Як магнітне поле є лише електричним полем із застосуванням теорії відносності?
Взаємозв'язки електричних полів та Магнітні поля є однією з основних ідей у фізиці, і ця концепція тісно пов'язана з теорією відносності. У цій статті я поясню, як може бути можливим, що магнітне поле можна вважати електричним полем, на яке поширюється відносність.
Електричні поля та магнітні поля
Електричні поля виникають від електричних зарядів, вони також впливають на інші електричні заряди, тоді як магнітні поля випромінюються від рухомих електричних зарядів і діють також на інші рухомі заряди.
Специальна теорія відносності
Специальна теорія відносності має два постулати: закони фізики не змінюються під час перетворень Лоренца між инерціальними системами відліку (тобто вони коваріантні), а також швидкість світла у вакуумі є сталою незалежно від руху чи джерела світла.
Відносність та електромагнетизм
Тим не менш, коли ми розглядаємо електромагнітну взаємодію з урахуванням цих принципів, застосованих в теоріях відносності Ейнштейна, виявляється, що цей процес демонструє два окремі аспекти, відомі як електромагнітні поля – а саме електричне поле та магнітне поле. Магнітне поле може виглядати як електричне поле в іншій системі відліку, залежно від того, чи рухається спостерігач або джерело відносно один одного.
Магнітне поле як релятивістичне електричне поле
Розглянемо додатньо заряджену частинку, яка рухається всередині проводника; у системі відліку такого проводника навколо цієї частинки існує електричне поле. Проте, якщо ми змінимо точку зору на ту, що походить від рухомого об'єкта, то нейтральні атоми у проводнику почнуть рухатися, тоді як від'ємно заряджені частинки здасться більш густоупакованими через довжинну контракцію (наслідок, який випливає з теорії відносності). Як результат, електричне поле існує при спостереженні з його нерухомої системи відліку, але з'являється як магнітне поле у рухомій.
Висновок
Отже, магнітне поле можна зрозуміти за допомогою релятивістського підходу як електричну силу. Ця зв'язок між електричністю та магнетизмом через теорію відносності не тільки допомагає нам краще зрозуміти електромагнетизм, але й відкриває глибоку природу теорії відносності Ейнштейна у нашому сприйнятті фізичної реальності.
