再论通电导体周围的磁场 广东博罗高级中学（516100） 林海兵 温馨提示：如果图形、公式显示有问题请点或者 摘要：无穷通电直导线周围的磁场与其距离成反比是正确的，笔者前面的论文中因为采用了电性子动能守恒的方式推导，得到了错误的结论。 关键词：通电导体，电性子，反抗振源矢量，速度旋度，磁场 1 暗物质物理理论体系的磁场理论 笔者原以为，可以不再写以论文的形式来表达自己的物理思想，转而写书，可真的要写书的时候，却发现原来还有许多的东西还没有弄清楚，下起笔来似乎难以登天，笔者真的有点弄不明白，为什么别人却如此容易，他们不用写多少的论文，直接就可以以书的形式表达，笔者真的非常佩服！ 这段时间里，为了写书稿，忙于整理自己的思维，反思以前在论文中表达的某些观点，同时，也与网友交流看法，以便使书在定稿之前，其中的物理观点尽可能做到尽善尽美。其中，好友樊京先生—— 中国矿业大学（北京）机电学院通信专业在读博士生，向笔者提出了这样的建议，他以实验的方式来验证笔者的观点，笔者非常欣喜地同意了，可以说，这是笔者求之不得的事情。樊先生的研究方向是智能仪表、隧道电磁场传播和数字信号处理，他完成的{dy}个实验就是——验证通电长直导线周围的磁场与距离的函数关系。 这个实验已经有非常多的物理人士做过，可是笔者没有做过，所以，当笔者提出了暗物质物理理论体系的磁场理论之后，便开始质疑。为了方便论述，笔者这里还是首先介绍一下暗物质物理理论体系的电磁场理论： A、电场有四种——①库仑电场，即暗物质电性子密度梯度场，，它分布在电荷周围，与电荷形成共同体即运动实体；②电压分配电场，它由电源产生，当电源没有接上导体负载时，它存在于电源两极的外部空间，当电源接上负载后，它存在于整个闭合电场之中，也表现为暗物质电性子的密度梯度场，，只是对于不同的导体，其内部的密度梯度可能不同，电压分配电场与库仑电场的不同点在于，电压分配电场的环路积分等于电源电动势，而库仑电场的环路积分等于零；③静生林水容电场，它以笔者父亲名字命名，以示纪念，相对于某个参照系，暗物质电性子可能是运动的，而且电性子途经空间某一固定位置时，不同时刻速度可能发生，于是，这便出现了电性子的速度变化率场，；④动生林水容电场，它等于电性子的空间角速度矢量与物体的速度的叉乘，。 B、磁场——其实质就是暗物质电性子的空间角速度矢量，因为电性子的运动通常由电荷的运动激发，所以，笔者把电性子的速度称为反抗振源速度矢量，为了与普通的速度相区别，用了符号 Z 表示。磁场的表达式为 。 C、暗物质物理理论体系认为，电荷的运动只能激发其附近的电性子反抗振源运动，而不能同时激发远处空间的所有电性子发生相应的运动，远处的电性子之所以也形成了反抗振源运动，是因为电荷周围的电性子的运动向外传播的缘故，而这种传播其实已经形成了波动。也就是说，磁场是一种特殊的电磁波动，在这种特殊的波动没有常见波动的波峰与波谷。暗物质物理理论体系称之为连续点波。 D、暗物质物理理论体系认为，电磁波其实也是机械波，它与普通的机械波动没有什么分别，如果说有分别，那就是我们无法看到电磁波的传播介质——暗物质电性子。麦克斯韦电磁方程组，， ，中，描述电磁场的其实只有与两个，而且其中电场是电性子的速度变化场，磁场是电性子速度旋度场，在电磁波动的空间同一位置，同时存在有这两种情况的不平衡。事实上，对于其他的机械波动，我们同样可以找到相应的媒质的速度变化率场与速度旋度场的相同关系。必须说明的是，与并不是对任何波动都成立的，它只适用于等幅正弦平面波。 2 通电导体周围的磁场 2.1 通电长直导线的磁场 电荷运动激发了电荷周围的电性子反抗振源运动，其速度大小与电流大小成比，，其中，r0 是导体半径，J 是电流密度，C 是比例系数。这就是说，在长直导线刚刚通有电流的那一刻，只有半径为 r0 的空间位置有电性子反抗振源运动，而其他地方都没有。