题目

如何解释安培定则,左右手定则?
左右手螺旋定则是广为人知的电磁定则.
右手定则即通电直导线周围的磁感线方向是符合右手定则的,而且在分子电流理论中也应用到了它,但为什么磁感线的方向是这样的呢?用什么来解释它呢?又怎么解释左手定则呢?
我不是在问它们是什么（它们是什么谁都知道）,我在问如何解释它们,即为什么会出现这种现象?

提问时间：2020-12-04

答案

根据麦克斯韦的电磁理论：变化的电场会产生变化的磁场,变化的磁场又反过来产生变化的电场,它们以电磁波的形式传播出去.这不依赖于电场是否闭合,只要空间中有变化的电场或磁场,就有电磁波传播.在电场与磁场的相互转化过程中,它们总是垂直的.这是为什么呢?要解释它们为什么是垂直的以及为什么磁感线的方向为什么是这样的,应该从点电荷间的相互作用说起.对于两个点电荷,它们有下列三种情况：
一：相对于参考系都静止.这时候,在该参考系中,两个点电荷间只有电场力在作用.
二：其中一个相对于参考系静止,另一个则运动.这时候,在该参考系中,两个点电荷间也只有电场力在作用.
三：相对于参考系都运动.这时候,问题要复杂一些,因为这个时候库仑定理是否成立已经是个问号（库仑定理是以静止的点电荷做研究的）,故不应该也不能用它来研究这种情况下点电荷的作用.不过高斯定理是乎更好些,因为它不涉及是否运动,所幸的是研究结果与实验相符.在研究过程中既然牵涉运动,当然要用到爱因斯坦的相对论原理.自然的,结果肯定不与静止时相同.为了简化结果发现,可以将相互运动的点电荷间的相互作用分解成为相互垂直的两种作用：1.电场,大小方向与静止时一样；2.磁场（定义为磁场）,方向与电场垂直,大小是根据相对论及高斯定理计算的结果.
所以,综合以上可以看出,磁场实际上也是为了简化研究而人为规定的,它实际上是电荷作用的一个分作用.也就不奇怪为什么磁感线的方向会如此规定了.