Bagaimana medan magnet hanya medan elektrik dengan relativiti digunakan?

Hubungan antara medan elektrik dan Medan Magnetik adalah salah satu idea asas dalam fizik, dan konsep ini berkait rapat dengan teori relativiti. Dalam artikel ini, saya akan menerangkan bagaimana ia boleh menjadi mungkin bahawa medan magnet boleh dianggap sebagai medan elektrik di mana relativiti terpakai.

Medan Elektrik dan Medan Magnetik

Lapangan elektrik berasal dari caj elektrik, mereka juga memberi kuasa pada caj elektrik lain manakala medan magnet memancarkan dari caj elektrik yang bergerak dan ini bertindak pada caj bergerak lain juga.

Teori Relativiti Khas

Teori relativiti khas mempunyai dua postulat: bahawa undang-undang fizik tidak berubah di bawah transformasi Lorentz antara bingkai rujukan inersia (iaitu mereka kovarian), dan bahawa kelajuan cahaya dalam vakum adalah malar tanpa mengira apa-apa pergerakan atau sumber cahaya.

Relativiti dan Elektromagnetisme

Walau bagaimanapun, apabila mempertimbangkan elektromagnetisme berkenaan dengan prinsip-prinsip ini seperti yang digunakan oleh teori relativiti Einstein, kita mendapati bahawa proses ini menunjukkan dua aspek yang berasingan yang dikenali sebagai medan elektromagnet iaitu medan elektrik dan medan magnet. Medan magnet mungkin muncul seperti medan elektrik dalam bingkai lain bergantung kepada sama ada pemerhati atau sumber bergerak relatif antara satu sama lain.

Medan Magnetik sebagai Medan Elektrik Relativistik

Mari kita pertimbangkan zarah bermuatan positif bergerak di dalam wayar; dalam bingkai rujukan untuk wayar tersebut terdapat medan elektrik di sekitar zarah tersebut. Walau bagaimanapun jika kita menukar ke sudut pandang yang datang dari objek yang berjalan maka atom neutral dalam wayar mula bergerak sementara zarah bermuatan negatif kelihatan lebih padat dikemas kerana pengecutan panjang (akibat yang disebabkan oleh relativiti khas). Akibatnya, terdapat medan elektrik apabila dilihat terhadap bingkai yang tidak bergerak tetapi muncul sebagai magnetisme di dalamnya.

Kesimpulan

Untuk menyimpulkan, medan magnet boleh difahami melalui cara relativistik sebagai daya elektrik. Hubungan ini menghubungkan elektrik dengan magnetisme melalui teori relativiti bukan sahaja membantu kita memahami lebih lanjut mengenai elektromagnetisme tetapi juga mendedahkan sifat mendalam teori relativiti Einstein dalam persepsi kita tentang realiti fizikal.