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[计划]牛三定律关于牛顿第三定律的表述摘要在现行的普物力学教材中,有关于在某些情况下牛顿第三定律“失效”,“不成立”,“不能推广到相对论中”的论述,本文通过分析指出,只要坚持“只有一对接触力才是真正的作用和反作用力”的近距作用观点,那么所谓牛顿第三定律“失效”和“不能推广到相对论中”的问题是不存在的在较早的普物力学教材中,牛顿第三定律,采用如下表述“两物体间的相互作用总是等值反向且沿着同一直线”接着指出无论相互作用的两物体是静止的还是运动的,牛顿第三定律都成立或表述成“任何两物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,并且在一条直线上”在稍后出版的教材中,则在类似上面的表述后,加上一段说明,“如果把牛顿第三定律应用于电磁场将会遇到困难„„,分别作用于带电粒子的力,并不符合牛顿第三定律”一、不能把牛顿第三定律推广到相对论中二、不能把牛顿第三定律推广到运动带电粒子上三、电磁场是一个特别麻烦的系统,当这样的场出现时,就会引起佯谬„„牛顿第三定律明显失效„„,如果把场考虑进去,佯谬就可以在牛顿体系中得到解决,四、牛顿第三定律不是经常正确的,但它在接触相互作用、即在物体直接接触情况下,观察到的相互作用以及彼此间有一定距离的静止物体相互作用的情况下是完全严格成立的以上我们大致按教材出版的先后,列举了各个时期牛顿第三定律的论述,反映出人们对力的认识的深化、佯谬已被电磁理论破译,牛顿第三定律也应该采用更科学,更正确,更符合近距作用的观点来表述。在经典电磁理论中,粒子和场均有动量,带电质点间相互作用以电磁场为媒介。将动量守恒定律应用于含两带电质点和场组成的体系中,质点和场的动量均需计算在内。如果在某个过程中,该体系动量守恒,而场的动量发生了变化,两带电质点的动量和也将变化。于是两质点各自动量变化率将不再等值反向,牛顿第三定律将不再成立。然而两静止电荷间的相互作用力满足第三定律,这是因为电荷静止,静电场的动量未发生变化的缘故。事实上,“不符合牛顿第三定律”,“牛顿第三定律失效”,目前所发现的典型事例,就是两个运动带电粒子所受的力,所以,我们就以这一事例进行分析论证。为了简单起见,仅讨论两速率相同的匀速运动带电粒子,由电磁理论知道,一匀速运动带电粒子产生的电场和磁场如图一和图二所示。那么两个以相同速率v,分别沿x轴和y轴正方向运动的正电荷q,若某瞬时两粒子离坐标原点等距离,位置如图所示,则它们所受的电磁力f1,和f2亦如图所示如果把带电粒子1和2所受的力叫做一对作用力和反作用力的话,它们显然不符牛顿第三定律,或说牛顿第三定律在此失效。然而按近代物理的观点,两个不直接接触的物体,不可能超越其间的距离直接相互作用,而是通过场发生作用。上述带电粒子1在t时刻所受的力,是粒子2在t一r/c时刻激发的电磁场对1的作用粒子2在t时刻所受的力是粒子1在tr/c时刻激发的电磁场对2的作用在此,是粒子和电磁场的接触力构成一对作一用和反作用力而上面所谈到的两运动带电粒子所受的力,按近距作用的观点,它们不是一对作用和反作用,所以也谈不上违反牛顿第三定律电磁场理论指出,两运动带电粒子,不但有机械动量,它们激发的电磁场也有动量在计及场的动量以后,动量守恒定律成立,我们认为,动量守恒定律是建立在内力相消的基础上的,因为一个封闭的孤立系统如上述两带电粒子及其匀速运动电荷的磁场图1激发的电磁场,若内