Cum este un câmp magnetic doar un câmp electric cu relativitate aplicată?
Interrelațiile dintre câmpurile electrice și câmpuri magnetice sunt una dintre ideile de bază în fizică, iar acest concept este strâns legat de teoria relativității. În acest articol voi explica cum este posibil ca câmpul magnetic să poată fi considerat ca un câmp electric asupra căruia se aplică relativitatea.
Câmpuri electrice și câmpuri magnetice
Câmpurile electrice provin din sarcini electrice, ele exercită forțe și asupra altor sarcini electrice, în timp ce câmpurile magnetice sunt emise de sarcinile electrice în mișcare și acestea acționează și asupra altor sarcini în mișcare.
Teoria relativității speciale
Teoria relativității restrânse are două postulate: că legile fizicii sunt invariante sub transformările Lorentz între sisteme de referință inerțiale (adică sunt covariante) și că viteza luminii în vid este constantă indiferent de orice mișcare sau sursă de lumină.
Relativitate și electromagnetism
Cu toate acestea, atunci când luăm în considerare electromagnetismul în raport cu aceste principii aplicate de teoriile lui Einstein asupra relativității, aflăm că acest proces demonstrează două aspecte separate cunoscute sub numele de câmpuri electromagnetice – și anume câmpul electric și câmpul magnetic. Un câmp magnetic poate apărea ca un câmp electric într-un alt cadru, în funcție de faptul dacă observatorul sau sursa sunt în mișcare în raport unul cu celălalt.
Câmpul magnetic ca câmp electric relativist
Să luăm în considerare o particulă încărcată pozitiv care se mișcă în interiorul unui fir; În cadrul de referință pentru un astfel de fir există un câmp electric în jurul unei astfel de particule. Cu toate acestea, dacă ne schimbăm în punctul de vedere care vine de la un obiect care rulează, atunci atomii neutri din sârmă încep să se miște, în timp ce particulele încărcate negativ par mai dens din cauza contracției lungimii (o consecință adusă de relativitatea restrânsă). În consecință, există un câmp electric atunci când este privit împotriva cadrului său staționar, dar apare ca magnetism în interiorul acestuia.
Concluzie
În concluzie, un câmp magnetic poate fi înțeles prin mijloace relativiste ca o forță electrică. Această legătură care leagă electricitatea de magnetism prin teoria relativității nu numai că ne ajută să înțelegem mai multe despre electromagnetism, dar dezvăluie și natura profundă a teoriei relativității a lui Einstein în percepția noastră asupra realității fizice.
