Làm thế nào là một từ trường chỉ là một điện trường với thuyết tương đối được áp dụng?
Mối quan hệ qua lại của điện trường và từ trường là một trong những ý tưởng cơ bản trong vật lý, và khái niệm này có mối liên hệ chặt chẽ với thuyết tương đối. Trong bài viết này, tôi sẽ giải thích làm thế nào mà từ trường có thể được coi là một điện trường mà thuyết tương đối áp dụng.
Điện trường và từ trường
Điện trường đến từ điện tích, chúng cũng tác dụng lực lên các điện tích khác trong khi từ trường phát ra từ điện tích chuyển động và những điện tích này cũng tác động lên các điện tích chuyển động khác.
Thuyết tương đối hẹp
Thuyết tương đối hẹp có hai định đề: rằng các định luật vật lý là bất biến dưới các biến đổi Lorentz giữa các khung tham chiếu quán tính (tức là chúng là đồng biến), và vận tốc của ánh sáng trong chân không là không đổi bất kể bất kỳ chuyển động hoặc nguồn ánh sáng nào.
Thuyết tương đối và điện từ
Tuy nhiên, khi xem xét điện từ đối với các nguyên tắc này được áp dụng bởi các lý thuyết tương đối của Einstein, chúng ta thấy rằng quá trình này thể hiện hai khía cạnh riêng biệt được gọi là trường điện từ - đó là điện trường và từ trường. Từ trường có thể xuất hiện giống như một điện trường trong một khung hình khác tùy thuộc vào việc người quan sát hay nguồn đang chuyển động tương đối với nhau.
Từ trường như một điện trường tương đối tính
Chúng ta hãy xem xét một hạt tích điện dương chuyển động bên trong dây; Trong khung tham chiếu cho dây như vậy tồn tại một điện trường xung quanh hạt như vậy. Tuy nhiên, nếu chúng ta thay đổi thành điểm nhìn đến từ một vật đang chạy thì các nguyên tử trung tính trong dây bắt đầu chuyển động trong khi các hạt mang điện tích âm dường như dày đặc hơn do sự co lại chiều dài (một hệ quả do thuyết tương đối hẹp gây ra). Do đó, tồn tại một điện trường khi nhìn vào khung tĩnh của nó nhưng xuất hiện dưới dạng từ tính bên trong nó.
Kết thúc
Để kết luận, từ trường có thể được hiểu thông qua các phương tiện tương đối tính như một lực điện. Mối liên kết kết nối điện với từ tính thông qua thuyết tương đối này không chỉ giúp chúng ta hiểu thêm về điện từ mà còn tiết lộ bản chất sâu sắc của thuyết tương đối của Einstein trong nhận thức của chúng ta về thực tế vật lý.
