Может ли магнитная сила быть просто электрической силой в другой системе отсчета?

Теория относительности объясняет магнетизм как электрическую силу, наблюдаемую в другой системе отсчета при преобразовании Лоренца, верно? электроны движутся в проводе в отличной от положительной системы отсчета.

Теперь, даже если это несколько растянуто, это может работать для проводника, но можете ли вы уточнить, как это объяснение может иметь смысл, если 2 заряда движутся в параллельном направлении, оба покоятся в системе отсчета друг друга?

И, прежде всего, как это может работать для света, который находится в собственной абсолютной системе отсчета? Если бы магнитное поле было таким же, как электрическая сила/поле, то как они могли бы чередоваться в одной и той же системе отсчета?

Для параллельных зарядов: магнитная сила в нашей системе отсчета вычитает часть электростатической силы отталкивания между ними. Точно так же, потому что это точно компенсирует эффект замедления времени.
См., например, physics.stackexchange.com/questions/132447/… и многие, многие другие.

Ответы (5)

Ваше первое утверждение, что теория относительности объясняет магнетизм как электрическую силу в другой системе отсчета, неверно. Обычно показывают, что электрическая сила + относительность подразумевают закон магнитной силы. Но Е ⋅ Б является релятивистским инвариантом. (также Е 2 − Б 2 есть) Итак, если у вас есть электрическое и магнитное поле вместе, у вас есть это во всех кадрах.

Спасибо. Не могли бы вы четко указать, являются ли MF и EF разными/отдельными силами? Как применить теорию относительности (и Лоренца) к свету? В случае 2 параллельных зарядов у нас есть 3 силы (MF, EF, G), действующие на оба по одной и той же схеме, сферическое поле (F/4 п я р 2 ), почему относительность касается MF, а не G?
ЭП и МП образуют электромагнитную силу. Это не одинаковые и не отдельные силы. Для света просто запишите E и B и примените преобразование Лоренца.
@lalala Вы смешиваете «объяснить» и «преобразовать». Когда «магнитное поле» существует во всех системах отсчета, его нельзя преобразовать в какой-либо системе отсчета, перейдя в другую систему отсчета, но его можно объяснить в любой системе отсчета, сказав, что это просто кулоновские силы. Скорости снарядов винтовки и электронной пушки преобразуются одинаково, поэтому скорости можно объяснить одинаково.
@stuffu, если у вас есть два относительно движущихся испытательных заряда, я не вижу, как вы объясняете магнитное поле в любом кадре. Можете ли вы объяснить больше.
@lalala Если электроны, несущие ток в текущей петле, равномерно распределены в оставшейся части цикла, то они неравномерно распределены в некоторых других кадрах. Если А — инерционный заряд в системе отсчета, где петля заряжена неравномерно, то А притягивается к некоторым частям петли и отталкивается от других ее частей. Я предполагаю, что притяжение и отталкивание должны быть взаимными, но мне лень думать, как неинерционный ток, несущий электроны в петле, видит А. Если бы А был диполем, он имел бы тенденцию поворачиваться определенным образом - как некоторые своеобразная стрелка компаса.
@stuffu, как это объясняет разницу, которую вы видите между преобразованием и объяснением?
@lalala Ну, я думал, что в этом нет необходимости. Когда мы хотим объяснить магнитную силу между двумя движущимися вместе зарядами, мы можем отметить, что заряды в своей собственной системе отсчета думают, что они довольно близки друг к другу, и они также думают, что между ними нет магнитной силы, это важная часть. объяснения. Заряды не используют магнетизм для объяснения сил между ними, почему бы этому объяснению не быть хорошим во всех системах отсчета? Когда вокруг перемещается много зарядов, ничего существенного не меняется. Мы не можем преобразовать движение каждого заряда сразу - это не важно.

Вытяните руки перед собой и представьте, что два электрона движутся от вашего плеча к запястью вдоль каждой руки.

Электроны говорят: мы стоим на месте, и электрическая сила отталкивает нас друг от друга. Следовательно, электрон в левом плече смещается влево, а электрон в правом плече смещается вправо со скоростью, которую вы можете рассчитать.

Но, конечно, из-за относительности вы видите все происходящее в замедленном темпе. Электроны дрейфуют влево и вправо, но медленнее, чем можно было бы ожидать, исходя из электрической силы. Вы объясняете это тем, что должна существовать какая-то уравновешивающая сила, толкающая эти электроны друг к другу. Вы называете эту силу магнетизмом.

Интересно, почему минус.

Мы знаем, что магнитные поля генерируются перпендикулярно току в проводе или движению частицы. Так что идея кажется действительной... и имеет смысл, учитывая, что электричество и магнетизм на самом деле просто две стороны одной медали.

Что касается вашего примера двух частиц, движущихся параллельно друг другу, да, они будут казаться покоящимися в каждой из своих инерциальных систем отсчета. Однако, если бы это было так, их магнитные поля также казались бы равными нулю (из их систем отсчета). Поскольку каждая частица не притягивается друг к другу магнитным полем, магнитное поле по их ссылке действительно равно нулю.

