Mieli tekisi ajatella että magneettikenttä on vain liikkuvien varauksien
keskinäistä vaikutusta.
- Magneettista monopolia ei ole (havaittu).
- Magneettikenttä joko on tai ei riippuen kulkeeko mittaaja varauksen mukana vai ei.
Selittäisi molemmat kohdat
Sähkövaraus ja sähkökenttä sen sijaan taitaa olla olemassa liiketilasta huolimatta.
keskinäistä vaikutusta.
- Magneettista monopolia ei ole (havaittu).
- Magneettikenttä joko on tai ei riippuen kulkeeko mittaaja varauksen mukana vai ei.
Selittäisi molemmat kohdat
Sähkövaraus ja sähkökenttä sen sijaan taitaa olla olemassa liiketilasta huolimatta.
Vastaukset 6
Vanhimmat
"Mieli tekisi ajatella että magneettikenttä on vain liikkuvien varauksien
keskinäistä vaikutusta."
Klassisessa sähkömagnetismissa näin riittää usein ajatella. Varsinkin jos magneetit on luotu sähköjohtimissa eikä ole kyseessä ns. kestomagneetti.
"Magneettista monopolia ei ole (havaittu).
Magneettikenttä joko on tai ei riippuen kulkeeko mittaaja varauksen mukana vai ei.
Selittäisi molemmat kohdat"
Magneettinen monopoli tarkoittaa vain, että virtaako kenttä ulos (ja vain ulos) jostain pisteestä. Tämä ei vastaa täysin sitä, että kenttä voi tai ei voi kadota jossakin liikkeessä (suomeksi sanottuna 'Gaussin laki magneettikentälle' ei ole 'Faradayn laki').
https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_force#Lorentz_force_and_Faraday's_law_of_induction
Suurin osa magneettikentistä on joko pyörteitä (suora sähköjohdin) tai kahden navan dipolikenttiä (kuten kestomagneetit). Pyörrekenttä näyttää häviävän kaikkialla, jos havaitsijan liike on sidottu johtimessa liikkuvaan varaukseen. Dipolikentässä magneettikenttä tai siitä koettu voima voi olla kadonnut lähinnä yksittäisessä pisteessä havaitsijan itsensä luona. Kuitenkin tämä havaitsija pitäisi (laskuissaan) muuta maailmaa edelleen magneettikentän alaisena. Samalla tavalla kuin kaikkien havaitsijoiden pitää nähdä sähköisen monopolin olemassaolo, kaikkien heidän pitää nähdä magneettinen dipoli.
Magneettikenttä ilman liikkuvaa varausta - ja ilman yhtään mitään - esiintyy myös magneettikentän aaltoilussa. Tämä aaltoilu ei virtaa ulos mistään monopolista, mutta se ei myöskään katoa mihinkään nieluun vaan on pysyvää. Eli nollasta poikkeava magneettikenttä on pysyvästi olemassa. Lisäksi jos joku havaitsija näkee tämän magneettikentän aaltoilun, sen näkevät kaikki liikkuvatkin havaitsijat. Aaltoilu on samanlainen asia kuin edellä, että sitä on mielekästä tarkastella useissa pisteissä.
"Sähkövaraus ja sähkökenttä sen sijaan taitaa olla olemassa liiketilasta huolimatta."
Jos yksi havaitsija näkee sähkökentän, ei ole yhtään liiketilaa, missä sitä ei näkisi. Silti sähkökenttä voi olla kaikille havaitsijoille nolla. Nimenomaan ns. kestomagneetti voi olla sähköisesti neutraali, koska magneettikenttä tunkee ulos kappaleesta, jossa on yhtä paljon positiivisia ja negatiivisia varauksia. Periaatteessa sähköjohtokin on neutraali ulospäin mutta siinä tiedetään olevan johdon sisällä sähkökenttä virtauksen suuntaisena. Tämän saman on ajateltu olevan joskus olemassa suurissa kestomagneeteissa, mutta kvanttimekaaninen käsitys näistä magneeteista on vähän erilainen.
https://www.youtube.com/watch?v=hFAOXdXZ5TM
https://en.wikipedia.org/wiki/Ferromagnetism#Origin_of_atomic_magnetism
Kvanttifysiikan mukaan magneettiset dipolit esiintyvät kestävänä jo eristetyn ja liikkumattoman alkeishiukkasen tasolla. Yksi elektroni muodostaa spinillään tällaisen magneetin vaikka elektroni ei odotusarvoisesti liiku eikä virtaa. Ja vaikka sen sisällä ei virtaa mahdollisesti mitään elektronia pienempää. Liikkuva havaitsija ei voi olla näkemättä että hiukkasella on spin ja magneettinen.momentti. Vaikka ajattelisi näiden olevan samassa pisteessä, eli havaitsija tarkastelisi osaa tämän hiukkasen aaltofunktiosta siellä missä on.
