Hvordan er et magnetfelt bare et elektrisk felt med relativitetsteori brukt?
Innbyrdes forhold mellom elektriske felt og magnetiske felt er en av de grunnleggende ideene i fysikk, og dette konseptet er nært knyttet til relativitetsteorien. I denne artikkelen vil jeg forklare hvordan det kan være mulig at magnetfelt kan betraktes som et elektrisk felt som relativitetsteorien gjelder på.
Elektriske felt og magnetfelt
Elektriske felt kommer fra elektriske ladninger, de utøver også krefter på andre elektriske ladninger mens magnetiske felt sendes ut fra bevegelige elektriske ladninger, og disse virker også på andre bevegelige ladninger.
Spesiell relativitetsteori
Den spesielle relativitetsteorien har to postulater: at fysikkens lover er invariante under Lorentz-transformasjoner mellom treghetsreferanserammer (dvs. de er kovariante), og at lysets hastighet i vakuum er konstant uavhengig av bevegelse eller lyskilde.
Relativitetsteori og elektromagnetisme
Men når vi vurderer elektromagnetisme med hensyn til disse prinsippene slik de brukes av Einsteins relativitetsteorier, finner vi ut at denne prosessen demonstrerer to separate aspekter kjent som elektromagnetiske felt – nemlig elektrisk felt og magnetfelt. Et magnetfelt kan se ut som et elektrisk felt i en annen ramme avhengig av om observatøren eller kilden er i bevegelse i forhold til hverandre.
Magnetfelt som et relativistisk elektrisk felt
La oss se på en positivt ladet partikkel som beveger seg inne i en ledning; I referanserammen for en slik ledning eksisterer det et elektrisk felt rundt en slik partikkel. Men hvis vi endrer oss til synspunktet som kommer fra et løpende objekt, begynner nøytrale atomer i ledningen å bevege seg, mens negativt ladede partikler virker tettere pakket på grunn av lengdesammentrekning (en konsekvens forårsaket av spesiell relativitetsteori). Følgelig eksisterer det et elektrisk felt sett mot den stasjonære rammen, men fremstår som magnetisme i den.
Konklusjon
For å konkludere, et magnetfelt kan forstås gjennom relativistiske midler som en elektrisk kraft. Denne koblingen som forbinder elektrisitet med magnetisme gjennom relativitetsteorien, hjelper oss ikke bare langt i å forstå mer om elektromagnetisme, men avslører også den dype naturen til Einsteins relativitetsteori i vår oppfatning av fysisk virkelighet.
