的电荷量与其运动速度的乘积。当我们假设：磁场是由单个运动电荷产生的时，其对另一个带电粒子所施加的磁力大小不仅与双方的电荷量有关，还与两个带电粒子的运动速度的大小与方向有关。当两个带电粒子中的任何一个静止时，则两者之间没有磁力。但我们知道：运动是绝对的，不运动是相对的（当然，运动速度的大小和方向是相对的，必须指定具体的参照物后才有运动速度的大小与方向）。因此，磁力与两个带电粒子之间的相对运动速度及方向有关是极其不正常和不可思议的现象。

二、常见参与磁力相互作用的对象及其特点

1、能参与磁力相互作用的对象

能参与磁力相互作用的对象主要有两类：一是存在电流的导体；二是铁磁性物质。

1.1、当导体内存在电流时，导体就会产生磁场，其产生的磁场的方向与导体内的电流方向正交；其产生的磁场强度也会随电流大小与方向的变化而变化。

1.2、铁磁性物质是指可以产生磁场或被磁场磁化的物质。四氧化三铁即所谓的磁铁是可以自主产生磁场的物质；而三氧化二铁和纯铁等物质却不能自主产生磁场。

只有部分金属元素或其化合物可以被磁化，但又分顺磁物质与逆磁物质。也就是有的物质在磁场中时，其内部的磁场会变大，而另外一些物质在磁场中时，其内部的磁场会变小。

2、能参与磁力相互作用的对象的特点

2.1、电子的定向运动是决定磁力的决定性因素

无论是因导体内存在电流而产生磁场，还是铁磁性物质自主产生磁场或被磁化，都是导体或铁磁物质中的部分电子的定向运动的结果。所以才有：当物质的温度达到一定程度后，就会消磁或失去磁性。即所谓的物质达到或高于居里温度后，铁磁性物质将失去磁性或自发磁化强度为0。

2.2、能参与磁力相互作用的对象多为以原子为基础的物质

单个带电粒子虽然也会参与磁力相互作用，如：云室中的电子和质子会因为磁场的存在而导致运动方向的改变。但所谓的磁场都是以原子为基础的物质产生的，单个带电粒子的定向运动可能并不能产生所谓的磁场。如：两个同向同速运动的带电粒子之间并不能产生如两根具有相同电流的平行直导线间的相互吸引力，而只会存在相互排斥的库仑力。因为两者是相对静止的，肯定存在相互排斥的库仑力，而不会存在相互吸引的磁力。也就是说：单个带电粒子的定向运动并不能产生所谓的磁场。本人在《带电粒子的运动与组合方式是决定诸多物理现象与实验结果的原因》（https://www.toutiao.com/article/7344640357612765715/）一文中对此有较详细的论述。

三、磁力的本质分析

1、只有带电粒子才能参与磁力相互作用证明：磁力很可能只是运动电荷之间才存在的库仑力

带电粒子之间存在库仑力是被公认的事实。但单个带电粒子之间是否存在所谓的磁力并无确凿的证据支持。而能产生所谓的磁场的物质都不是单个带电粒子，而是以原子为基础的物质：有电流的导体或铁磁性物质。因此，磁力是运动电荷之间才存在的库仑力的可能性是完全存在的，也是很有可能的；

2、磁力不仅能改变带电粒子的运动方向，也能改变磁性物质的运动速度证明：磁力很可能只是电荷之间才存在的库仑力

同向电流的平行直导线间存在相互吸引的磁力、反向电流的平行直导线间存在相互排斥力，云室中的带电粒子仅改变运动方向而不改变运动速度等现象似乎表明：磁力只改变带电粒子的运动方向而不改变带电粒子的运动速度，其实不然。例如：当两块相距较近的、静止的磁铁会相互靠近或远离就直接证明：磁力也会使物质改变运动速度。

3、真空磁导率与库仑常数的关系证明：磁力很可能只是运动电荷之间才存在的库仑力

真空磁导率与库仑常数之比值与真空中光速的平方成正比，或真空磁导率与真空介电常数之积的平方根的倒数正好等于真空中的光速的现象可能预示着：磁力就是库仑力的一种特殊形式，是运动电荷之间才存在的库仑力的矢量叠加结果。本人在《真空磁导率与库仑常数之间的内在关系及其物理意义探讨》（https://www.toutiao.com/article/7352413895493190171/）一文中对此有较详细的讨论。

4、只有相对运动的带电体才能参与磁力相互作用证明：磁力很可能只是运动电荷之间才存在的库仑力

本人在《以原子为基础的动电荷之间的库仑力与磁力的关系分析》（https://www.toutiao.com/article/7348660275045302824/）一文中，对相对运动的电荷之间的库仑力进行了较详细的研究，结果发现：同向电流的两根平行直导线间存在的库仑力基本上等同于同条件下的磁力。这一结果直接证明：磁力就是复合运动电荷之间才存在的库仑力的矢量叠加结果。

5、电荷之间不应该同时存在两种性质完全不同的力

静止电荷之间存在库仑力，相对运动的电荷之间也应该存在库仑力。只是因为库仑力的相互作用速度很可能是有限的且等于真空中静止光源产生的光之速度，所以才有真空磁导率与库仑常数之比与真空中的光速的平方成正比的现象。从而，相对运动的电荷之间的库仑力与静止电荷之间的库仑力会有所不同。同时，以原子为基础的物质在宏观上为电中性物质，从而导致宏观上的物质之间存在的库仑力的矢量叠加结果基本上接近于0或难以被观测到，只有在特殊情况下才会呈现出来。

另一方面，既然电荷之间存在库仑力，就不应该同时存在性质完全不同的磁力。也就是说：库仑力和磁力应该都是电荷之间才存在的相互作用力，不应该是两种力。