Magnetismi ja suhteellisuusteoria ★ Toimittajan suosikki

[Aatami]

AI:n alustus aiheesta:

Magnetismi ja suhteellisuusteoria liittyvät toisiinsa siten, että suhteellisuusteoria selittää magnetismin ja sähköisyyden yhdeksi ja samaksi sähkömagneettiseksi ilmiöksi, joka riippuu tarkkailijan liiketilasta. Sähkövaraukseen kohdistuu suhteellisuusteorian mukaan sähköinen voima, mutta jos varaus liikkuu, sen suhteellisen liikkeen seurauksena siihen vaikuttaa myös magneettinen voima.

Sähkömagneettinen vuorovaikutus:
Magnetismi on fysikaalinen ilmiö, jossa magneettiset kappaleet ja sähkövirrat vaikuttavat toisiinsa veto- tai poistovoimalla.
Sähkömagneettista vuorovaikutusta välittää magneettikenttä.

Miten suhteellisuusteoria selittää magnetismin?

Liikkeen merkitys: Kun varattu hiukkanen liikkuu, sen havaitsemaksi sähkökenttä voi muuttua magneettikentäksi. Suhteellisuusteoria osoittaa, että magneettinen voima on sähköisen voiman ilmentymä, joka syntyy suhteellisen liikkeen seurauksena.

Yhtenäinen teoria: Einsteinin erityinen suhteellisuusteoria yhdisti sähkön ja magnetismin yhdeksi sähkömagneettiseksi kentäksi. Teorian mukaan magneettikenttä ei ole itsenäinen, vaan se on sähkökentän ilmentymä tietyssä koordinaatistossa.

AI:n alustus aiheesta loppui tähän.



Olisiko palstan viisailla jotain korjattavaa tai lisättävää?

[Eusa]

Täydellistetyssä suhteellisuudessa tuo periaate naulataan ainoaksi mahdolliseksi yhteismekanismiksi globaalina vaihekenttänä; magneettikenttä erikseen olisi mieletön ajatus.

https://doi.org/10.13140/RG.2.2.11474.06085
https://doi.org/10.13140/RG.2.2.31638.41280

[Cargo]

Sähkö- ja magneettikenttä eivät ole itsenäisiä, vaan ne ovat saman sähkömagneettisen kentän eri osia, jotka riippuvat tarkastelukehyksestä. Erityisesti nämä kentän komponentit sekoittuvat Lorentz-muunnoksen vaikutuksesta, eikä siis ole kyse siitä, että sähkökenttä "muuttuisi" magneettikentäksi. Suosittelen kirjaa Principles of Electrodynamics - Schwartz, jossa Maxwellin yhtälöt johdetaan luonnollisella tavalla suoraan erityisestä suhteellisuusperiaatteesta, ilman ad-hokkuspokkus lisäoletuksia.

Historiallisena seikkana voidaan mainita, että alunperin Lorentz-muunnos johdettiin suoraan Maxwellin yhtälöistä. Lorentz selitti aluksi, että muunnoksen aiheuttama dilataatio johtuisi avaruuden täyttävästä eetteristä ja että kun kulkee tietyllä nopeudella eetterin suhteen, niin pituus kutistuu (eetterin suhteen) Lorentz-muunnoksen mukaisella tavalla. Myöhemmin Einstein selitti Lorentz-muunnoksen suhteellisuusperiaatteen ja valon nopeuden invarianssin avulla. Koska Einsteinin selitys on helpompi ymmärtää, niin se on valittu suppean suhteellisuusteorian perusteeksi.

[MooM]

Lisäksi Maxwellin yhtälöt ovat vanhemmat kuin suhteellisuusteoria. Eli tämä kohta on harhaanjohtava:

"Sähkövaraukseen kohdistuu suhteellisuusteorian mukaan sähköinen voima, mutta jos varaus liikkuu, sen suhteellisen liikkeen seurauksena siihen vaikuttaa myös magneettinen voima"

Tuo on nimenomaan klassiseen sähkömagnetismiin liittyvä havainto tai kuvaus, miten sitä haluaakin ajatella. Siis ajalta ennen suhtista.

[Purdue]

Tää on mielenkiintoinen topikki, josta itse tiedän todella vähän.

Mutta sähkömagneettisella vuorovaikutuksella sekä suhteellisuusteorialla on kytkös. Sekä liike (suppea suhteellisuusteoria) sekä massa (yleinen suhteellisuusteoria) muuttavat aikaa ja avaruutta, ja vaikka valon nopeus säilyy vakiona niin esiintyy puna- ja sinisiirtymiä mun käsittääkseni?

Joka tapauksessa aika-avaruuden muutokset ja kaareutuminen on ilmeisesti jollakin tapaa kytköksissä sähkömagneettiseen kenttään, ja toivottavasti joku viisaampi palstalla osaisi selittää tämänkin kytköksen kansantajuisesti?

