¿Cómo funcionan los campos electromagnéticos según la teoría de la relatividad?

Con respecto al electromagnetismo y la relatividad especial:

El campo magnético no ‘existe’.

No, no quiero decir que, en el sentido de la teoría de la conspiración, esto sea aceptado. Los campos magnéticos pueden explicarse como campos eléctricos cuando se procesan con una relatividad especial.

Trataré de explicar el “experimento mental” básico detrás de este razonamiento. Suponga que los campos magnéticos no existen para el propósito de este experimento.

Digamos que tiene una pista de ‘dos ​​carriles’ de cargas positivas y negativas. Diremos que las cargas positivas se mueven hacia la derecha y las negativas hacia la izquierda, con igual velocidad y distribución (densidad lineal). Si tenemos un ‘observador’ cargado cerca de la pista, no sentirá ningún efecto del campo eléctrico porque las cargas están equilibradas.

No pasa nada raro todavía. Ahora, digamos que usted, el observador, comience a moverse a una velocidad paralela a las cargas positivas a la derecha.

La relatividad especial dice que habrá cierta contracción de longitud cuando cualquier partícula se mueva con velocidad relativa, pero cuando nuestro observador NO se mueva (en relación con la pista), esta contracción se equilibra porque ambas pistas de cargas se mueven con la misma velocidad.

Sin embargo, cuando el observador SE MUEVE, en relación con la pista, digamos paralelo a las cargas y moviéndose hacia la derecha, hay una DIFERENCIA en la contracción. Ahora, los carriles de cargas tienen diferente velocidad relativa, v carga + v observador, y el otro tiene velocidad de v carga – v observador. Debido a que la velocidad de los carriles de carga es diferente, la contracción de la longitud NO se equilibra. Un carril tiene una longitud contraída más que el otro. Esto cambia la densidad lineal de las cargas. Un carril tiene más cargas por unidad de longitud (como una carretera congestionada), lo que crea un campo eléctrico NETO, que es lo que percibimos como un CAMPO MAGNÉTICO.

Esa es la idea básica. Creo que puedes trabajar desde allí para encontrar algunas cosas más interesantes. Este tema generalmente se llama “Electrodinámica Relativista”, así que google para obtener más información.

EMF y una ‘partícula cargada que se mueve dentro de un campo eléctrico’ son diferentes manifestaciones del mismo fenómeno de fuerza de carga electrostática. MC Physics señala que los campos magnéticos son inducidos por cargas electrostáticas en movimiento.

Cuanto mayor sea el potencial de carga y mayor sea la velocidad (incluso relativista), más fuerte será el campo magnético. Entonces, tanto en su caso fijo como en su amigo en movimiento, ambos deberían ver tanto un campo de carga en movimiento (desde la carga) como el campo magnético (regla de la mano derecha) propagado desde esa misma carga en movimiento.

EMF es el movimiento relativista de fotones o partículas de electrones, que MC Physics sugiere que son uniones de monocargas. Visto en MC Physics Home y en vixra .org / pdf / 1609.0359v1.pdf. Estas uniones de carga mono giratoria siguen la misma relación de campo magnético de carga eléctrica, pero ahora se mueven a velocidades relativistas y propagan ese comportamiento EMF.

Efectivamente, se pregunta cómo difieren los campos eléctricos y magnéticos para dos observadores en movimiento relativo.

La distancia y el tiempo, en relatividad especial, cambian o se transforman bajo la transformación de Lorentz. Lo mismo ocurre con los campos eléctricos y magnéticos, pero no es tan simple.

Para las transformaciones del espacio y el tiempo, quizás hayas visto algo como esto,

[matemáticas] (- ct ‘, x’, y ‘, z’) = \ Lambda (-ct, x, y, z) [/ matemáticas]. [math] \ Lambda [/ math], lambda, es la matriz de transformación de Lorentz. Los vectores tienen 4 componentes: uno para el tiempo y tres para el espacio.

Quizás el enfoque más fácil es comenzar con el potencial electromagnético de 4 vectores.

[matemáticas] A = (\ phi, A_x, A_y, A_z) [/ matemáticas]. “A” es el potencial magnético , y [math] \ phi [/ math] es el potencial habitual del campo eléctrico.

Al igual que el vector de desplazamiento cambia para un observador en movimiento relativo, también lo hace el potencial de 4 vectores.

Un observador en movimiento relativo mediría un valor diferente del potencial de 4 vectores, [matemática] A ‘= \ Lambda A. [/ Matemática]

Los campos eléctricos y magnéticos se expresan en términos del potencial de 4 vectores.

El campo eléctrico en la dirección x es [matemática] E_x = \ frac {dA_x} {dt} – \ frac {dA_t} {dx} [/ matemática]. Para el observador en movimiento relativo [matemática] E’_x = \ frac {dA’_x} {dt ‘} – \ frac {dA’_t} {dx’} [/ math]

El campo magnético, B, en la dirección x es [matemática] B_x = \ frac {dA_y} {dz ‘} – \ frac {dA_z} {dy} [/ matemática]. Para el observador en movimiento relativo [matemática] B’_x = \ frac {A’_y} {dz ‘} – \ frac {dA’_z} {dy’} [/ math]

Los campos magnéticos son tan “reales” como los campos eléctricos.

vea los resultados con la prueba de que las leyes de física del espacio-tiempo, incluido el campo electromagnético, son universales bajo la transformación lorentz generalizada. la velocidad de la luz ya no es el límite superior

Una sola ley de transformación universal para 4 vectores y tensores