Pelkän spinin mainitseminen ei kata koko magneettisuusteoriaa. Spinistä ei ole yksinään kysymys esim. neutriinojen magneettisuudessa. Se riippuu siitä, onko neutriino Dirac-hiukkanen vai Majorana-hiukkanen. Ja yleisesti siitä, minkä kolmannen kentän avulla tavallinen vasenkätinen neutriino on kytketty fotonikenttään:
https://arxiv.org/pdf/hep-ph/0212118.pdf
"Jos yksi havaitsija näkee sähkökentän, ei ole yhtään liiketilaa, missä sitä ei näkisi."
Tämä ei pitänyt paikkaansa. On sellaisia tapauksia, missä joku ei näe sähkökenttää, mutta toiset näkevät sen johtuen siitä, että monien mielestä paikalla on magneettikenttä. Liike magneettikentässä muuttaa sen näkemisen sähkökentäksi ja päinvastoin. Lisäksi tärkeää olisi sanoa, että tässä E:n ja B:n pitäisi olla käytökseltään täysin samanlaisia keskenään. Tässä kohtaa ja jatkossa tarkoitetaan aina sitä, että näkee kentän koko avaruudessa.
Kuitenkin voi sanoa, että on olemassa taas tapauksia, missä on mahdollista, että kaikkien liikkuvien havaitsijoiden on nähtävä nollasta poikkeava sähkökenttä tai magneettikenttä. Sitten kun on olemassa yksi tapaus, ei voida tehdä kuten avausviestissä ja sanoa, että toista kenttää ei olisi universaalisti ja sen saa toisesta. (Tällainen tapaus on kenttä, missä pistetulo (E,B) ei ole nolla).
Samoin jos pitää todistaa, että aaltoilutapauksessa näkee aina magneettikentän riippumatta liikkestä, niin pitäisi käyttää näitä kaavoja
https://en.wikipedia.org/wiki/Classical_electromagnetism_and_special_relativity#Non-relativistic_approximations
Valon kenttien amplitudeille pätee E = c B, ja ne ovat samassa vaiheessa. Mennään valosta pois päin samaan suuntaan kuin valo. Silloin vektorimuodossa on jotenkin näin
B ' = B - v x E / c^2
= ( E / c , 0, 0) - ( v E / c^2, 0, 0)
Tästä tulee nollavektori jos v = c. Tämä ei ole kuitenkaan sallittu havaitsijan koordinaatisto. Lasku on oleellisesti sama jos käyttää Lorentzin muunnosta tämän tiedon perusteella.
Näissä kaavoissa magneettikentän jäämisessä jäljelle tai sen syntymisessä jossain liikkeessä on olellista, että se ei aina tarkoita, että liike on juurikin sellaista, missä havaitsija on varaus ja tuntisi Lorentzin voiman siitä magneettikentästä itse. Pikemmin kyseessä on havaitsija, joka voi tarkkailla muulla tavalla liikkuvia varauksia, ja tekee itse vain sen päätöksen, onko voima niissä peräisin sähkösta vai magnetismista.
Kaavoista saa senkin, että neutraalin johtimen ympärillä (missä ulkona on vain magneettikenttä) muodostuu varaukseen voima kohti johdinta tai siitä poispäin. Jos havaitsija liikkuu virran suuntaan siten, ettei näe magneettikenttää, hän näkee kuitenkin syntyneen uuden sähkökentän, joka vetää varauksia kohtisuoraan johdinta päin tai ulospäin.
Asiaa ja vastausta pohtiessa sekä nettiä selatessa tuli tälläinenkin eteen
https://www.youtube.com/watch?v=1TKSfAkWWN0
Paikallaan olijan magneettikenttä onkin sahkökentän vaikutus liikkuvan varauksen kannalta (tai voitaisiin tulkita näin).
2.44
So really, what this experiment shows is that a magnetic field is just an electric field
2.48
viewed from a different frame of reference.
2.51
In the cat's frame of reference, it is repelled from the wire due to the electric field created
Suhtaudun nykyään aika "varauksellisesti" nettivideoihin :)
Mutta on tuohon painava lausuntokin
“What lead me more or less directly to the special theory of relativity was the conviction that the electromotive force acting on a body in motion in a magnetic field was nothing else but an electric field.”
— Albert Einstein
Ehkä tässä on eri tarkastelukulma asiaan. Ainakin eri mitä oma hieman naiivi älynväläys oli.
Sähkökenttä on yksi komponentti sähkömagneettisessa kentässä sen toisen ollessa magneettikenttä. Siksi puhutaan nimenomaan sähkömagneettisesta kenttäteoriasta eikä sähkökenttäteoriasta tai magneettikenttäteoriasta erikseen.
QED kertoo sen mitä sähkömagnetiikasta tiedetään mikrotasolla.
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_electrodynamics
Richard Feynmanin varsin hyvä esitelmä aiheesta kvanttielektrodynamiikka, jonka kehittämisestä hän siis sai Nobelin fysiikan palkinnon jaettuna kahden muun tutkijan kanssa vuonna 1965:
"QED: Photons-Corpuscles of Light (Richard Feynman 1/ 4)"
https://www.youtube.com/watch?v=P9nPMFBhzsI