كيف يتم تطبيق المجال المغناطيسي مجرد مجال كهربائي مع النسبية؟
العلاقات المتبادلة بين المجالات الكهربائية و المجالات المغناطيسية هي واحدة من الأفكار الأساسية في الفيزياء ، وهذا المفهوم يرتبط ارتباطا وثيقا بنظرية النسبية. في هذه المقالة ، سأشرح كيف يمكن اعتبار المجال المغناطيسي مجالا كهربائيا تنطبق عليه النسبية.
المجالات الكهربائية والمجالات المغناطيسية
تأتي المجالات الكهربائية من الشحنات الكهربائية ، كما أنها تمارس قوى على شحنات كهربائية أخرى بينما تنبعث المجالات المغناطيسية من الشحنات الكهربائية المتحركة وتعمل هذه المجالات على شحنات متحركة أخرى أيضا.
نظرية النسبية الخاصة
تحتوي نظرية النسبية الخاصة على فرضيتين: أن قوانين الفيزياء ثابتة في ظل تحولات لورنتز بين الأطر المرجعية بالقصور الذاتي (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 حول النسبية ، نجد أن هذه العملية توضح جانبين منفصلين يعرفان باسم المجالات الكهرومغناطيسية - وهما المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي. قد يظهر المجال المغناطيسي كمجال كهربائي في إطار آخر اعتمادا على ما إذا كان المراقب أو المصدر يتحركان نسبيا مع بعضهما البعض.
المجال المغناطيسي كمجال كهربائي نسبي
دعونا نعتبر جسيما موجبة الشحنة يتحرك داخل سلك. في الإطار المرجعي لمثل هذا السلك يوجد مجال كهربائي حول هذا الجسيم. ومع ذلك ، إذا تغيرنا إلى وجهة نظر قادمة من كائن قيد التشغيل ، فإن الذرات المحايدة داخل السلك تبدأ في التحرك بينما تبدو الجسيمات سالبة الشحنة أكثر كثافة بسبب تقلص الطول (نتيجة ناتجة عن النسبية الخاصة). وبالتالي ، يوجد مجال كهربائي عند النظر إليه مقابل إطاره الثابت ولكنه يظهر على شكل مغناطيسية بداخله.
استنتاج
في الختام ، يمكن فهم المجال المغناطيسي من خلال الوسائل النسبية كقوة كهربائية. هذا الرابط الذي يربط الكهرباء بالمغناطيسية من خلال نظرية النسبية لا يقطع شوطا طويلا في مساعدتنا على فهم المزيد عن الكهرومغناطيسية فحسب ، بل يكشف أيضا عن الطبيعة العميقة لنظرية النسبية لأينشتاين في تصورنا للواقع المادي.
