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知乎上的感应电场如何不超光速传播的问题,想了很久了

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我考虑的是一个简单的情形,就是管内的磁通一开始是0,然后在很短的过渡时间内变成匀速增大;那么根据这个系统在磁通量均匀增大时时外部E∝1/r,B=0,直觉上场应该有一个向外以c传播的厚度d正比于过渡时间的圆柱面形状边界壳,这个边界壳扫过前E=B=0,扫过之后E∝1/r,B=0。
边界之外的圆有E=0,根据法拉第定律,这个圆内部总的磁通变化率肯定是0,又因为边界内B=0,所以边界要携带一个和圆柱反号的磁通量,并且其要均匀增大,用来抵消圆柱的磁通量变化率。因为边界的周长本身就在均匀增大,一定厚度边界占的面积正比于周长,所以边界的磁场大小其实是不变的。到这里好像没问题了,但是考虑到电场变化在边界带来的位移电流(选取θ为定值的一个截面)时,因为边界内外的磁场都是0,所以边界的总位移电流也要是0,所以边界又要有一个反向电场,并且它还要减速增大……当我想把边界的电场和磁场对上时发现怎么也对不上,构造特解的尝试完全失败了。
所以无限长圆柱内磁通量变化率从0快速稳定到一个常数时,外面的电磁场到底是怎么建立起来的?


IP属地:广东来自Android客户端1楼2025-12-10 00:18回复
    这里的磁场在边界突变导致散度无穷大,违反了散度为0的原则,真实世界不存在这种情况。真实的情况是磁场处处存在,从微分角度来看是某一个区域的磁场改变以有限速度向外传播,传播到边界时边界电场产生旋度,从积分角度看是虽然这一个区域的磁通量改变了,但周围感应磁场的磁通量反向叠加平衡了这种改变,在电磁波传递到边界前磁通量恒定。


    IP属地:湖北来自Android客户端2楼2025-12-10 07:25
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      2026-02-08 05:12:22
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      因为不可能控制相距无限远的两处磁通量一致同步的变化。如果说是提前设置好,那么这实际上就没有超光速。


      IP属地:江苏来自Android客户端3楼2025-12-10 10:09
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        解麦克斯韦方程组出来就是推迟解,大致可以理解成磁生电生磁会有一个反向的阻碍效应


        IP属地:四川来自iPhone客户端4楼2025-12-10 10:47
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          你都无限长了我还说啥呢,发散送你了呗


          IP属地:重庆来自Android客户端5楼2025-12-10 11:03
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            延迟势
            推一个竿,对面一端不是同时移动


            IP属地:重庆来自Android客户端6楼2025-12-10 11:25
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              因为你电场环路积分中考虑的磁通量变化没有考虑电生磁,对于这种非准静态的问题,二级电磁响应是不能忽略的,你应该将麦克斯韦方程组联立解出,而不能只考虑一阶响应,也就是只考虑磁生电。前面有人说过了,使用洛伦兹规范下求解达朗贝尔方程,使用推迟势可以有效解决这个问题。


              IP属地:河南来自Android客户端7楼2025-12-10 13:04
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                好了,拿达朗贝尔方程和自己编的一个边界条件,让DEEPSEEK跑了一段matlab数值计算的代码,结果确实符合电场从0趋向于距离反比,磁场从0回落到0,并且尖峰的移动速度确实约等于光速(代码里设置成1)。不过远处的电磁场得要先变化,估计是表示了从远处过来推动磁通量变化的场。这样我就没问题了(图中t和ρ确实是时间和径向距离,不过为了数值计算方便让ai把t当空间,ρ当时间了)


                IP属地:广东8楼2025-12-10 15:09
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                  2026-02-08 05:06:22
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                  IP属地:广东9楼2025-12-10 15:57
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                    我看不懂😮


                    IP属地:江苏来自Android客户端11楼2026-01-07 01:01
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                      想起来几年前我曾经依着这个想法出了一道吧赛题,还差点出错了


                      IP属地:江苏来自Android客户端12楼2026-01-08 13:53
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