Электрические и магнитные силовые линии

Рассмотрим это:

Одну часть силы между движущимися зарядами мы называем магнитной силой. На самом деле это один из аспектов электрического эффекта. — Ричард Фейнман

Из теории относительности это действительно так. Тогда почему силовые линии электрического поля прямые, направленные радиально наружу, а силовые линии магнитного поля имеют форму кольца или петли?

i) Другими словами, почему они оба разные?

Я должен иметь возможность видеть их одинаково, независимо от системы отсчета, верно?

Теперь позвольте мне предположить, что линии поля такие, какие они есть.

Итак, позвольте мне сесть на свою тележку и двигаться вместе с заряженной частицей. Я увижу, как заряд отталкивается электростатической силой. И я вижу линии электрического поля (радиально наружу)

Теперь я медленно снижаю скорость... и, наконец, останавливаюсь.

В состоянии покоя я увижу, как заряд движется, а также отталкивается магнитной силой. А сейчас я увижу силовые линии магнитного поля в виде концентрических окружностей.

ii) Как во время моего путешествия я увижу, как линии превращаются в петли?

PS : Весь вопрос вращается вокруг явления заряженной частицы, движущейся вдоль провода с током.

Редактировать: Из теории относительности магнитное поле — это просто движущееся электрическое поле? Или это просто соотносит силы?

— Итак, позвольте мне сесть на свою тележку и двигаться вместе с заряженной частицей. Разрешение предоставлено 👨🏻‍🏭👮🏼‍♂️👨🏼‍⚖️
@AlBrown, этот вопрос больше года назад. Я стараюсь не съеживаться перед ними.

Ответы (2)

Я должен иметь возможность видеть их одинаково, независимо от системы отсчета, верно?

Нет. Когда вы переходите на усиленную систему отсчета со скоростью в по отношению к старому электрическое и магнитное поля трансформируются следующим образом:

Е ∥ ′ "=" Е ∥
Б ∥ ′ "=" Б ∥
Е ⊥ ′ "=" γ ( Е ⊥ + в × Б )
Б ⊥ ′ "=" γ ( Б ⊥ − 1 с 2 в × Е )

где ∥ и ⊥ указать направления, параллельные и перпендикулярные скорости наддува в , и γ ≡ 1 1 − в 2 / с 2 есть фактор Лоренца.

Согласно теории относительности, является ли магнитное поле просто движущимся электрическим полем? Или это просто соотносит силы?

Магнитное поле и электрическое поле — это два аспекта одной физической сущности, которую мы называем электромагнитным полем. Разные наблюдатели видят разные комбинации электрических и магнитных полей, но они сочетаются таким образом, что все наблюдатели согласны с тем, как будет двигаться заряженная частица, в том смысле, что координаты частицы в одной системе отсчета связаны с ее координатами в другой системе координат соотношением соответствующее преобразование Лоренца.

Из комментария,

Не могли бы вы предоставить дополнительную информацию к вашему ответу об электромагнитном поле и о том, как оно меняет свою форму - с чисто магнитной на чисто электростатическую?

Если электромагнитное поле чисто магнитное в одной системе отсчета, то вы не сможете найти систему отсчета, в которой оно чисто электрическое. Причина в том, что хотя Е и Б не являются лоренц-инвариантными (что означает, что они изменяются при смене системы отсчета), количество Б 2 − Е 2 / с 2 является лоренц-инвариантным. В частности, если поле всегда чисто магнитное, то эта величина положительна; чтобы она была чисто электрической, эта величина должна была бы изменить знак, но она остается постоянной во время лоренцевских форсажей.

Я должен сначала оценить прекрасное объяснение, данное вами. В третьей части вашего ответа, где вы упомянули, что «Если ЭМ поле чисто магнитное в одной системе отсчета, то вы не сможете найти систему отсчета, в которой оно чисто электрическое». Что ж, в моем случае, когда заряд движется вдоль провода с током - от неподвижной рамы провод имеет нейтральный заряд, следовательно, нет электрической силы и он чисто магнитный. В то время как рамка, движущаяся вместе с зарядом, может учитывать только электрическую силу, следовательно, чисто электрическую. Я где-то ошибаюсь?
@DatBoi Когда вы переходите к системе покоя вашей заряженной частицы, магнитное поле не исчезает - оно просто не действует на частицу, потому что скорость частицы равна нулю.
Движущиеся заряды создают магнитное поле. Так что в первом случае оно создается движущимися электронами. В следующем случае то же самое магнитное поле создается протонами на этот раз, вы об этом говорите?
Я не это имел в виду, но да, в реальном проводе с током нет рамки, в которой покоились бы и электроны, и протоны. Я имел в виду, что если вы наблюдаете за заряженной частицей, движущейся вблизи провода с током, вы наблюдаете магнитную силу, действующую на него; если вы подниметесь до системы покоя этой частицы, магнитная сила исчезнет (и заменится электрической силой), но это не означает, что магнитное поле станет равным нулю.
понял. Еще раз, спасибо
Незначительный момент. Сила (в том числе) сила Лоренца не является релятивистским инвариантом. Таким образом, наблюдатели не согласны с силами, действующими на заряженные частицы (если только сила не равна нулю).
@RobJeffries Да, конечно, спасибо. Исправлено, хотя и с неуклюжей формулировкой.

Я прочитал на этом веб-сайте, что электромагнитное поле — это объект, который меняет свой вид, если смотреть на него из другой движущейся системы координат, но оба компонента реальны. Имейте в виду, что силовые линии магнитного поля представляют собой математическую конструкцию, предназначенную для представления сложной ситуации. Чтобы найти магнитную силу, вы должны пройти через два «правила правой руки». Один для определения направления поля, а другой для нахождения направления силы. Фактическая сила между двумя параллельными проводниками с током является либо притяжением, либо отталкиванием.

Не могли бы вы предоставить дополнительную информацию к вашему ответу об электромагнитном поле и о том, как оно меняет свою форму - с чисто магнитной на чисто электростатическую?
Не существует разумного преобразования, которое превращало бы магнитное поле в радиальное электростатическое поле, похожее на электростатическое поле вокруг заряженной частицы.
Электрические и магнитные силовые линии
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v