De onderlinge relaties van elektrische velden en Magnetische velden zijn een van de basisideeën in de natuurkunde en dit concept is nauw verbonden met de relativiteitstheorie. In dit artikel leg ik uit hoe het mogelijk is dat een magnetisch veld kan worden beschouwd als een elektrisch veld waarop de relativiteitstheorie van toepassing is.

Elektrische velden en magnetische velden

Elektrische velden zijn afkomstig van elektrische ladingen, ze oefenen ook krachten uit op andere elektrische ladingen, terwijl magnetische velden afkomstig zijn van bewegende elektrische ladingen en deze ook inwerken op andere bewegende ladingen.

Speciale relativiteitstheorie

De speciale relativiteitstheorie heeft twee postulaten: dat de wetten van de fysica invariant zijn onder Lorentztransformaties tussen inertiaalreferentiekaders (d.w.z. dat ze covariant zijn), en dat de snelheid van het licht in vacuüm constant is, ongeacht enige beweging of lichtbron.

Relativiteit en elektromagnetisme

Wanneer we echter elektromagnetisme beschouwen met betrekking tot deze principes zoals toegepast door Einsteins relativiteitstheorieën, ontdekken we dat dit proces twee afzonderlijke aspecten vertoont die bekend staan als elektromagnetische velden, namelijk elektrisch veld en magnetisch veld. Een magnetisch veld kan eruitzien als een elektrisch veld in een ander frame, afhankelijk van of de waarnemer of de bron ten opzichte van elkaar in beweging is.

Magnetisch veld als relativistisch elektrisch veld

Laten we eens kijken naar een positief geladen deeltje dat zich in een draad beweegt; In het referentiekader voor zo'n draad bestaat er een elektrisch veld rond zo'n deeltje. Als we echter veranderen in het gezichtspunt dat afkomstig is van een lopend object, beginnen neutrale atomen in de draad te bewegen, terwijl negatief geladen deeltjes dichter opeengepakt lijken als gevolg van lengtecontractie (een gevolg veroorzaakt door de speciale relativiteitstheorie). Bijgevolg bestaat er een elektrisch veld wanneer het tegen het stationaire frame wordt bekeken, maar verschijnt het als magnetisme erin.

Conclusie

Concluderend kan een magnetisch veld met relativistische middelen worden opgevat als een elektrische kracht. Deze link die elektriciteit verbindt met magnetisme door middel van de relativiteitstheorie helpt ons niet alleen een heel eind om meer te begrijpen over elektromagnetisme, maar onthult ook de diepgaande aard van Einsteins relativiteitstheorie in onze perceptie van de fysieke realiteit.