而随着时间的流逝，电性子的这种反抗振源运动向着以导线为中心的径向传播出去。这是笔者的一贯想法。 在《暗物质寻踪（三）》、《论磁场》、《论电流的磁场》等文中，笔者认为，在电性子刚具有反抗振源速度的那一刻，这些电性子的动能大小为（其中 p 是电性子的密度，是电性子体元的体积），受到经典物理学能量守恒的思维定势，笔者在这些文章中认为，随着波动的向外传播，体元体积不断增在[因为 r=ct 在增大（其中 c 是电磁波动的传播速度，t 是传播时间），而对于 h，在写这篇文章之前，笔者的想法还是不能确定的——①认为 h是一定值，②认为，在上述的前期论文中，笔者采信了②]，而体元的动能却大小不变的向外传播，，因 。 于是，笔者通过，算得 在直导线周围电性子的反抗速度矢量转化为柱坐标系的标量式有。再根据 式便有，为了方便用 来代替，则有，积分得 。当 时，，则，所以有 就是用经典电磁学理论结果计算的通电长直导线周围的电性子的反抗振源速度的随距导体中心距离的分布。由该式可以发现，随距离 r 的增大，Z 不断减小。当 r =er0 时（其中e 是自然对数的底数），； 当 r >er0 时， Z<0 ，也就是说这些空间区域的电性子的速度开始与区域的电性子速度方向相反。这不可能的！由于导体中电流振源电荷的运动方向始终一致，所以它激发的中性子的运动方向也是始终保持一致的，无论如何传播，一定不会传播至一定距离之后而速度反而反向传播的而且越来越大，这是波动传播事实相矛盾的。 以上黑体文字的论述是笔者在《论磁场》一文中原文摘录，似乎分析得非常在理。 3 实验再次验证 自笔者在《暗物质物理理论体系网站》及《统一物理理论—环境论网站》上发表了系列论文之后，许多网友发来了电子邮件，给予了笔者关怀鼓励与帮助。在此，笔者要特别感谢的是北京中国矿业大学机电学院的博士研究生——樊京先生——笔者{zh0}的朋友，他在读了笔者的文章之后，多次来信来电，并在此后做了对于笔者来说是至关重要的实验——通电长直导线周围的磁场分布，虽然，这个实验前人已经做过了无数次，不是笔者不相信前人，只是笔者的怀疑来源于用能量守恒得出来结论。 樊京先生使用了分辨率可达到100uGauss的三维磁场测量仪，测量了电流值为200mA（导线线径为0.1mm长为2m的漆包线）周围的磁场（为了避免返回环路的影响，基本上是一个正方行的环，在其中的一个边的中点处测量）。测量结果如下：
上述实验数据表明，直导线周围的磁场距离乘积在百分之二的误差范围内是一个定值，这就足以证明直导线周围的磁场确实与其距离的大小成反比的。
4 再谈通电导体周围的磁场 樊先生的实验使笔者认识到，经典电磁学关于直导线周围的磁场的理论是正确的，安培环路定理、毕奥萨筏尔定律等理论都是正确的，笔者在《论磁场》《再论磁场》等系列文章中关于通电导体周围的磁场的理论则是错误的！在此，笔者致深深的歉意！ 然而，笔者需要说明的，笔者关于的磁场理论是正确的，错误的只是关于导线周围的磁场分布的理论。笔者就此作详细的讨论。 4．1 电磁波动的{zd0}传播距离场 通过分析，笔者在《暗物质寻踪》系列论文存在问题的地方有——①首先假设长直导线周围的电性子反抗振源速度矢量大小为（A是转化系数）；②电性子的反抗振运动以波动的形式向外扩散传播时遵循了能量守恒。正是这两个假设使笔者得到了直导线周围的反抗振源速度的分布函数与磁场的分布函数 。③在对安培环路定理进行再讨论的时候，笔者由积分得到
