كيف يكون الحقل المغناطيسي مجرد حقل كهربائي مع تطبيق النسبية؟
العلاقات المتبادلة بين المجالات الكهربائية و حقول مغناطيسية هي واحدة من الأفكار الأساسية في الفيزياء، وهذا المفهوم مرتبط ارتباطًا وثيقًا بنظرية النسبية. في هذه المقالة سأشرح كيف يمكن أن يكون من الممكن اعتبار المجال المغناطيسي كمجال كهربائي تنطبق عليه النسبية.
الحقول الكهربائية والحقول المغناطيسية
الميادين الكهربائية تأتي من الشحنات الكهربائية، وهي أيضا تمارس قوى على الشحنات الكهربائية الأخرى بينما تنتج الميادين المغناطيسية من الشحنات الكهربائية المتحركة وهذه تعمل على الشحنات المتحركة الأخرى أيضا.
نظرية النسبية الخاصة
نظرية النسبية الخاصة لديها فرضيتين: أن قوانين الفيزياء لا تتغير تحت تحويلات لورنتز بين إطارات المرجعية الثابتة (أي أنها متغيرة) ، وأن سرعة الضوء في الفراغ ثابتة بغض النظر عن أي حركة أو مصدر للضوء.
النسبية والكهرومغناطيسية
ومع ذلك، عند النظر في الكهرومغناطيسية فيما يتعلق بهذه المبادئ كما تطبقها نظريات أينشتاين النسبية، نجد أن هذه العملية تظهر جوانب منفصلة معروفة باسم الحقول الكهرومغناطيسية، وهي الحقل الكهربائي والحقل المغناط قد يظهر المجال المغناطيسي مثل المجال الكهربائي في إطار آخر اعتمادا على ما إذا كان المراقب أو المصدر في حركة نسبيا لبعضها البعض.
المجال المغناطيسي كحقل كهربائي نسبي
دعونا نعتبر جسيم مشحون إيجابيا يتحرك داخل سلك؛ في إطار مرجعية لهذا السلك هناك مجال كهربائي حول هذه الجسيم. ومع ذلك، إذا تغيرنا إلى وجهة النظر القادمة من جسم يعمل، فإن الذرات المحايدة داخل الأسلاك تبدأ في التحرك بينما تبدو الجسيمات المشحونة سلباً أكثر كثافة بسبب تقلص الطول (نتيجة تسببها النسبية الخاصة). وبالتالي، هناك مجال كهربائي عندما ينظر إليه ضد إطار ثابت له ولكن يبدو كغناطيسية بداخله.
خاتمة
للاختتام، يمكن فهم المجال المغناطيسي من خلال وسائل النسبية كقوة كهربائية. هذا الرابط الذي يربط الكهرباء بالمغناطيسية من خلال نظرية النسبية لا يساعدنا فقط على فهم المزيد عن الكهرومغناطيسية بل يكشف أيضا عن الطبيعة العميقة لنظرية النسبية لأينشتاين في تصورنا للواقع المادي.
