Как измеряется скорость в магнетизме?

В магнетизме мы можем применить два основных уравнения, которые по большей части объясняют силы, действующие на токи в проводах, а именно Ф "=" д Б × в и Б "=" мю 0 я 2 π р р ^ × в ^ .

Проблема в том, что ток объекта, создающего магнитное поле на нашей частице, зависит от ее «скорости». Более того, сама сила зависит от скорости частицы. Я всегда думал, что ' в ' означает относительную скорость между рассматриваемой частицей и источником поля, это кажется естественной интерпретацией уравнения, потому что в противном случае мы явно нарушаем некоторые законы симметрии, такие как первый закон Ньютона. Итак, я пришел к выводу, что я в этом случае можно выразить через в и наоборот.

Это должно работать в случае двух проводов, по которым проходит некоторый ток определенной величины, потому что независимо от того, какой кадр, относительные магнитные поля положительных и отрицательных зарядов компенсируются до одного и того же значения.

Однако, скажем, у нас есть два электронных луча, один наблюдатель движется «вместе» с лучами, а другой остается источником пушки. Движущийся наблюдатель должен видеть только электрическое отталкивание между двумя лучами по закону Гаусса. Наверняка наблюдатель у источника видит то же самое. Мне сказали, что это неправда, что они наблюдают разные силы посредством эффекта, который легко объясняется специальной теорией относительности. Но разве это не решило бы проблему так же легко, если бы мы использовали относительную скорость в качестве меры?

По сути, мой вопрос: я думаю, что есть два математически последовательных способа выразить законы магнетизма в классической механике: либо через специальную теорию относительности, либо с использованием в как относительная скорость. Таким образом, последнее неверно только потому, что мы наблюдали его как таковое. Так ли это, или во второй интерпретации тоже есть что-то теоретически ошибочное?

Ответы (1)

Скорость измеряется в той системе координат, которую мы выбираем.

Вы нашли два из бесконечного множества способов получить правильный ответ. Дело в том, что скорость всегда относительно чего-то — это фундаментальный принцип специальной теории относительности. В этом случае мы выбираем относительно наблюдателя.

Выполняя эти расчеты, мы сначала выясняем, с чьей точки зрения мы наблюдаем. В случае с электронными лучами вы можете рассчитать отталкивание с точки зрения движущегося наблюдателя — мы используем закон Гаусса и видим, как лучи отталкиваются друг от друга из-за электростатического отталкивания. Для простоты предположим, что электроны идеально выровнены и разделены расстоянием д . Тогда в электронной системе отсчета мы видим только электрическое поле, которое действует на каждый электрон с некоторой заданной силой.

В лабораторной системе все немного сложнее — есть электрическая сила отталкивания, а также слабая магнитная сила притяжения, вызванная магнитным полем другого электрона. Если вы произведете вычисления , вы получите то же значение силы между ними, уменьшенное в 10 раз. 1 γ "=" 1 − в 2 / с 2 , которое вызывает точно такое же движение из-за того, как силы преобразуются в специальной теории относительности. (здесь v представляет скорость электронов в лабораторной системе отсчета, а также относительную скорость между двумя системами отсчета.

Два равноценных метода определения силы, действующей на электроны, но в данном случае один из них оказывается более простым.

Чтобы иметь дело с более сложными сценариями, включающими как электрические, так и магнитные поля, мы используем следующие преобразования:

Конкретно,

Е | | ′ "=" Е | | (параллельно направлению движения рамы)
Б | | ′ "=" Б | | (параллельно направлению движения рамы)
Е ⊥ ′ "=" γ ( Е ⊥ + в × Б ) (перпендикулярно направлению движения кадра)
Б ⊥ ′ "=" γ ( Б ⊥ − в × Е с 2 ) (перпендикулярно направлению движения кадра)
Где v — скорость между «загрунтованными» и «незагрунтованными» кадрами (например, вы измеряете Е и Б на земле, а на вагоне, движущемся со скоростью v, вы измеряете Е ′ и Б ′ .

Есть более глубокие объяснения - в классическом мире можно сказать, что

Магнитное поле — это просто электрическое поле, движущееся в другой системе отсчета.

Эта идея объясняется здесь очень подробно.

Дело в том, что электричество и магнетизм являются двумя гранями одной и той же фундаментальной силы, электромагнетизма. Поля E и B меняются между собой в зависимости от скорости наблюдателя, поэтому трудно сказать, что одно «реально», а другое нет.

хорошо, но это было мое предложение, почему бы не использовать структуру частицы, на которую действует сила, чтобы выяснить ток, вызывающий магнитное поле. Затем используйте систему координат тока, чтобы узнать скорость частицы. По сути, переключение кадров. Это дает правильный ответ для проводящих проводов. Но не электронные лучи. Есть ли теоретическая причина, по которой он не может работать, или это просто наблюдение? Я спрашиваю, потому что это решает проблему, которую хотел решить Эйнштейн, но не дает правильного ответа.
Извините, я не понимаю, что вы имеете в виду - в таких ситуациях, каковы известные параметры? Почему вы пытаетесь узнать скорость лучей?
Вы смешали в этом эксперименте несколько разных проблем - во-первых, найти ток, вызывающий поле, (это само по себе очень сложно) - и даже потом, вы имеете в виду ток в системе отсчета частицы или "лаборатории"? рамка?
Токопроводящие провода фактически представляют собой два встречно распространяющихся луча - один из электронов, другой из положительных ионов.
Как измеряется скорость в магнетизме?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v