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Comment un champ magnétique n’est-il qu’un champ électrique avec la relativité appliquée ?

Heure : 26 mars 2024Coups : 1

Les interrelations entre les champs électriques et champs magnétiques sont l’une des idées de base de la physique, et ce concept est étroitement lié à la théorie de la relativité. Dans cet article, je vais expliquer comment il est possible que le champ magnétique puisse être considéré comme un champ électrique sur lequel la relativité s’applique.


Champs électriques et champs magnétiques


Les champs électriques proviennent de charges électriques, ils exercent également des forces sur d’autres charges électriques tandis que les champs magnétiques émettent à partir de charges électriques en mouvement et ceux-ci agissent également sur d’autres charges en mouvement.


Théorie de la relativité restreinte


La théorie de la relativité restreinte a deux postulats : que les lois de la physique sont invariantes sous les transformations de Lorentz entre les référentiels inertiels (c’est-à-dire qu’elles sont covariantes), et que la vitesse de la lumière dans le vide est constante indépendamment de tout mouvement ou source de lumière.


Relativité et électromagnétisme


Cependant, lorsque l’on considère l’électromagnétisme par rapport à ces principes tels qu’appliqués par les théories d’Einstein sur la relativité, nous découvrons que ce processus présente deux aspects distincts connus sous le nom de champs électromagnétiques – à savoir le champ électrique et le champ magnétique. Un champ magnétique peut apparaître comme un champ électrique dans un autre cadre selon que l’observateur ou la source est en mouvement l’un par rapport à l’autre.


Le champ magnétique en tant que champ électrique relativiste


Considérons une particule chargée positivement se déplaçant à l’intérieur d’un fil ; Dans le cadre de référence d’un tel fil, il existe un champ électrique autour de cette particule. Cependant, si nous changeons de point de vue provenant d’un objet en marche, les atomes neutres dans le fil commencent à se déplacer tandis que les particules chargées négativement semblent plus denses en raison de la contraction de la longueur (une conséquence provoquée par la relativité restreinte). Par conséquent, il existe un champ électrique lorsqu’il est vu par rapport à son cadre stationnaire, mais apparaît comme du magnétisme à l’intérieur de celui-ci.


Conclusion


Pour conclure, un champ magnétique peut être compris par des moyens relativistes comme une force électrique. Ce lien reliant l’électricité au magnétisme par le biais de la théorie de la relativité nous aide non seulement à mieux comprendre l’électromagnétisme, mais révèle également la nature profonde de la théorie de la relativité d’Einstein dans notre perception de la réalité physique.

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