「磁」是怎麼來的，為什麼有人說磁場是電場的相對論效應？

「磁」的確是「電」的相對論效應，兩者本是同源。

在物理學中，有四大相互作用，分別是強力、弱力、電磁力和萬有引力。

電磁力就是庫侖力，電和磁的本質也都是庫侖力，電力很容易理解，同性電荷相互排斥，異性電荷相互吸引，但是磁力理解起來，就要抽象很多。

電場力和磁力之間的差異，其實是相對論效應導致的，或者說「磁場是電場的相對論效應導致的」。

為了理解這個概念，我們試想一段平直的導線通上電流，外部放上一個正電荷：

（1）當導線相對於外部電荷沒有移動時，導線內的正離子和負電子密度相等，導線對外不顯電荷，於是外部電荷不受力；

（2）當導線相對於外部電荷，存在軸向相對運動時，導線中電子密度不變；但是正離子和導線是一體的，由於相對論尺縮效應，正離子密度增加，導線對外顯正電，與外部正電荷產生排斥力；

可以看出，以上的第二種情況產生的排斥力，本質上就是庫侖力；如果我們不看相對論效應，就會發現這個排斥力的數學描述和庫侖力不同，於是把這樣的力稱作磁力，這就是「磁」的本質。

在中學我們知道「運動電場產生磁場，運動磁場產生電場」，也就很容易得到解釋；因為存在相對運動時，才會有相對論效應，所以運動電荷才能激發磁場，反過來運動磁場才能激發電場。

相對論在接近光速時效果才明顯，但是洛倫茲力的產生，並不需要很大的速度，原因是庫侖力非常強，是萬有引力的10^36倍。

比如1mol鐵原子（56克）中，把全部電子和離子分開1米的距離，產生的庫侖力高達5.6*10^22牛，相當於570億億噸的重力。

所以在磁場現象中，只需要一點速度，就能產生非常明顯的相對論效應；麥克斯韋方程組可以描述磁場和電場，但本身是建立在經典力學之上的，如果要更精確地描述電磁場，還需要加入相對論進行修正。

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