Hvordan er et magnetfelt bare et elektrisk felt med relativitet brukt?

Interrelasjonene mellom elektriske felt og Magnetfeltet er en av de grunnleggende idéene i fysikken, og dette begrepet er tett knyttet til relativitets teorien. I denne artikkelen vil jeg forklare hvordan det kan være mulig at et magnetfelt kan betraktes som et elektrisk felt på hvilket relativitet gjelder.

Elektriske og magnetiske felt

Elektriske felt kjem frå elektriske ladningar, dei utøver òg krefter på andre elektriske ladningar medan magnetfelt utsender ut frå bevege elektriske ladningar og desse verkar på andre bevege ladningar òg.

Den spesielle relativitetsteorien

Den spesielle relativitetsteorien har to postulat: at fysikklovene er invariante under Lorentz-transformasjonar mellom inertial referanserammar (dvs. at dei er kovariante), og at lysets fart i vakuum er konstant uavhengig av rørsle eller kjelde til lys.

Relativitet og elektromagnetisme

Når vi likevel vurderer elektromagnetisme med respekt for desse prinsippene som er brukt av Einstein sin relativitetsteori, finn vi ut at denne prosessen viser to separate aspekter kjent som elektromagnetiske felt, nemlig elektrisk felt og magnetisk felt. Eit magnetfelt kan visa seg som eit elektrisk felt i eit anna ramme avhengig av om observatøren eller kjelda er i bevegelse i forhold til kvarandre.

Magnetfelt som relativistisk elektrisk felt

Lat oss sjå på ei positivt ladd partikel som bevegar seg i ein tråd; i referanseverket for ei slik tråd finst det eit elektrisk felt rundt ei slik partikel. Men viss vi endrar til synspunktet frå eit løpende objekt, så byrjar nøytrale atomer i tråden å bevege seg medan negativt ladde partiklar synest tettare pakka på grunn av lengde samankomst (ei konsekvens som kjem av den spesielle relativitetsteorien). Difor finst det eit elektrisk felt når ein ser mot den stillestående ramma, men det synest som magnetisme i den.

Konklusjon

Til slutt kan ein forstå eit magnetfelt gjennom relativistiske måtar som ei elektrisk kraft. Denne knyta som knyter elektrisitet til magnetisme gjennom relativitetsteorien hjelper oss ikkje berre til å forstå meir om elektromagnetisme, men avslør òg den djupe naturen til Einstein si relativitetsteori i vår oppfatning av den fysiske virkeligheten.