Kako je magnetsko polje zapravo električno polje s primjenom relativnosti?
Međusobni odnosi električnih polja i magnetska polja su jedna od osnovnih ideja u fizici, i ovaj koncept je uzvršten sa teorijom relativnosti. U ovom članku objasnit ću kako je moguće da se magnetsko polje može smatrati kao električno polje na koje se primjenjuje relativnost.
Električna polja i magnetska polja
Električna polja dolaze od električnih nabojaja, djelujući i sile na druge električne nabojaje, dok magnetska polja izlaze od pomaknutih električnih nabojaja i ti djeluju na druge pomične nabojaje također.
Posebna teorija relativnosti
Posebna teorija relativnosti ima dvije postulate: da su zakoni fizike invarijantni pod Lorentzovim transformacijama između inercijalnih referentnih okvira (to jest, da su kovarijantni), i da je brzina svjetlosti u vakuumu konstantna neovisno o bilo kojoj kretanju ili izvoru svjetlosti.
Relativnost i elektromagnetizam
Međutim, kada razmatramo elektromagnetizam u vezi s ovim principima koji su primjenjivani u Einsteinovim teorijama o relativnosti, utvaramo da ovaj proces prikazuje dva odvojena aspekta poznata kao elektromagnetska polja - odnosno električno polje i magnetsko polje. Magnetsko polje može izgledati kao električno polje u drugom frejmu ovisno o tome je li promatrač ili izvor u gibanju relativno prema drugome.
Magnetsko polje kao relativističko električno polje
Razmotrimo pozitivno nabijenu česticu koja se gibaje unutar vodiča; u okviru reference za taj vodič postoji električno polje oko te čestice. Međutim, ako promijenimo perspektivu na onu koja dolazi s gibanja objekta, onda su neutralni atomi unutar vodiča počeli se gibati, dok negativno nabijene čestice izgledaju gustije raspoređene zbog duljinske kontrakcije (posljedica specijalne relativnosti). Stoga, postoji električno polje kada se gleda iz stacionarnog okvira, ali se pojavljuje kao magnetizam unutar njega.
Zaključak
U zaključku, magnetsko polje može se shvatiti kroz relativističke značajke kao električna sila. Ova veza koja spaja elektricitet s magnetizmom putem teorije relativnosti ne samo da nam pomaže bolje razumjeti elektromagnetizam, nego i otkriva duboku prirodu Einsteinove teorije relativnosti u našem shvaćanju fizičke stvarnosti.
