Взаимосвязи электрических полей и Магнитные поля являются одной из основных идей в физике, и это понятие тесно связано с теорией относительности. В этой статье я объясню, как магнитное поле можно рассматривать как электрическое поле, к которому применима теория относительности.

Электрические поля и магнитные поля

Электрические поля возникают из электрических зарядов, они также оказывают силы на другие электрические заряды, в то время как магнитные поля излучаются движущимися электрическими зарядами, и эти также действуют на другие движущиеся заряды.

Специальная теория относительности

Специальная теория относительности имеет два постулата: что законы физики инвариантны при преобразованиях Лоренца между инерциальными системами отсчёта (т.е. они ковариантны) и что скорость света в вакууме постоянна независимо от движения или источника света.

Теория относительности и электромагнетизм

Однако, рассматривая электромагнетизм с точки зрения этих принципов, применяемых теорией относительности Эйнштейна, мы обнаруживаем, что этот процесс демонстрирует два отдельных аспекта, известных как электромагнитные поля, а именно электрическое поле и магнитное поле. Магнитное поле может выглядеть как электрическое поле в другой системе отсчета, в зависимости от того, движутся ли наблюдатель или источник относительно друг друга.

Магнитное поле как релятивистское электрическое поле

Рассмотрим положительно заряженную частицу, движущуюся внутри провода; В системе отсчёта для такого провода существует электрическое поле вокруг такой частицы. Однако, если мы перейдем в точку обзора, исходящую от движущегося объекта, то нейтральные атомы внутри проволоки начнут двигаться, в то время как отрицательно заряженные частицы кажутся более плотно упакованными из-за сокращения длины (следствие, вызванное специальной теорией относительности). Следовательно, существует электрическое поле, если смотреть на его неподвижную систему отсчета, но оно проявляется в виде магнетизма внутри нее.

Заключение

В заключение, магнитное поле может быть понято с помощью релятивистских средств как электрическая сила. Эта связь, соединяющая электричество с магнетизмом через теорию относительности, не только помогает нам лучше понять электромагнетизм, но и раскрывает глубокую природу теории относительности Эйнштейна в нашем восприятии физической реальности.