| 词条 | 有旋电场 |
| 释义 | 有旋电场 vortex electric field 变化磁场在其周围激发的电场。又称涡旋电场或感应电场。有旋电场是J.C.麦克斯韦为解释感生电动势而提出的概念，它深刻地揭示了电场和磁场的相互联系、相互依存。 有旋电场和静电场是两种不同的电场。它们的共同点是都能对其中的电荷有作用力，静电场对电荷的作用力叫做静 电力或库仑力，有旋电场对电荷的作用力则是一种非静电力。它们的区别是产生原因不同，性质不同。静电场是静止电荷产生的，有旋电场是变化磁场产生的。静电场的高斯定理和环路定理（见安培环路定理）表明，静电场是有源无旋场，正、负电荷就是它的源头和尾闾，它的电力线不闭合，可以引入电势（标量）来描述静电场。有旋电场是无源有旋场，不存在源头和尾闾，它的电力线是闭合的，无法引入相应的标量势函数。有旋电场是一种左旋场，即磁场增加的方向与由此产生的有旋电场的方向构成左手螺旋关系。作为对比，电流产生的磁场也是有旋场，但电流的方向和它所产生的磁场的方向或右手螺旋关系，所以是右旋场。 总的电场是静电场和有旋电场之和，它是既有源又有旋的矢量场。总电场的高斯定理和环路定理是麦克斯韦方程组的重要组成部分。 § 太阳涡旋电场 宇宙天体的基本运动形式是放置地运动，无论是行星围绕恒星运动还是恒星围绕星系中心运动，也还是星云的运动，无不是旋转运动。研究认为，宇宙的旋转运动， 是由宇宙涡旋电场加速带有荷电粒子的天体导致的。那么，宇宙电场是怎样演变为涡旋电场的呢？对此，物理学的研究结果已给出了明晰的答案-----这可能与电场与磁场的相互作用有关。我们知道，电场与磁场是同一事物的不同表现形式，运动的电场产生磁场，运动的磁场又产生电场，电场与磁场形成统一的电磁场。 沿电场方向运动的带电粒子，在电场中不是受电场力吸引，便是受电场推斥，总是顺着电场力的作用方向运动的。但是，当带电粒子在磁场中沿磁力线方向运动时，却不会受任何力的作用。然而，当带电粒子垂直于磁力线运动时就会受到一个改变它原来运动方向的力，叫做洛沦兹力。例如，磁力线垂直穿书面，当带电粒子在书面的平面上运动时，所受到的洛伦兹力也在书面的平面上，并且总是垂直于带电粒子的运动方向。 在垂直于磁场的洛伦兹力作用下，带电粒子运动的方向在局面上不停的改变，最后沿着一个圆弧轨道运动。但这个力并不改变带电粒子原有的速度或能量。一定速度的带电粒子，在均匀磁力场中走过的轨迹，是半径为一定的圆周。就是说，是垂直于带电粒子运动轨道平面的（磁场）磁力线产生的洛伦兹力使带电粒子作圆周运动。大量带电粒子的圆周运动就形成旋转电场。 § 实验表明 而且实验表明，（带电粒子）这个圆周轨道的半径（r）可以用下面公式表示： r=cmv/eh （1） 这里，m是带电粒子的质量，v是带电粒子的速度,e是带电粒子所带的电量，h 是磁场强度，c是光速。 从式（1）看到：带电粒子在磁场走过的圆轨道半径跟它的质量和速度成正比，跟磁场强度和所带电荷成反比。就是说：在一定的磁场中，带同样电荷的粒子，质量大、速度高则转的圆圈就大，质量、电荷和速度一定的粒子，磁场强则转的圈说小，磁场弱转的圈就大。 因此，当带电粒子处在一个逐渐增强的磁场中作圆周运动时，就会产生向心运动-----磁场愈强，带电粒子转的圈愈小，即向中心紧缩，从而形成一个中心存在较强电场，周围出现逐渐张开的旋臂的涡旋电场。这可能就是宇宙、自然界中的涡旋电场----涡旋星系、存在涡旋运动的地震、龙卷风、台风、海水旋涡等等产生的原因。 |
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