Hvordan er et magnetfelt bare et elektrisk felt med relativitetsteori anvendt?
De indbyrdes relationer mellem elektriske felter og Magnetfelter er en af de grundlæggende ideer i fysikken, og dette begreb er tæt forbundet med relativitetsteorien. I denne artikel vil jeg forklare, hvordan det kan være muligt, at magnetfelt kan betragtes som et elektrisk felt, som relativitetsteorien gælder for.
Elektriske felter og magnetfelter
Elektriske felter kommer fra elektriske ladninger, de udøver også kræfter på andre elektriske ladninger, mens magnetfelter udsendes fra bevægelige elektriske ladninger, og disse virker også på andre bevægelige ladninger.
Speciel relativitetsteori
Den specielle relativitetsteori har to postulater: at fysikkens love er invariante under Lorentz-transformationer mellem inertireferencerammer (dvs. de er kovariante), og at lysets hastighed i vakuum er konstant uanset bevægelse eller lyskilde.
Relativitetsteori og elektromagnetisme
Men når vi betragter elektromagnetisme med hensyn til disse principper som anvendt af Einsteins relativitetsteorier, finder vi ud af, at denne proces demonstrerer to separate aspekter kendt som elektromagnetiske felter – nemlig elektrisk felt og magnetfelt. Et magnetfelt kan fremstå som et elektrisk felt i en anden ramme afhængigt af, om observatøren eller kilden er i bevægelse i forhold til hinanden.
Magnetfelt som et relativistisk elektrisk felt
Lad os betragte en positivt ladet partikel, der bevæger sig inde i en ledning; I referencerammen for en sådan ledning eksisterer der et elektrisk felt omkring en sådan partikel. Men hvis vi skifter til et synspunkt, der kommer fra et løbende objekt, begynder neutrale atomer i tråden at bevæge sig, mens negativt ladede partikler virker tættere pakket på grund af længdesammentrækning (en konsekvens forårsaget af speciel relativitetsteori). Derfor eksisterer der et elektrisk felt, når det ses mod dets stationære ramme, men fremstår som magnetisme i det.
Konklusion
Afslutningsvis kan et magnetfelt forstås ved hjælp af relativistiske midler som en elektrisk kraft. Denne forbindelse, der forbinder elektricitet med magnetisme gennem relativitetsteorien, hjælper os ikke kun med at forstå mere om elektromagnetisme, men afslører også Einsteins relativitetsteoris dybe natur i vores opfattelse af den fysiske virkelighed.
