In che modo un campo magnetico è solo un campo elettrico con relatività applicata?
Le interrelazioni dei campi elettrici e campi magnetici sono una delle idee fondamentali della fisica, e questo concetto è strettamente connesso alla teoria della relatività. In questo articolo spiegherò come sia possibile che il campo magnetico possa essere considerato come un campo elettrico su cui si applica la relatività.
Campi elettrici e campi magnetici
I campi elettrici provengono da cariche elettriche, esercitano forze anche su altre cariche elettriche mentre i campi magnetici emettono da cariche elettriche in movimento e questi agiscono anche su altre cariche in movimento.
Teoria della Relatività Speciale
La teoria della relatività ristretta ha due postulati: che le leggi della fisica sono invarianti sotto le trasformazioni di Lorentz tra sistemi di riferimento inerziali (cioè sono covarianti), e che la velocità della luce nel vuoto è costante indipendentemente da qualsiasi movimento o fonte di luce.
Relatività ed elettromagnetismo
Tuttavia, quando si considera l'elettromagnetismo rispetto a questi principi applicati dalle teorie di Einstein sulla relatività, scopriamo che questo processo dimostra due aspetti separati noti come campi elettromagnetici, vale a dire il campo elettrico e il campo magnetico. Un campo magnetico può apparire come un campo elettrico in un altro sistema di riferimento a seconda che l'osservatore o la sorgente siano in movimento l'uno rispetto all'altro.
Il campo magnetico come campo elettrico relativistico
Consideriamo una particella caricata positivamente che si muove all'interno di un filo; Nel sistema di riferimento per tale filo esiste un campo elettrico attorno a tale particella. Tuttavia, se cambiamo nel punto di vista proveniente da un oggetto in movimento, allora gli atomi neutri all'interno del filo iniziano a muoversi, mentre le particelle caricate negativamente sembrano più densamente impacchettate a causa della contrazione della lunghezza (una conseguenza determinata dalla relatività speciale). Di conseguenza, esiste un campo elettrico quando viene visto rispetto al suo sistema di riferimento stazionario, ma appare come magnetismo al suo interno.
Conclusione
Per concludere, un campo magnetico può essere compreso attraverso mezzi relativistici come una forza elettrica. Questo legame che collega l'elettricità con il magnetismo attraverso la teoria della relatività non solo ci aiuta a capire di più sull'elettromagnetismo, ma rivela anche la natura profonda della teoria della relatività di Einstein nella nostra percezione della realtà fisica.
