Vzájemné vztahy elektrických polí a magnetická pole jsou jednou ze základních myšlenek fyziky a tento koncept je úzce spojen s teorií relativity. V tomto článku vysvětlím, jak je možné, že magnetické pole lze považovat za elektrické pole, na které platí teorie relativity.

Elektrická pole a magnetická pole

Elektrická pole pocházejí z elektrických nábojů, působí také silami na jiné elektrické náboje, zatímco magnetická pole vyzařují z pohybujících se elektrických nábojů a tato pole působí i na jiné pohybující se náboje.

Speciální teorie relativity

Speciální teorie relativity má dva postuláty: že fyzikální zákony jsou invariantní při Lorentzových transformacích mezi inerciálními vztažnými soustavami (tj. jsou kovariantní) a že rychlost světla ve vakuu je konstantní bez ohledu na jakýkoli pohyb nebo zdroj světla.

Teorie relativity a elektromagnetismus

Uvažujeme-li však o elektromagnetismu s ohledem na tyto principy, jak je aplikují Einsteinovy teorie relativity, zjistíme, že tento proces vykazuje dva samostatné aspekty známé jako elektromagnetická pole – a to elektrické pole a magnetické pole. Magnetické pole se může jevit jako elektrické pole v jiné soustavě v závislosti na tom, zda se pozorovatel nebo zdroj vzájemně pohybují.

Magnetické pole jako relativistické elektrické pole

Uvažujme kladně nabitou částici pohybující se uvnitř drátu; Ve vztažné soustavě takového drátu existuje kolem takové částice elektrické pole. Pokud však přejdeme do úhlu pohledu přicházejícího z běžícího objektu, pak se neutrální atomy uvnitř drátu začnou pohybovat, zatímco záporně nabité částice se zdají být hustěji natěsnány v důsledku smršťování délky (důsledek způsobený speciální teorií relativity). V důsledku toho existuje elektrické pole, když se díváme na jeho stacionární rám, ale jeví se v něm jako magnetismus.

Závěr

Závěrem lze říci, že magnetické pole lze chápat relativistickými prostředky jako elektrickou sílu. Toto spojení elektřiny s magnetismem prostřednictvím teorie relativity nám nejen pomáhá lépe porozumět elektromagnetismu, ale také odhaluje hlubokou povahu Einsteinovy teorie relativity v našem vnímání fyzikální reality.