[JeeSe]

UIt=mc^2

[Aatami]

Lisäksi Maxwellin yhtälöt ovat vanhemmat kuin suhteellisuusteoria. Eli tämä kohta on harhaanjohtava:

"Sähkövaraukseen kohdistuu suhteellisuusteorian mukaan sähköinen voima, mutta jos varaus liikkuu, sen suhteellisen liikkeen seurauksena siihen vaikuttaa myös magneettinen voima"

Tuo on nimenomaan klassiseen sähkömagnetismiin liittyvä havainto tai kuvaus, miten sitä haluaakin ajatella. Siis ajalta ennen suhtista.

Hiukkaskiihdyttimessä liikkuvien elektonien välillä on "magneettinen voima". Samoin kahdessa johdossa samaan suuntaan liikkuvien elektronien välillä. Em. "magneettinen voima" selittää 100% "magneettisesta voimasta" em. johtojen välillä.

Em. "magneettinen voima" on oikeasti aikadilataatiosta johtuva liikemäärävirtauksen hidastuminen. Tästä opimme että voima on suhteellinen asia.

[Neutroni]

AI:n alustus aiheesta:

LOpettakaa nyt sen AI:n käyttö mihinkään järkevyyttä tavoittelevaan, vaikka se osaa tuottaa välttävää viihdelätinää 95% makuun. Palstan itseoppineille OAA:llekin tekee tiukkaa sisällyttää noin paljon asiavirheitä noin lyhyeen tekstiin.

Magnetismi ja suhteellisuusteoria liittyvät toisiinsa siten, että suhteellisuusteoria selittää magnetismin ja sähköisyyden yhdeksi ja samaksi sähkömagneettiseksi ilmiöksi, joka riippuu tarkkailijan liiketilasta. Sähkövaraukseen kohdistuu suhteellisuusteorian mukaan sähköinen voima, mutta jos varaus liikkuu, sen suhteellisen liikkeen seurauksena siihen vaikuttaa myös magneettinen voima.

Ei, erityinen suhteelisuusteoria ei ole sähkömagnetismin teoria. Se on teoria avaruuden ominaisuuksista. Avaruus toki vaikuttaa sähkömagentimiin niin kuin kaikkeen luonnossa, mutta suhteelisuusteoria ei ota sen kummempaa kantaa siihen. Se suhtellisuusteorian vakio c on avaruuden ominaisuuksiin liittyvä vakio. Nimi "valon nopeus" on harhaanjohtava.

Sähkömagneettinen vuorovaikutus:
Magnetismi on fysikaalinen ilmiö, jossa magneettiset kappaleet ja sähkövirrat vaikuttavat toisiinsa veto- tai poistovoimalla.
Sähkömagneettista vuorovaikutusta välittää magneettikenttä.

Tuo ensimmäinen virke on sellaista ala-aseen ympäristöopin tasoista selitystä. Toinen on väärin. Se on sähkömagneettinen kenttä.

Miten suhteellisuusteoria selittää magnetismin?

Ei mitenkään. Se on sähkömagnetismin teorioiden alaa.

AI:n alustus aiheesta loppui tähän.

Jotain hyvää siinäkin.

Olisiko palstan viisailla jotain korjattavaa tai lisättävää?

No pistetään punaiset henkselit päälle ja otetaan "om start". Seuraavalla kerralla kannattaa konsultoida fysiikan oppikirjoja ja jättää tekotyperyys piirtämään kuusisormisia käsiä.

[Eusa]

Miten suhteellisuusteoria selittää magnetismin?

Ei mitenkään. Se on sähkömagnetismin teorioiden alaa.

Yleensä tuollainen kysymys tarkoittaa vastaavaa kuin "miten atomikello mittaa toisin aikoja kuin kvartsikidekello?"

Liénard-Wiechertin potentiaalit ovat tarkka relativistinen ratkaisu sähkömagneettisille kentille.

[Aatami]

Olkoon valtava levy jossa sähkövaraus. Olkoon kentän voimakkuus levyn lähellä 1V/m.

Nyt atomi ohittaa levyn nopeudella 0.999999999999999999 c, ja ionisoituu.

Kun tarkastelemme asiaa atomin näkökulmasta, niin levy on kutistunut, ja varaustiheys on suuri, ja kentänvoimakkuus on suuri, ja siksi tapautuu ionisoituminen.

Kun tarkastelemme asiaa levyn näkökulmasta, niin atomin ionisoitumiskenttävoimakkuus oli 0.8 V/m, ja siksi tapautui ionisoituminen.

Tämä oli tämmöinen hyvin yksinkertainen esimerkki otsikon tarkoittamasta asiasta.

[Aatami]

Olkoon valtava levy jossa sähkövaraus. Olkoon kentän voimakkuus levyn lähellä 1V/m.

Nyt atomi ohittaa levyn nopeudella 0.999999999999999999 c, ja ionisoituu.

Kun tarkastelemme asiaa atomin näkökulmasta, niin levy on kutistunut, ja varaustiheys on suuri, ja kentänvoimakkuus on suuri, ja siksi tapautuu ionisoituminen.

Kun tarkastelemme asiaa levyn näkökulmasta, niin atomin ionisoitumiskenttävoimakkuus oli 0.8 V/m, ja siksi tapautui ionisoituminen.

Tämä oli tämmöinen hyvin yksinkertainen esimerkki otsikon tarkoittamasta asiasta.

