原文地址:【物理误区100问】之49:形成电流的所有电子都对安培力有贡献吗?作者:一元二态物理
安培力(Ampere's force)是通电导线在磁场中受到的作用力。由法国物理学家A·安培首先通过实验确定。可表述为:以电流强度为I 的长度为L的直导线,置于磁感应强度为B 的均匀外磁场中,则导线受到的安培力的大小为f=IBLsinα,式中α 为导线中的电流方向与B 方向之间的夹角。换言之,安培力与形成电流的所有电子都相关。对此系统相对论有不同观点。
以电流同向相吸为例,根据系统相对论电流模型,同向电流产生的磁场场线转动方向相同,在两导线之间电流磁场场线方向相反而相互耦合,耦合场线(场环)对两导线产生彼此牵引的耦合力F,物理学上称之为安培力。
由此可见,安培力与导线表面自由电子有关,而与导线内部的游离电子无关,因为后者不产生磁效应(只会导致发热)。电流与导线表面自由电子和导线内部的游离电子都有关,因此“形成电流的所有电子都对安培力有贡献”的观念是错误的。