Hogyan lehet a mágneses mező csak egy elektromos mező relativitáselmélettel?
Az elektromos terek és a mágneses mezők a fizika egyik alapötlete, és ez a koncepció szorosan kapcsolódik a relativitáselmélethez. Ebben a cikkben elmagyarázom, hogyan lehetséges, hogy a mágneses mező olyan elektromos mezőnek tekinthető, amelyre a relativitáselmélet vonatkozik.
Elektromos mezők és mágneses mezők
Az elektromos mezők elektromos töltésekből származnak, más elektromos töltésekre is erőket fejtenek ki, míg a mágneses mezők mozgó elektromos töltésekből bocsátanak ki, és ezek más mozgó töltésekre is hatnak.
Speciális relativitáselmélet
A speciális relativitáselméletnek két posztulátuma van: hogy a fizika törvényei invariánsak az inerciális vonatkoztatási keretek közötti Lorentz-transzformációkban (azaz kovariánsok), és hogy a fény sebessége vákuumban állandó, függetlenül bármilyen mozgástól vagy fényforrástól.
Relativitáselmélet és elektromágnesesség
Ha azonban az elektromágnesességet Einstein relativitáselmélete által alkalmazott elvek alapján vizsgáljuk, rájövünk, hogy ez a folyamat két különálló aspektust mutat be, amelyeket elektromágneses mezőknek neveznek - nevezetesen az elektromos mezőt és a mágneses mezőt. A mágneses mező elektromos mezőként jelenhet meg egy másik keretben, attól függően, hogy a megfigyelő vagy a forrás egymáshoz képest mozog-e.
A mágneses mező mint relativisztikus elektromos mező
Tekintsünk egy pozitív töltésű részecskét, amely egy huzal belsejében mozog; Az ilyen huzal referenciakeretében elektromos mező van az ilyen részecske körül. Ha azonban egy futó tárgyból származó nézőpontra váltunk, akkor a huzalban lévő semleges atomok elkezdenek mozogni, míg a negatív töltésű részecskék sűrűbbnek tűnnek a hossz összehúzódása miatt (a speciális relativitáselmélet következménye). Következésképpen létezik egy elektromos mező, ha álló keretéhez nézzük, de mágnesességként jelenik meg benne.
Következtetés
Összefoglalva, a mágneses mező relativisztikus eszközökkel elektromos erőként értelmezhető. Ez a kapcsolat, amely összekapcsolja az elektromosságot a mágnesességgel a relativitáselméleten keresztül, nemcsak sokat segít abban, hogy jobban megértsük az elektromágnesességet, hanem feltárja Einstein relativitáselméletének mély természetét a fizikai valóság észlelésében.