Kuvitellaanpa että magnetismia ei ole keksitty. Nyt emme voi selittää nopean atomin hajoamisherkyyttä magneettisella hylkimisvoimalla. Vaan toteamme että kaikki nopeat esineet ovat heikkoja. Jos nopeat atomit olisivat heikkoja, mutta nopeat planeetat eivät olisi, niin silloin em. eroa voisi käyttää nopeusmittarina, siksi siis kaikkien nopeiden esineiden pitää olla heikkoja, jos haluamme että nopeus on suhteellinen asia.

[Aatami]

Magnetismi ja suhteellisuusteoria liittyvät toisiinsa siten, että suhteellisuusteoria selittää magnetismin ja sähköisyyden yhdeksi ja samaksi sähkömagneettiseksi ilmiöksi, joka riippuu tarkkailijan liiketilasta. Sähkövaraukseen kohdistuu suhteellisuusteorian mukaan sähköinen voima, mutta jos varaus liikkuu, sen suhteellisen liikkeen seurauksena siihen vaikuttaa myös magneettinen voima.

Ei, erityinen suhteelisuusteoria ei ole sähkömagnetismin teoria. Se on teoria avaruuden ominaisuuksista. Avaruus toki vaikuttaa sähkömagentimiin niin kuin kaikkeen luonnossa, mutta suhteelisuusteoria ei ota sen kummempaa kantaa siihen. Se suhtellisuusteorian vakio c on avaruuden ominaisuuksiin liittyvä vakio. Nimi "valon nopeus" on harhaanjohtava.

Höpö höpö. Jos vain lisäämme lainausmerkit "magneettisen voiman" ympärille, niin AI:n tuottama, tai lähinnä kopioima, kappele on ihan hyvä.

Tai no, korvataan "magneettinen voima" vaikka tämmösellä fraasilla: "relativististen efektien aihuttama voima, jota aiemmin kutsuttiin magneettiseksi voimaksi "

[Aatami]

Sähkö- ja magneettikenttä eivät ole itsenäisiä, vaan ne ovat saman sähkömagneettisen kentän eri osia, jotka riippuvat tarkastelukehyksestä. Erityisesti nämä kentän komponentit sekoittuvat Lorentz-muunnoksen vaikutuksesta, eikä siis ole kyse siitä, että sähkökenttä "muuttuisi" magneettikentäksi. Suosittelen kirjaa Principles of Electrodynamics - Schwartz, jossa Maxwellin yhtälöt johdetaan luonnollisella tavalla suoraan erityisestä suhteellisuusperiaatteesta, ilman ad-hokkuspokkus lisäoletuksia.

Kiitos kirjasuosituksesta. En kyllä kyllä aio lukea ko. kirjaa. Mutta suosittelen Neutronille ko. kirjan lukemista.

Onko sinulle tuttu asia voiman Lorentz-muunnos?

[Aatami]

Tää on mielenkiintoinen topikki, josta itse tiedän todella vähän.

Mutta sähkömagneettisella vuorovaikutuksella sekä suhteellisuusteorialla on kytkös. Sekä liike (suppea suhteellisuusteoria) sekä massa (yleinen suhteellisuusteoria) muuttavat aikaa ja avaruutta, ja vaikka valon nopeus säilyy vakiona niin esiintyy puna- ja sinisiirtymiä mun käsittääkseni?

Joka tapauksessa aika-avaruuden muutokset ja kaareutuminen on ilmeisesti jollakin tapaa kytköksissä sähkömagneettiseen kenttään, ja toivottavasti joku viisaampi palstalla osaisi selittää tämänkin kytköksen kansantajuisesti?

Tässä on kyse mekaniikasta.

Suprajohtava sähköisesti neutraali rengas jossa kiertää sähkövirta ei vaikuta vieressä seisovaan elektroniin. Kun ko. elektroni pannaan liikkumaan, niin ko. elektronin mielestä rengas liikkuu, ja renkaan liikkuvat elektronit viettävät nyt enempi aikaa rankaan yhdellä puolella, ja siksi varaus omasta mielestään kokee sähköisen hylkimisvoiman renkaan toisesta puolesta poispäin.

Mustan aukon lähellä oleva suprajohtava sähköisesti neutraali rengas jossa kiertää sähkövirta ei vaikuta kaukana seisovaan elektroniin. Kun ko. elektroni pannaan liikkumaan, niin ko. elektronin mielestä rengas ja musta aukko liikkuvat, ja renkaan liikkuvat elektronit eivät vietä nyt enempi aikaa rankaan yhdellä puolella, johtuen siitä että valonnopeus ei ole sama kaikkiin suuntiin lähellä liikkuvaa mustaa aukkoa, ja siksi varaus ei koke sähköistä voimaa.

[Aatami]

UIt=mc^2

Aivan. Jos asetamme c = 1 ja jaamme t:llä saamme: energia virtauksen voimakkuus UI = massavirtauksen voimakkuus m/t.

Sitten taas voima on massavirtauksen voimakkuuden muutos aikayksikössä. Em. voima on sitten taas yhden "mageettisen voiman" selitys.