Я не совсем уверен, что вы имеете в виду в своем последнем примере со светом. Если бы вы могли уточнить, я могу попытаться дать ответ.

...Мы знаем, что магнитные поля генерируются перпендикулярно току в проводе или движению частицы , что неверно: магнитное поле создается во всех направлениях, в сферическом поле, если вектор скорости перпендикулярен, его сила максимальна но это не имеет ничего общего с полем. Более того, магнитная сила действует в направлении, противоположном действию электрической силы, как это может быть одна и та же сила?
Как применить преобразование Лоренца в случае двух движущихся зарядов? И как вы применяете их к свету? разве это невозможно? Кроме того, вы должны попеременно переключаться с одного кадра на другой, что абсурдно, не так ли?
Магнитное поле вокруг длинного провода с током является сплошным вектором в плоскости, перпендикулярной проводу через точку измерения магнитного поля.

но можете ли вы уточнить, как это объяснение может иметь смысл, если 2 заряда движутся в параллельном направлении, оба покоятся в системе отсчета друг друга?

Случай 1: Расстояние между зарядами в системе зарядов и в системе наблюдения, наблюдающей за движением зарядов, одинаково:

Специальная теория относительности говорит нам, что мы должны разделить силу, ощущаемую зарядами, на гамму, чтобы получить ту же силу в другой системе отсчета. Сила между зарядами в кадре A отличается от силы между этими зарядами в кадре B. Когда наблюдатели в кадрах A и B говорят «сила между зарядами», они имеют в виду одну и ту же силу, которая различна в этих двух кадрах.

Расчет силы, ощущаемой зарядами, в этом случае тривиален. Конечно, нам нужна специальная теория относительности, чтобы узнать, одинаково ли расстояние в обеих системах отсчета или нет.

Случай 2: расстояние между зарядами не одинаково в обоих кадрах:

Специальная теория относительности говорит нам, что мы должны разделить силу, ощущаемую зарядами, на гамму, чтобы получить ту же самую силу в другой системе отсчета. А специальная теория относительности говорит нам, как рассчитать силу, которую испытывают заряды. Сила, ощущаемая зарядами, обратно пропорциональна квадрату расстояния. А специальная теория относительности говорит нам, какое расстояние находится в системе отсчета зарядов, тогда мы можем легко вычислить силу, ощущаемую зарядами.

На мой взгляд, все вышеперечисленное тривиально, поэтому имеет большой смысл.

Принято во внимание, что заряд имеет не только электрическое поле, но и магнитный дипольный момент .

Чтобы рассмотреть это в историческом и эмпирическом контексте, вот несколько фактов:

  1. Первоначальные эксперименты Ампера и Гаусса, показывающие силу между двумя линейными токами, были заявлены Ампером в 1825 году и Гауссом в 1833 году.
  2. На этот раз никого не волнует, что в момент жесткого включения тока электроны внутри провода ускоряются и тем самым выравниваются их магнитные дипольные моменты. Возникает самоиндукция. Это происходит независимо от второго токоведущего провода. А для некоторых сплавов магнитное поле остается даже после включения тока.
  3. Магнитный дипольный момент электронов, отвечающий за указанную выше точку, был открыт после 1924 года (источник Википедия) :
    • Спин был впервые обнаружен в контексте эмиссионного спектра щелочных металлов. В 1924 году Вольфганг Паули ввел то, что он назвал «двузначной квантовой степенью свободы», связанной с электроном на самой внешней оболочке.
    • Оглядываясь назад, можно сказать, что первым прямым экспериментальным свидетельством спина электрона был эксперимент Штерна-Герлаха 1922 года. В этих экспериментах внешнее магнитное поле отклоняет движущиеся частицы, что возможно только при влиянии на магнитные дипольные моменты этих частиц.
  4. Совпадение между спином электронов и магнитным дипольным моментом электронов очевидно.

Может ли магнитная сила быть просто электрической силой в другой системе отсчета?

Не обязательно находиться в движении относительно электрического заряда (в другой системе отсчета), чтобы наблюдать магнитное поле вокруг этого заряда. Ускорение пучка электронов (ток в проводе), а также влияние внешнего магнитного поля приводили к выравниванию их магнитных дипольных моментов. Это мы наблюдаем как макроскопическое магнитное поле.

Я предполагаю, что вы как носитель языка могли бы искоренить мои ошибки. Заранее спасибо.
Я не уверен, как это отвечает на вопрос. Конечно, вы всегда можете иметь внешнее магнитное поле вокруг заряда, но как может магнитная сила на нейтроне с 0 электрический заряд или ненулевой магнитный момент могут быть электрической силой в другой системе отсчета?
@ZeroTheHero Хороший вопрос о нейтроне. Это невозможно. А скажите, пожалуйста, почему магнитный дипольный момент не учитывается при индукции магнитного поля движущихся зарядов? Магнитный дипольный момент, кажется, не существует в объяснениях со времен Ампера. Почему до сих пор? Чтобы наблюдать магнитное поле движущегося заряда, вам нужен другой магнит, и разве этот магнит не выравнивает магнитный дипольный момент заряда и тем самым индуцирует магнитное поле?
Может ли магнитная сила быть просто электрической силой в другой системе отсчета?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v