eletromagnetismo relativista - Relativistic electromagnetism

Este artigo é sobre uma apresentação simplificada do eletromagnetismo, incorporando a relatividade especial. Para um artigo mais geral sobre a relação entre a relatividade especial e eletromagnetismo, veja eletromagnetismo clássico e relatividade especial . Para uma discussão mais rigorosa, consulte formulação covariante de eletromagnetismo clássico .
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Eletromagnetismo
Solenóide

Eletromagnetismo relativista é um fenômeno físico explicado no campo eletromagnético teoria devido à lei de Coulomb e transformações de Lorentz .

Eletromecânica

Depois de Maxwell propôs o modelo de equação diferencial do campo eletromagnético em 1873, o mecanismo de ação de campos veio em causa, por exemplo, na master class de Kelvin realizado na Johns Hopkins University em 1884 e comemorou um século depois.

A exigência de que as equações permanecem consistentes quando visto de vários observadores em movimento levou a relatividade especial , uma teoria geométrica de 4-espaço onde intermediação é pela luz e radiação. O espaço-tempo geometria forneceu um contexto para a descrição técnica da tecnologia elétrica, especialmente geradores, motores e iluminação em primeiro lugar. A força de Coulomb foi generalizado à força de Lorentz . Por exemplo, com este modelo de linhas de transmissão e de redes de energia foram desenvolvidos e frequência de rádio comunicação explorado.

Um esforço para montar uma de pleno direito electromechanics em uma base relativista é visto no trabalho de Leigh Page , do esboço do projeto em 1912 para o seu livro Eletrodinâmica (1940) A interação (de acordo com as equações diferenciais) de campo elétrico e magnético como visto mais de observadores em movimento é examinado. Qual é a densidade de carga em eletrostática torna-se densidade de carga adequada e gera um campo magnético para um observador em movimento.

Um renascimento do interesse neste método para a educação e formação de engenheiros elétricos e eletrônicos eclodiu na década de 1960 depois de Richard Feynman livro ‘s. O livro de Rosser Classical Eletromagnetismo via Relatividade era popular, como era Anthony Francês tratamento ‘s em seu livro que ilustra esquematicamente a densidade de carga adequada. Um autor proclamou: "Maxwell - Fora da Newton, Coulomb, e Einstein".

O uso de potenciais retardados para descrever campos eletromagnéticos de fonte-carga é uma expressão do eletromagnetismo relativista.

Princípio

A questão de como um campo elétrico em um referencial inercial aparência em diferentes quadros de referência em movimento em relação ao primeiro é crucial para entender campos criados por fontes móveis. No caso especial, as fontes que criam o campo estão em repouso com relação a um dos quadros de referência. Dado o campo elétrico no quadro onde as fontes estão em repouso, pode-se perguntar: o que é o campo elétrico em algum outro quadro? Sabendo o campo elétrico em algum momento (no espaço e no tempo) no quadro resto das fontes, e conhecendo a relativa velocidade dos dois quadros fornecidas todas as informações necessárias para calcular o campo elétrico ao mesmo ponto no outro quadro. Em outras palavras, o campo elétrico na outra quadro não dependem da distribuição em particular da fonte de encargos , apenas sobre o valor local do campo elétrico no primeiro quadro naquele ponto. Assim, o campo elétrico é uma completa representação da influência das cargas distantes.

Alternativamente, os tratamentos introdutórios de magnetismo introduzir a lei de Biot-Savart , que descreve o campo magnético associado a uma corrente elétrica . Um observador em repouso com relação a um sistema de cargas estáticas, livre verá nenhum campo magnético. No entanto, um observador em movimento olhando para o mesmo conjunto de encargos faz perceber uma corrente e, portanto, um campo magnético. Ou seja, o campo magnético é simplesmente o campo elétrico, como visto em um movimento sistema de coordenadas.

Veja também

Notas e referências