Расчет магнитных полей по электрическим полям

Можно ли рассчитать магнитное поле движущихся зарядов, рассмотрев систему отсчета, в которой они неподвижны, найдя электрическое поле, а затем как-то связав его с магнитным полем в системе отсчета, в которой они движутся?

Ответы (1)

Да. Для этого нужно знать преобразования Лоренца между «лабораторной системой отсчета» и «системой заряда», а также то, как преобразуются электрические и магнитные поля между этими системами отсчета.

Чтобы быть более конкретным, мы будем обозначать величины, измеренные в «лабораторной системе отсчета», штрихами, а в «системе заряда» — без штрихов. Можно также предположить, что эти системы отсчета согласуются в ориентации своих пространственных осей (т. е. считают, что Икс -, у - и г -оси направлены в одну сторону), и что рамка заряда движется в + Икс направление на скорости в "=" β с относительно лабораторной рамы. При этих предположениях координаты преобразуются как

с т "=" γ ( с т + β Икс ) Икс "=" γ ( Икс + β с т ) у "=" у г "=" г
в то время как поля преобразуются как
Е Икс "=" Е Икс Е у "=" γ ( Е у + β с Б г ) Е г "=" γ ( Е г β с Б у ) Б Икс "=" Б Икс Б у "=" γ ( Б у β Е г / с ) Б г "=" γ ( Б г + β Е у / с )
Если все заряды покоятся в «системе зарядов», то имеем Б "=" 0 . В принципе можно посчитать Е ( Икс , у , г , т ) в кадре заряда, а затем с помощью приведенных выше преобразований найти Е ( Икс , у , г , т ) и Б ( Икс , у , г , т ) .

Если вы хотите увидеть, как получаются преобразования поля, я настоятельно рекомендую книгу Перселла и Морина « Электричество и магнетизм» ( 3 -е изд.; предыдущие издания написаны только Перселлом). существование электрических сил и принципы специальной теории относительности. Полные законы преобразования электрического и магнитного полей выводятся чуть позже, в разделе 6.7.