Hogyan lehet egy mágneses mező csak egy elektromos mező a relativitás elmélet alkalmazásával?
Az elektromos mezők és Magnetmezők kölcsönhatásai a fizika egyik alapvető ötlete, és ez a fogalom szorosan kapcsolódik a relativitáselmélethez. Ebben a cikkben elmagyarázom, hogyan lehetséges, hogy a mágneses mező elektromos mezőként is felfogható, amelyre a relativitás vonatkozik.
Elektromos és mágneses mezők
Az elektromos mezők elektromos töltésből származnak, és erőket gyakorolnak más elektromos töltésekre, míg a mozgó elektromos töltésekből kibocsátott mágneses mezők más mozgó töltésekre is hatnak.
A speciális relativitáselmélet
A speciális relativitáselméletnek két feltételezése van: hogy a fizika törvényei invariánsak Lorentz-átalakítások alatt a tehetetlenségi referenciakeretek között (azaz kovariánsak), és hogy a fény sebessége a vákuumban állandó bármilyen mozgás vagy fényforrás függvényében.
A relativitás és az elektromágnesesség
Azonban, ha az elektromágnesességet a relativitás elméletei által alkalmazott alapelvek tekintetében vesszük figyelembe, akkor azt tapasztaljuk, hogy ez a folyamat két különálló aspektust mutat, amelyeket elektromágneses mezőknek neveznek, nevezetesen elektromos és mágneses mezőnek. A mágneses mező egy másik képben elektromos mezőnek tűnhet, attól függően, hogy a megfigyelő vagy a forrás egymáshoz viszonyítva mozog-e.
A mágneses mező, mint relatívista elektromos mező
Vegyük például egy pozitív töltésű részecskét, amely egy drót belsejében mozog; egy ilyen drót referenciakeretében elektromos mező van a részecskék körül. Ha azonban egy futó tárgyból származó látópontba változunk, akkor a vezetékben lévő semleges atomok mozogni kezdenek, míg a negatív töltésű részecskék a hosszúság összehúzódása miatt sűrűbben tömörülnek (a speciális relativitáselmélet következménye). Következésképpen, van egy elektromos mező, amikor a nézet a stacionáris keretrendszer ellen, de úgy tűnik, mint a mágnesesség benne.
Következtetés
Végezetül, a mágneses mezőt relativista módszerekkel elektromos erőként lehet megérteni. Ez a kapcsolat, amely a relativitáselmélet révén összeköti az elektromágnesességet a mágnesességgel, nemcsak sokat segít abban, hogy többet megértsünk az elektromágnesességről, hanem feltárja Einstein relativitáselméletének mély természetét a fizikai valóság észlelésében is.
