En las unidades gaussianas, ¿por qué la ecuación de fuerza de Lorentz contiene la velocidad de la luz?

Es mejor no preocuparse por las apariencias específicas de [matemáticas] c [/ matemáticas] en las ecuaciones. Cuando haces electromagnetismo, [math] c [/ math] definitivamente aparecerá en algunos lugares porque el magnetismo es un efecto fundamentalmente relativista. Pero puede elegir con qué unidades definir [math] \ mathbf {B} [/ math] con. Cuando eliges unidades gaussianas obtienes una [matemática] c [/ matemática] en la ley de fuerza de Lorentz. Cuando eliges unidades SI obtienes [matemática] c [/ matemática] en otros lugares. El sistema real de unidades que elija, por supuesto, es arbitrario, por lo que pone en tela de juicio la hipótesis de que los factores de [matemáticas] c [/ matemáticas] en lugares específicos tienen algún significado profundo.

Diré esto sin embargo. En las unidades gaussianas, los campos eléctricos y magnéticos transportan la misma cantidad de energía cuando tienen la misma intensidad de campo. (Tenga en cuenta que este es precisamente el caso de las ondas electromagnéticas). Entonces puede leer la ecuación como diciendo: cuando tenemos campos eléctricos y magnéticos de la misma energía, entonces la fuerza ejercida por el campo magnético es suprimida por un factor de [matemática ] v / c [/ math] en comparación con el campo eléctrico. Es decir, la fuerza magnética es mucho más débil que la fuerza eléctrica a menos que tenga partículas viajando a velocidades cercanas a la luz. Esta observación es ocasionalmente útil en circunstancias en las que debemos hacer aproximaciones manteniendo términos de orden principal porque una solución analítica exacta no es factible.

especialFísicaFuerzaRelatividadVelocidadVelocidad de la luz

Si un fotón no tiene masa, ¿cómo mueve un haz de luz las paletas plateadas y negras en un tubo de vacío?

Si se acelerara la expansión del universo, ¿podría la velocidad relativa entre dos planetas ser mayor que la velocidad de la luz? ¿Qué observaría una persona de un planeta sobre el otro desde su marco de referencia?

Teóricamente, si viajo más rápido que la velocidad de la luz y me detengo en cualquier punto que no mire hacia atrás desde donde venía, ¿me veré venir?

¿Cómo verías el mundo si fueras capaz de ir a la velocidad de la luz?

¿Por qué los astronautas experimentan gravedad cero en el espacio exterior? ¿Por qué no comienzan a orbitar el Sol de forma independiente una vez que salen de la fuerza gravitacional de la Tierra?

¿Qué pasaría si se lanzara una pelota de béisbol al 10% de la velocidad de la luz?

La aparición de c en la ecuación gaussiana es que representa una constante dimensional que SI ha establecido en la unidad, pero en CGS llega a C.

Aparece dondequiera que uno tenga cantidades electrostáticas y magnéticas netas en la misma ecuación. El punto de observación es si hay cantidades eléctricas y magnéticas presentes, y estas no se reducen a términos mecánicos puros en términos de términos eléctricos o magnéticos solamente. Aquí tenemos F = qv × B, un eléctrico multiplicado por un término magnético.

Una relación que lo muestra es [math] \ epsilon \ mu c ^ 2 = \ kappa ^ 2 [/ math], donde, por ejemplo, [math] I_A = Q / \ kappa t [/ math]. Conjunto gaussiano y HLU [matemática] \ epsilon = \ mu = 1 [/ matemática] que conduce directamente a [\ matemática] \ kappa = c [/ matemática], donde la mayoría de los otros sistemas, como esu, emu y SI, configuran [\ math] \ kappa = 1 [/ math].

Por ejemplo, supongamos que I es la corriente de amperios, Q es la carga electrostática, luego Q = I ct o I = (Q / t) (1 / c), donde el segundo factor de la derecha representa un giro medido en rizos . es decir, 1 ‘biot-turn’ = c ‘Fr / s’ * (1 / c) rizos

En la teoría gaussiana (y HLU), la constante mencionada en el párrafo anterior es igual a c.

Gary Hollis

El factor adicional de [math] 1 / c [/ math] tiene un significado muy importante en el sentido de que puede considerarse que está allí para hacer que la velocidad esté en unidades de [math] c [/ math], la velocidad más rápida posible .

Si escribimos [math] \ vec {v} = c \ vec {\ beta} [/ math], entonces la ley de fuerza de Lorentz dice:

[matemáticas] \ vec {F} = q \ cdot (\ vec {E} + \ vec {\ beta} \ times \ vec {B}). [/ matemáticas]

Tener velocidades en unidades de [matemática] c [/ matemática] significa que los límites son fáciles de recordar (0 mínimo, 1 máximo) y elimina la distinción entre [matemática] \ beta [/ matemática] y velocidad, [matemática] \ beta [/ math] es la forma más simple y clara de expresar la velocidad en la mecánica relativista, además de ser adimensional.

Como estamos señalando unidades gaussianas, me gustaría mencionar las unidades de Planck (a veces llamadas “unidades naturales”). Las unidades de Planck toman en serio esta idea de usar solo cantidades adimensionales y eliminan todos los factores de cinco de las constantes fundamentales, incluidas [matemáticas] c [/ matemáticas] y [matemáticas] \ hbar [/ matemáticas] y, en consecuencia, eliminan muchos más coeficientes de las ecuaciones que son simplemente un producto del sistema de unidades que se utilizan. Por esta razón, tiendo a pensar que las unidades de Planck, o un sistema como ellos que elimina la mayor cantidad de constantes de sistema-unidad de las ecuaciones y resultados posibles, es el mejor sistema de unidades a utilizar.

Gary Hollis

More Interesting

Si dos trenes viajan uno hacia el otro, ambos viajando con la velocidad de la luz, ¿cuál sería su velocidad relativa?

¿Por qué y cómo la frecuencia de la luz permanece constante en un medio más denso, incluso si su velocidad y longitud de onda cambian?

¿Por qué nada puede viajar más rápido que la luz (la luz está hecha de fotones, que no tiene masa), pero según e = mc2, la masa aumenta a medida que aumenta la velocidad?

¿Hay alguna evidencia de que la velocidad de la luz es la máxima?

Si voy a través de un portal al planeta a 5 años luz de distancia, ¿es eso más rápido que la luz?

¿Cómo se concluyó que la luz tiene la velocidad más rápida y cómo se midió?

¿A qué velocidad tendrías que viajar para estar al mismo tiempo todo el tiempo?

¿La luz viaja más rápido, en relación con nosotros, en regiones de espacio vacío que, por ejemplo, dentro de la Vía Láctea debido a la menor dilatación del tiempo gravitacional?

Si la gravedad viaja con la velocidad de la luz, ¿puede viajar más lento en un medio diferente?

¿Por qué la física todavía dice que los objetos no pueden exceder la velocidad de la luz cuando tenemos observaciones que muestran que sucede?