M31
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磁单极子与电荷量子化
如果存在磁单极子Qm，它的磁场B是
μ* Qm/r^2
那么一个点电荷和一个磁单极子的电磁场角动量L＝全空间积分{εr×(E×B)}= μQe*Qm/(4Pi).
角动量L和点电荷与磁单极子的距离无关。
根据量子力学，角动量只能是n*hbar/2，n=1,2,...。所以，如果宇宙只要存在一个磁单极子，那么这就要求电荷是量子化的，这可以解释为什么电荷会量子化。
这个有趣的结论最早是Dirac于1931年提出。
BTW:我前不久发的关于磁场力和电场力的比较的帖子呢？
》》》http://m31.go3.icpcn.com/
| 发表时间：2006-06-09, 23:33:59 |
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卢昌海
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Re: 磁单极子与电荷量子化
不好意思，那个贴子因普通教材中有叙述，又若干天没有新的回复，且最后一个回复是民科式的，我在清理贴子时删了。M31兄如果想保留的话我可以把贴子email给你。
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| 发表时间：2006-06-10, 07:31:00 |
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M31
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Re: 磁单极子与电荷量子化
真没想到会有民科式的回复。我很支持站长的做法。质量最为重要。
昌海兄讲得没错，那个帖子是Griffiths的一本书的习题，有意思的是，类似的提到比较两个
力的大小的题目出现了三次（事实上，那书的题目都很不错，上面的贴也出自那本书）。
这个问题的确很简单，我发这贴的理由是：
Maxwell在推出波动方程后从方程预言光是电磁波，因此我以前一直认为是那时候开始把
电磁现象和光联系在一起。但若从两个力的比较，会出现有意义的C值，而且，那两个力
的公式是很早的两个实验公式，在还没有Maxwell的位移电流假说时已经存在很长时间，
那时候，从两个纯粹的电磁公式（那时后电磁现象和光并没有任何联系！）会得到有意义的C值，那么，那时后有没有人想到光和电磁场有关呢？
我对这个“偶然”很有兴趣，我也想知道一下更深入的理论如何看这个问题。如果只是考虑狭义相对论效应，就没有什么好回答的了。
我有时认为，认真思考实验定律会有一定的启发。
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| 发表时间：2006-06-13, 04:45:17 |
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卢昌海
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Re: 磁单极子与电荷量子化
我手头没有电磁学发展史方面的书，有些记忆如果不正确，欢迎核实纠正。
这里的关键在于我们都是事后诸葛，因为在我们的电磁场方程中光速c已经出现了。早年的Maxwell方程组中只有ε和μ之类的常数，如果有人得到诸如v^2εμ之类的比值（可能还外带一些4pi之类的常数），不是那么容易将之理解为v^2/c^2的，只有当1/εμ之类的组合直接出现在波速平方中，才容易将其数值与光速进行比较。
另外，不能说在Maxwell提出位移电流之前没有人想到光和电磁场有关，事实上Farady发现的Farady旋转（光的偏振面在磁场中旋转）就是光与电磁场之间的一种关联。
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| 发表时间：2006-06-13, 07:15:44 |
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Re: 磁单极子与电荷量子化
Farady的光偏振方向旋转现象并不能说明光与电磁场直接相关，因为它是磁场对物质作用
后使在里面传输的光偏振方向改变的。改变的基础是物质对光的作用。类似的，应力对玻璃
等各向同性介质作用会有双折射，这不能说光与应力直接有关。
的确，这有事后诸葛的味道。这里特殊的是，这个比值是有物理意义的。而且，对两个力作
比较在那时候应该是很有意思的。我想，如果那时候没有人注意到这点，会不会是因为那时
对这些常数的测量精确度很不够呢？
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| 发表时间：2006-06-15, 06:45:47 |
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卢昌海
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Re: 磁单极子与电荷量子化
:: Farady的光偏振方向旋转现象并不能说明光与电磁场直接相关
我指的是有可能使人联想到光和电磁场有关的东西，不是决定性的证据。B^2/E^2也不是决定性的，即便有人从B^2/E^2中发现v^2/c^2，也不能说明光与电磁场直接相关，因为 c 的出现可以归因于光和电磁现象共同依赖的某种媒质（以太）的性质。
:: 会不会是因为那时对这些常数的测量精确度很不够呢？
我记得当时对常数的测量精度已经好于10%.
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去留无意，望天空云卷云舒
| 发表时间：2006-06-15, 10:05:34 |
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Re: 磁单极子与电荷量子化
:: 我记得当时对常数的测量精度已经好于10%.
看来当时精度还是不够。
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| 发表时间：2006-06-18, 09:15:42 |
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