然而，笔者不能否认并且必须接受实验的结果，必须重新认识①②两点，①xx是笔者的假设，而②则是经验物理学理论根本。由再次的实验证实，长直导线周围的磁场分布函数确为，即有关系 ，现在笔者认为，导线周围的电性子的速度矢量分布并不是 为此，笔者在此郑重预言——电流的磁场是有界的，即距通电导线一定距离之内才有磁场存在；任何波动传播到一定距离之后其振动速度较小部分的将消失，只剩下振动速度较大的部分，成为脉冲波动，而更远的距离之后，波动必然xx消失。 这一定就是我们所见的宇宙有界的根本原因，其实这并不是宇宙的边界，只是光传播到五十亿光年之后xx消失了！这一切都在说明，波动的“能量”在传播过程中并不守恒，而是在不断地衰减。 4.2 磁场合成法 如果空间同时存在有多根导线，那么在空间同一点，应该同时有不同导线形成的电性子速度矢量与速度旋度，笔者认为，在空间某一体元，不同导线电流激发形成并传播而来的电性子速度矢量并不发会在同一电性子上叠加而产生速度矢量合成，它们传播到空间同一体元之时，把其速度矢量传递给了不同的电性子，如果它们的速度大小与方向相都同，那么，相当于增大了运动电性子的密度，如果它们的方向不同，那么，在同一体元上，在相应的方向上都有相当数量的电性子发生运动，并且这些同一体元内的电性子的速度矢量分别向着各自的方向传播，也正是因为如此，才形成的波动的独立传播原理。 也因为上述原理，笔者对于磁场的认识再深入了一层，即使在电性子密度平衡的空间，形成磁场的电性子密度并不等于而总是小于该空间的电性子密度，所以，在磁场定义式中，p0 并不是恒定的数值。于是，实际上，在长直导线周围分布的不应该是电性子速度矢量函数，而应该是动量密度函数即。又因为任何一个电流 I 其实都是由无数个方向相同的微电流I1、I2、I3......In 合成，而每一个微电流也都会激发电性子，形成空间的电性子动量密度度分布、……。由前面论述可知，电性子的动量密度矢量并不满足矢量合成法，即，然而，电性子的动量密度矢量的旋度、、……，因为，故有：
4.3 无穷通电平面与无穷通电螺线管的磁场 无论是无穷通电平面还是无穷通电螺线管，其实由一根根的通电导线并列组成，我们不妨假设这些导线的半径为 r0 ，电流为 I，则其电流密度为 J=I/2r0 . 电流的流通激发其周围的电性子产生反抗振源速度矢量，并在空间传播，对于无穷通电平面的每一根导线，其周围的电性子的动量密度矢量分布均满足关系，当然，它们也形成了电性子的动量密度旋度场即磁场。 因为动量密度旋度（磁场）满足矢量合成，所以，我们可以计算出无穷通电平面两侧的磁场均为。同样地，对于无穷通电螺线管，我们也可以计算其内部的磁场为，而其外部磁场为B=0。这样的结果，与经典电磁学的结果似乎无异。 然而，我们仔细分析将发现其矛盾所在，因为当无穷通电螺线管的半径无穷大时，螺线管不再是螺线管，而成为无穷平面，当然，此时，一侧我们既可以是内部也可以认为是外部，那么其磁场是多少呢？到底是，还是 B=0 ，抑或是？其实，这并不是什么矛盾，正如前面论述那样，电性子的动量密度传播一定距离之后将xx消失，当然在这些电性子动量密度已经消失的空间不再有其旋度，又怎么还会有磁场的叠加。故，对于一个无穷通电螺线管而言，如果其半径并不是很大，其内部的磁场为，而其外部磁场为B=0；如果其半径增大到一定程度，其内部磁场将出现这样的情况——螺线管附近的磁场大小为，而某一定距离之后空间的磁场则为，而外部磁场在一定距离内则为，之外 B=0 ；如果半径继续增大到一定程度，无论内外都会在一定距离内为，之外 B=0 ，此时，螺线管就xx转化为平面。 这一切都表明，一定强度的波动的传播确实有一个极限距离，极限距离之后波动将xx消失。 5 关于螺线管的自感系数 笔者除了在许多论文中对磁场论述有错之外，还对螺线管的自感系数论述有错，笔者将另文纠错。 完稿于2008年6月13日星期五 6 参考文献 [1]林海兵 《论磁场》 [2]林海兵 《再论磁场》 [3]林海兵 《论电流的磁场》 |
，即，因为导体半径为 r0 ，其周围电性子的反抗振源速度大小为 Z0 ，故 ，或者
，笔者还认为，，即。至此，笔者认为经典物理学中长直导线周围的磁场距离的分布函数是错误的，于是连带地认为安培环路定理、毕奥萨尔定律是错误的。理由很简单——
。
，即其动量密度的旋度矢量即磁场满足矢量合成法。
