如何証明安培右手定則？

安培定律的提出

一開始是發現現象並歸納實驗結果得到的沒錯

直到馬克斯威爾把前人的發現重新整理

並推導出電磁波動方程式，算出光速

之後經過多次實驗證明馬克斯威爾方程式的正確性

古典電磁學才完備



物理學上常常都是

發現現象-->提出假說-->許多許多實驗證實-->形成學說

所以是推導不出來的

當然學說也可能因為某些實驗發現不符合於是被推翻或修改

像牛頓定律就是因為在20世紀的很多實驗發現不符合的地方

才有相對論和量子理論的出現



只能說物理學中很多現象都滿足右手定則

所以我們說它"非常可能"是對的

2013-05-16 11:47:05 補充：
沒錯~我之前的回答不夠嚴謹~

首先說明為什麼有右手定則
學過轉動和力矩就知道
對一根長棍子施順時針或逆時針力會造成轉動(其實不用學過也知道~)
直覺中我們知道力的方向
但轉動的方向怎麼定義呢?
科學家定義逆時針轉動時向上為正
右手定則、外積的概念於是產生
也就是說
究竟是右手定則還是左手定則
是人為定義的
電流方向也是人為定義的(照物理上沒有電流，只有電子流，應該要反方向才對)
於是 "剛好" 最後得到電磁學是滿足右手定則而不是左手定則

2013-05-16 11:52:59 補充：
接著請仔細想想，為什麼會有磁力?

物理學提供了個原因
1. 電流或移動的電荷，會產生磁場
2. 粒子自旋

另外我們知道
F(粒子受力) = q(電荷) * v(粒子速度) * B(磁場)
是經過實驗證實，而且很直觀不太可能錯誤的現象

也就是說，磁場在物理意義上本來就是依賴電場的
可以說宇宙一開始定義好 "電" 的性質中 "磁" 也包含在其中
電跟磁本來就分不開，是人類一開始沒發現，把他們當成不同東西
電跟磁有這種外積關係是宇宙創始就存在的性質
我們沒辦法說為什麼 (當然宇宙基本意義這種學問還是有科學家在研究~)

2013-05-16 12:19:02 補充：
當然馬克斯威爾在推導方程式時也用到嚴謹的數學
也需要一些物理直覺

這裡有馬克斯威爾方程式比較完整的推導，但有點複雜
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%AB%96%E7%89%A9%E7%90%86%E5%8A%9B%E7%B7%9A
總之是用磁力線概念，再用流體力學模型類比電磁學推導出來

在馬克斯威爾之前
"安培定律"、"必歐-沙伐定律"、"法拉第定律"就已經被提出
但都只是對部分現象做解釋
但經過馬克斯威爾統整推導成完美的數學模型後
電磁學形成一套理論
每個現象、公式可以互相堆導證明出來
電磁學也被用來推導出狹義相對論

2013-05-16 12:24:10 補充：
總之電磁理論發展到現在已經無懈可擊
可以對所有觀察到的電磁現象做解釋
波動方程式完美描述了光的波動性質
甚至推廣到近代物理也可以找到對應關係
(就連牛頓力學這樣偉大的理論也在近代物理被修正)
所以幾乎不可能被推翻~

2013-05-20 20:38:13 補充：
大大說的沒錯~~

沒有電流的講法有誤

但方向是人為定義出來的沒錯

不過所知有限 尚在學習

大大可以再查閱相關書籍喔

找到更滿意答案喔!

