麦克斯韦涡漩电场理论探讨

　　有关麦克斯韦涡漩电场理论的探讨表现在两个方面，一是涡漩电场假想逻辑推理，二是涡漩电场理论不能普遍应用——解释电磁感应现象。
　　
　　1．关于涡漩电场假想逻辑推理的探讨
　　
　　在电磁感应现象中，麦克斯韦假想了（预言）涡漩电场的存在。他认为，处在变化磁场中的静止导体内的自由电子发生定向移动而产生感应电动势或感应电流，唯一可能是因为自由电子受到了电场力作用的结果。他考虑，变化磁场中…定要有电场存在，才会有导体内自由电子受电场力的作用发生定向移动。这个电场从何而来呢？于是麦克斯韦断言，这个电场一定是由变化磁场激发出来的。这样，涡漩电场便应运而生。人们不禁要问，变化磁场中静止导体内自由电子发生定向移动的原因就一定是电场力的作用吗？导体内自由电子为什么不可以是受洛伦兹力的作用而发生定向移动呢？自由电子受洛伦兹力作用不也一样发生定向移动产生感应电动势或感应电流吗？如果变化磁场在变化过程中自身有着某种形式的运动（变化磁场确有物理运动、后文有论证），那么有着运动状态的变化磁场与处在这个变化磁场中的静止导体发生相对切割运动，导体内自由电子不就受到洛伦兹力作用发生定向移动而产生感应电动势或感应电流吗？当初，麦克斯韦只偏偏想到了电场力对自由电子有作用而全然不知洛伦兹力对自由电子一样有作用，就妄加断言说，变化磁场中一定有涡漩电场，太武断了。所以，麦克斯韦涡漩电场假想缺乏逻辑性、其“假想”是不严密的。
　　
　　2．涡漩电场理论不能普遍应用——解释电磁感应现象
　　
　　自从有了涡漩电场理论以后，电磁感应想象中，感应电动势或感应电流产生的本质原因就都归结为涡漩电场对自由电子作用的结果（除开导线切割磁场的情况）。如果涡漩电场理论真正是正确的、是普遍真理；那么应用这个理论应该能普遍地解释一切电磁感应现象。
　　
　　但人们发现，许多电磁感应现象却无法用涡漩电场理论去解释它。下面，我们看几个简单的例子。
　　
　　(1)涡漩电场理论不能解释两平行线导线的互感现象。
　　
　　如下图所示，通电导线A平行静止导线B。当导线A中电流增大时，其周围的磁场也随之增强（变化），这个变化的磁场又在其周围激励出涡漩电场。从图中可以看出，处在涡漩电场中的导线B便产生上正下负的感应电动势。假如我们把导线B恰好平移至虚线所示的位置，这里的电力线方向向下。这时，导线B中便有下正上负的感应电动势。两次解释截然相反，这就是应用错误的涡漩电场理论来解释两平行导线互感现象必然要出现的错误。
　　
　　实际上，在下图中，不管导线B处在导线A周围什么位置，只要A平行B，B上的感应电动势方向就都是一致的，下正上负。

　　
　　(2)涡漩电场理论不能解释两偏心线圈的互感现象。
　　
　　如下图所示，使圆形小线圈置于长直螺线管内中段（小线圈圆面垂直螺线管），并使它们互相偏心。给螺线管通以合适的交流电，小线圈内便有磁通量变化，产生一个感应电动势E．这就是两线圈的互感现象。
　　
　　现在，我们还是运用涡漩电场理论来解释这例互感现象。设交流电某半周时，螺线管中段的变化磁场的方向为小圆点所示，由这个变化磁场激发出来的涡漩电场，则为顺时针方向的圆形虚线，如图2。我们知道，通以交流电的长直螺线管中段的变化磁场是均匀磁场，其强弱处处相同，那么，由这个变化磁场激发出来的涡漩电场，其强弱也必定处处相同。无疑，小线圈左半部分和右半部分所在处，涡漩电场强弱都是一样的。这样，在涡漩电场作用F．小线圈左半部分将产生逆时针方向的感应电动势E1，右半部分将产生顺时针方向的感应电动势E2，由于小线圈左右两部分处的涡旋电场强弱相同，可知，E1=E2。但在小线圈回路中，E1和E2反方向，所以回路中感应电动势总代数和为0。非常清楚，这个解释结果与实际的互感现象小线圈回路中有感应电动势E这样的结果大相径庭。很显然，运用涡漩电场理论来解释这例互感现象完全与事实相违背，这进一步说明涡漩电场理论是值得探讨的。
　　
　　以上两例电磁感应现象都不能被涡漩电场理论所解释，说明涡漩电场理论与客观实际相违背，违背客观实际的所谓涡漩电场理论无疑是不严密的。

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