浅谈安培力的性质
通常认为安培力的性质和洛伦兹力一样，都是磁场力。

关于安培力与洛伦兹力的关系已经老生常谈，笔者在此拾人牙慧，也略有新悟。

按照力的性质来分类，要根据力的定义、产生力的原因机理来确定。

一、安培力与洛伦兹力
所谓安培力就是载流回路在外磁场受到的力。

由于电流是电荷定向移动形成的，因此我们通常认为，安培力实质上是磁场对形成电流的运动电荷的洛伦兹力的总和，即安培力是作用在自由电荷上洛伦兹力的宏观表现。

现行教材也据此由安培力公式导出洛伦兹力公式。

而洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力。

据此，从宏观、微观都应该认为安培力的性质是磁场力。

二、晶格碰撞与霍尔效应
许多物理学及电磁学书中，认为载流导线在磁场中受到安培力的原因是：由于形成电流的所有做定向漂移运动的自由电子，在磁场中都受洛伦兹力而产生侧向漂移。

这些电子做侧向漂移运动时，不断与晶格碰撞，将其动量传给晶格，因而导线便受到了安培力。

这种对安培力和洛伦兹力的解释似乎很有道理。

但仔细分析一下，便发现有不妥之处。

自由电子在磁场中受洛伦兹力的作用，要做侧向漂移与晶格碰撞形成安培力。

但自由电子这种侧向漂移很快就不存在了。

因为这种侧向漂移将使电子在一侧积累而形成负电荷层；同时在另一侧由于电子减少而形成正电荷层；如图1所示。

这实际上就是霍尔效应。

这样就构成了阻止自由电子做侧向漂移运动的电场，直到该电场对这些自由电子所施加的电场力与其所受的洛伦兹力平衡为止。

这样，自由电子的侧向漂移运动就终止了，也就谈不上由于自由电子的侧向漂移运动而发生的与晶格碰撞的动量传递，也就是没有安培力了。

针对这种有明显矛盾的解释，我们不妨再以形成霍尔效应的电荷为研究对象继续分析下去。

在磁场中的载流导线由于霍尔效应，在导线内部产生霍尔电场，该电场对做定向漂移运动的自由电子所施加的电场力很快与其所受的洛伦兹力平衡。

既然自由电子受到霍尔电场的作用力，那么形成霍尔电场的电荷必定受到自由电子的反作用力，如图2所示。

该力作用在产生霍尔电场的电荷上。

而这些电荷也没有因此而越出导线，就该考虑它们与晶格的作用了。

晶格对形成霍尔电场的电荷有力的作用，这些力的反作用力作用在晶格上，最终在宏观上就形成了磁场对载流导体所施加的安培力。

这种霍尔电场说解决了晶格碰撞说的安培力只能瞬间存在的矛盾，但是忽略了一个环节，就是自由电子受到霍尔电场对它所施加的电场力与它所受的洛伦兹力达到平衡之前这个瞬间过程。

这个时候自由电子所受洛伦兹力小于霍尔电场力，肯定会做侧向漂移运动，与晶格碰撞，否则将越出导线。

所以这些自由电子
即受到霍尔电场力，也直接与晶格碰撞受力，如图3所示。

导线晶格既受到霍尔电场电荷的反作用，也受到自由电荷的碰撞作用，这两个力共同作用在宏观上就形成了安培力。

用这种晶格碰撞与霍尔电场相结合的论述，也可以解释载流导线在磁场中运动的情况。

如果导线以速度u运动，则洛伦兹力为：
安培力方向仍垂直于导线。

其中fl1方向，自由电子与产生霍尔电场的电荷作用形成安培力；fl2方向，自由电子与晶格碰撞的弹力，还受电场力的作用（载流导线两端的电势差形成的电场）形成宏观上的安培力。

三、磁场力与弹力
结合上面两种对安培力形成原因解释的说法，本人归纳为两种情况。

第一种情况：自由电子受到霍尔电场对它的电场力和外磁场对它的洛伦兹力没有平衡时，自由电子做侧向漂移。

这种情况导线晶格共受到两个作用力，形成霍尔电场的电荷对晶格的作用力和做侧向漂移的自由电子的碰撞，这两个弹力的合力宏观表现为载流导线受到的安培力。

第二种情况：自由电子受到霍尔电场对它的电场力和外磁场对它的洛伦兹力达到平衡，这时候安培力的实质是形成霍尔电场的电荷对晶格的反作用力，即形成霍尔电场的电荷与晶格间的相互挤压，也是弹力。

综上所述，安培力是由磁场对运动电荷的作用即洛伦兹力引起，使自由电子发生偏转，形成霍尔效应，最终由形成霍尔电场的电荷与晶格挤压，或者同时运动电荷也对导线晶格碰撞，晶格所受的合力宏观表现为载流导线在磁场中受到的安培力。

根据安培力产生的根源本质来判断，安培力的性质当是弹力。

从自然界的四种基本相互作用来分类的话，弹力属于电磁相互作用。

弹力的实质是因为物体受到挤压从而把物体内原子间的排列顺序打乱，造成原子间的距离发生了变化，从而导致原子间力的变化（即电磁力），在外观上表现为弹力。

金属的弹力就是微观上的阳离子之间的库伦斥力，也就是四大基本作用中的电磁力。

电磁相互作用可以宏观表现为弹力，而弹力也同样可能宏观表现为磁场力。

正如奥斯特发现电流的磁效应，法拉第发现电磁感应，麦克斯韦坚信变化的电场和变化的磁场能相互转化而创立了电磁场理论一样，这个世界是和谐对称的。