Динамика заряженных частиц в электромагнитных полях

Предположим, у нас есть заряд д в состоянии покоя. Его скорость в → "=" ( 0 , 0 , 0 ) . Поместим заряд в однородное магнитное поле Б → "=" ( 0 , 0 , Б г ) . Поскольку заряд не имеет скорости, он не будет испытывать никакой силы. Но если мы придадим заряду некоторую начальную скорость относительно Икс оси, так что в → "=" ( в Икс , 0 , 0 ) , он будет испытывать магнитную силу на у ось: Ф "=" д ( 0 , в Икс Б г , 0 ) .

В правильной системе отсчета магнитное поле движется с в → "=" ( − в Икс , 0 , 0 ) и если мы применим преобразование Лоренца магнитного поля, мы получим, что: Б г ′ "=" γ ( Б г − в с 2 Е у ) . Мой вопрос заключается в следующем: поскольку заряд будет ускоряться только в том случае, если есть относительное движение по отношению к источнику магнитного поля, и поскольку магнитное поле, если смотреть с точки зрения заряда при преобразовании Лоренца, содержит компонент электрического поля в направлении Лоренца силы, можем ли мы сказать, что в надлежащей системе отсчета заряда магнитная сила Лоренца на самом деле является электрической составляющей силы Лоренца?

Другими словами, если заряд ускоряется только при относительном движении относительно магнитного поля, то мне кажется, что магнитное поле действует на заряд только тогда, когда в соответствующей системе отсчета есть составляющая электрического поля. заряжать. Аргумент состоит в том, что электрическое поле имеет то же направление, что и магнитная сила Лоренца.

Другой связанный с этим вопрос: будет ли по-прежнему действовать магнитная сила Лоренца, действующая на заряд, если источник магнитного поля движется вместе с частицей с той же скоростью? в → ? Я думаю, что нет.

Что вы подразумеваете под "действительно"?
Когда заряд не имеет относительной скорости относительно Б → , МП не влияет на заряд. Но при относительной скорости МП отклонит заряд с силой Ф → "=" д ( в → × Б → ) . Но затем Б → "увиденное" с надлежащего кадра заряда на самом деле является комбинацией EF и MF. Потому что в том конкретном случае, который я описал выше, Б г имеет Е у составляющая в системе заряда и совпадающая с направлением силы Лоренца, не отвечает ли ЭП за ускорение заряда? (с точки зрения обвинения)

Ответы (2)

Что действительно «действует» на заряд, так это электромагнитное поле (представленное через тензор Фарадея ). Мотивация следующая - как вы заметили, один наблюдатель может «видеть» электрическое поле, а другой видит магнитное поле (хотя сила Лоренца Ф → "=" д ( Е → + в → × Б → ) остается инвариантной с точностью до соответствующего преобразования Лоренца). Поэтому для ковариантного описания взаимодействия необходимо нечто более сложное, более тесно связывающее электрические и магнитные компоненты, — электромагнитный тензор.

Ага. Я был неточен. Имеется в виду, что силы, измеренные в обеих системах отсчета, связаны через преобразование сил Лоренца.

Вы визуализируете 3D как 1D. Кроме того, когда используются 2 кадра с 3 компонентами, вы не можете основывать свой анализ на рассмотрении только одного компонента. Обратите внимание, что даже если, скажем, x' и x кадров могут находиться в относительном покое. единичные векторы изменяются по отношению к другому. Когда Bx постоянен, By и Bz все еще могут изменяться. Также обратите внимание, что сила Лоренца инвариантна относительно преобразования координат.

Как сейчас написано, ваш ответ неясен. Пожалуйста, отредактируйте , чтобы добавить дополнительные сведения, которые помогут другим понять, как это относится к заданному вопросу. Дополнительную информацию о том, как писать хорошие ответы, можно найти в справочном центре .
Динамика заряженных частиц в электромагнитных полях
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v