摘 要：电磁场中，电场与磁场实际上是同种物质不同表现形式，在一定条件下，能够相互转化。基于相对论理论，利用洛伦兹变换，实现了电场和磁场的相互转化。
关键词：电磁场 电场 磁场 洛伦兹公式 相对统一
基于电场与磁场的内在联系，根据麦克斯韦方程组实现了电磁场的统一。电场和磁场基于麦克斯韦方程组而统一为电磁场，也就是说，电场和磁场不是独立存在的，电磁场中，电场与磁场的关系非常的紧密，当在特定的条件下，电场和磁场能够实现转化。然而，电磁场内电场与磁场的统一也是相对的，实际上两者的关系是对立统一，基于相对论理论，分析电场中点电荷，从而对电磁场内电场和磁场的对立与统一进行探讨。
一、问题的提出——点电荷场
在空间内，假设存在一个点电荷，其带电量是，在惯性系内，点电荷处于静止状态。基于电磁场理论，在惯性系内存在着静电场，该静电场的场强是：
同时，选择另外的惯性系，和惯性系相比，惯性系是运动的，其速度是，此时，当在惯性系内对惯性系中的点电荷的场进行观察时，此时电场和磁场是同时存在的。
二、电场与磁场的关系分析
上述分析中，如果仅仅在惯性系中，那么发现仅存在静电场，但是如果在惯性系中观察，那么就会发现既存在电场也同时存在磁场。其原因在于惯性系的选取不同，从而使得电场与磁场进行了转化。
基于爱因斯坦的相对论：在相对做匀速直线运动状态下的所有的惯性系中，包括力学与电磁学的所有的物理全部成立，换句话说，在洛伦兹变换中，包括力学，电磁学等在内的全部的物理定律方程式形式均保不会改变。因此，在洛伦兹变换下，洛伦兹公式与麦克斯韦方程组的形式也不改变。为了计算的方便，进行简化，相对于惯性系，惯性系沿着X轴的正方向以大小为的速度运动，很容易证明，在惯性系转化中，电场与磁场存在着如下的变换关系：
正变换： 逆变换：
其中，惯性系，中场强的分量分别用，，，，，；是惯性系 相对于的速度；为光速。当相对速度远远小于光速时，变换式除了下列各式，其他都相等。
及
在惯性系中，点电荷q在坐标原点处于静止状态，则场强的三个坐标分量为
磁场，在惯性系中同时存在磁场与电磁，为了计算的简化，时，惯性系和惯性系重合，可以得到
惯性系与惯性系示意图
按照电磁场变换关系得到：
由于相对速度远远小于光速，所以，近似等于1，，得到下列各式：，，，，，
三、结束语
根据上文分析结果，电场中电场强度反映了电场大小和性质，磁感应强度反映了磁场的大小和性质，在惯性系变换时，两者都发生了变化。也就是说，电场与磁场并不能独立存在，是电磁场中不同的表现形式，由于空间变化，某一个场变性质表现强，另外一个场的性质相对变弱，因此，与之对应的量也在相对变化。基于此，事实上，电场与磁场是电磁场的不同表现形式，具有相对统一性。
参考文献：
[1] P劳兰，等著，陈成钧，译.电磁场与电磁波[M].人民教育出版社
[2] 李 椿，等.大学物理[M].高等教育出版社
[3] 王周恕.电磁场的相对性和统一性[J].中国民航学院学报.2010（8）：92-97