你實在太厲害了，全台應沒幾個


就如同歐姆定律也沒人會解說清楚


同樣的會認真玩實驗的，全台也不出數百個


但台灣只靠這兩種人是沒前途的，真憂心


所以我只有自力推廣科普電學實驗


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正確的展示影片在全民生活電學DIY科教館www.diydiy.com.tw 一、 4項 課程大綱：課程名稱學習目標DIY學習內容時程備註1法拉第、安培也驚嘆的5種簡易馬達務實玩法1.簡易馬達必須限流才是正確的教法2.一條龍掛前掛後轉速不同無人知曉3.從未有人玩旋轉鎢絲燈4.藝高膽大玩旋轉LED燈5.唯我獨尊的藝術造型★ 簡易馬達未限流的不當實驗，形同短路！★ 以實驗法探討動轉電流值與限流電阻值★ 一條龍旋轉線水平線段的吸、斥，無人探討！★ 旋轉原理與方向的探討 ★ DIY實用的旋轉燈鎢絲燈製作★ 飛碟旋轉燈掛前、掛後何以不影響轉速？★ 旋轉LED如何限流(紅光)與增流(白光)★ 探討多大的太陽能電池也可做簡易旋轉馬達★ AA電池可否旋轉數天之久∮ 創意造型旋轉線的製作法∮ 1.5V小鎢絲燈測試∮ 超強磁鐵吸重的測試 ∮ 永久磁鐵的極性判斷∮ 紅光、白光LED的規格與測試∮ 串聯電阻器的測量與色碼電阻∮ 焊錫的要領與技巧及練習3小時學員自付材料費：65元含釹鐵硼磁鐵1個，鎢絲燈2個，紅光LED2個，電阻器2個，裸銅線若干、吸管、講義 自備磁鐵(45元/個) 現場備有工具鉗子、電鉻鐵、銲錫、電表(美工刀請自備)請自備AA電池(新的鹼性電池1個) 2-1DIY簡易搖晃手電筒與敲鑼打鼓賀新年1.探討電能的產生，並實際應用在緊急照明2.瞭解科普實驗最常用的LED與強磁鐵及漆包線★ 搖晃手電筒2個LED反向並聯的探討★ 搖晃手電筒匝數與線徑的探討★ 如何引出測試線與焊錫要領★ 搖晃手電筒最高電壓與蓄電力探討★ 搖晃發電可簡易的改成敲鑼打鼓示範∮ 焊錫的要領與技巧及練習∮ 由線圈內阻與每米多少Ω來判斷線徑與匝數∮ 超強磁鐵吸重的測試 ∮ 永久磁鐵的極性判斷∮ 白光、紅光、七彩LED的規格與測試2小時學員自付材料費：80元含白光、紅光、七彩、電阻器、1000匝線圈各1個，釹鐵硼磁鐵1個、漆包線若干、講義※已有磁鐵者只需40元現場備有工具電表與手機5V電源

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我覺得，你把時間拿去圖書館找本電磁學的書來看
得到答案的速度會比在知識+上問快許多...

閃爍 你好！
物理界有句名言﹔事出必有因，長直導線有電流流通則產生的磁場或磁力線是環狀的，此乃
實驗証實的，但為何會如此？事出必有因，難道我們就不能以電磁理論來說明嗎？

如果不能說明，則唯一的解釋就是現有的電磁理論是錯的，才無法（無能力）去証

明或說明為何會如此！？以上是我的觀點，你認為呢？

2013-05-15 08:11:04 補充：
修正如下﹔

則唯一的解釋就是現有的電磁理論是錯的，修正為＝＞則唯一的解釋就是現有的

電磁理論發生了一些問題，才無法（無能力）去証明或說明為何會如此！

就你所提出的題目分析：
單一導線：
如果是單一的導線，安培右手定則，導線通電後，右手姆指指電流方向，彎曲的四指是磁場的方向。
你可以利用指北針，平放在桌面，通電後的導線產生磁場，放在指北針的上方，導線與指北針的方向重疊，首先放在上方，如果指北針偏向東方，再把導線放在指北針的下方，則指北針會偏向西方，因為導線所產生的磁場為環狀磁場，所以上下方的磁場方向不同。

線圈：
右手四指彎曲指電流方向（線圈電流），則姆指指磁場方向
將導線繞成線圈，再將指北針放在線圈中，指針的方向要與線圈的方向相同，通電後，通電後產生磁場，如果指北針會轉東方，再將電池反相（正負級相反）電流方向不同，則磁場的方向不同，則指北針會轉向西方。電流的方向不同，所產生的磁場方向不同。

當你用一個長直流導線 穿過一平面 並在平面周圍放置已穿出導線的點
為同心圓的數個磁針
通由下往上的電流就會發現 大拇指代表電流(向上 , 四指表磁場
會與旁邊放置於平面的磁針旋轉方向相同

妳要證明的話

就做實驗阿

妳會發現結果和安培說的一樣

可且 功事也可以用