Πώς ένα μαγνητικό πεδίο είναι απλά ένα ηλεκτρικό πεδίο με τη σχετικότητα που εφαρμόζεται;

Οι αλληλεπιδράσεις των ηλεκτρικών πεδίων και Μαγνητικά πεδία είναι μία από τις βασικές ιδέες στη φυσική, και αυτή η έννοια είναι στενά συνδεδεμένη με τη θεωρία της σχετικότητας. Σε αυτό το άρθρο θα εξηγήσω πώς είναι δυνατόν το μαγνητικό πεδίο να θεωρείται ως ηλεκτρικό πεδίο στο οποίο εφαρμόζεται η σχετικότητα.

Ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία

Τα ηλεκτρικά πεδία προέρχονται από ηλεκτρικά φορτία, ασκούν επίσης δυνάμεις σε άλλα ηλεκτρικά φορτία ενώ τα μαγνητικά πεδία εκπέμπουν από κινούμενα ηλεκτρικά φορτία και αυτά ενεργούν και σε άλλα κινούμενα φορτία.

Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Η ειδική θεωρία της σχετικότητας έχει δύο αξιώσεις: ότι οι νόμοι της φυσικής είναι αμετάβλητοι υπό μετασχηματισμούς του Λορέντζ μεταξύ αδρανών πλαισίων αναφοράς (δηλαδή είναι συνδιαλλακτικοί) και ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή ανεξ

Σχετικότητα και Ηλεκτρομαγνητισμός

Ωστόσο, όταν εξετάζουμε τον ηλεκτρομαγνητισμό σε σχέση με αυτές τις αρχές όπως εφαρμόζονται από τις θεωρίες της σχετικότητας του Αϊνστάιν, διαπιστώνουμε ότι αυτή η διαδικασία δείχνει δύο ξεχωριστές πτυχές γνωστές ως ηλεκτρομαγνητικά πεδία, δηλαδή ηλεκτρικό πεδίο και μαγ Ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να εμφανιστεί σαν ηλεκτρικό πεδίο σε ένα άλλο πλαίσιο ανάλογα με το αν ο παρατηρητής ή η πηγή είναι σε κίνηση σε σχέση ο ένας με τον άλλο.

Μαγνητικό πεδίο ως σχετικιστικό ηλεκτρικό πεδίο

Ας εξετάσουμε ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο που κινείται μέσα σε ένα σύρμα· στο πλαίσιο αναφοράς για ένα τέτοιο σύρμα υπάρχει ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω από ένα τέτοιο σωματίδιο. Ωστόσο, αν αλλάξουμε το σημείο θέασης που προέρχεται από ένα τρέχον αντικείμενο, τότε τα ουδέτερα άτομα μέσα στο σύρμα αρχίζουν να κινούνται, ενώ τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια φαίνονται πιο πυκνά πακεταρισμένα λόγω της συστολής μήκους (μια συνέπεια που Κατά συνέπεια, υπάρχει ένα ηλεκτρικό πεδίο όταν το βλέπουμε ενάντια στο σταθερό πλαίσιο του, αλλά εμφανίζεται ως μαγνητισμός μέσα του.

Συμπέρασμα

Για να καταλήξουμε, ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να κατανοηθεί με σχετικιστικά μέσα ως ηλεκτρική δύναμη. Αυτός ο σύνδεσμος που συνδέει τον ηλεκτρισμό με τον μαγνητισμό μέσω της θεωρίας της σχετικότητας όχι μόνο μας βοηθά να κατανοήσουμε περισσότερο τον ηλεκτρομαγνητισμό αλλά αποκαλύπτει επίσης τη βαθιά φύση της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν στην αντίληψή μας για τη φυσ