Почему магнитное поле исчезает?

[Vladimirkey]

Добрый день, не понимаю суть относительности электромагнитного поля, а точнее, как так получается, почему пропадает магнитное поле и перестает действовать?

Представим, что есть телега, а на ней заряд, есть человек с компасом. Исходя из картинки (см. ниже) у человека вне телеги стрелка компаса отклоняется, а если он зайдет на телегу, то стрелка компаса перестанет отклоняться, ведь исчезнет для него магнитное поле.
Не понимаю:
1) как поле "понимает", что ему надо исчезнуть и перестать двигать стрелку компаса
2) не может же вот просто так взять в природе и исчезнуть что-то перейдя в другую систему отсчета, но тут, как для меня это и происходит - исчезает поле и перестает действовать на стрелку.



Объясните, пожалуйста.

[wrest]

Vladimirkey в сообщении #1382710 писал(а):

В природе, на сколько я понял, существует только электромагнитное поле.

Почему? Сейчас можно наверняка утверждать, что в природе ещё существует участник форума dxdy с никнеймом Vladimirkey

Vladimirkey всообщении #1382710 писал(а):

Объясните, пожалуйста, как так получается.

Вот тут объясняют, почитайте: http://sernam.ru/lect_f_phis5.php?id=96

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- поправьте текст так, чтобы в нем "электрическое", "магнитное" и "электромагнитное" поля не путались между собой; в нынешнем его виде понять, что именно вас интересует, можно только с трудом (и заголовок заодно поправьте).

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[Alex-Yu]

Vladimirkey в сообщении #1382710 писал(а):

исчезает поле и перестает действовать на стрелку.

Если магнитная стрелка движется относительно заряда (наоборот --- то же самое), то она отклоняется. И этот факт не зависит от системы отсчета. Так что никаких "чудес" нет. А уж будем мы это описывать как действие магнитного поля или электрического -- дело десятое. На самом деле есть единое электромагнитное поле, которое лишь выглядит как "чистое" магнитное или электрическое в специальных случаях. Ничего никуда не исчезает, просто электромагнитное поле в разных системах отсчета выглядит по-разному.

[Vladimirkey]

Alex-Yu в сообщении #1384176 писал(а):

Если магнитная стрелка движется относительно заряда (наоборот --- то же самое), то она отклоняется. И этот факт не зависит от системы отсчета. Так что никаких "чудес" нет. А уж будем мы это описывать как действие магнитного поля или электрического -- дело десятое. На самом деле есть единое электромагнитное поле, которое лишь выглядит как "чистое" магнитное или электрическое в специальных случаях. Ничего никуда не исчезает, просто электромагнитное поле в разных системах отсчета выглядит по-разному.

Если честно, не совсем понял, электрическое и магнитное поле это одно и то же? Но ведь их рассказывают и прочитать можно в школьном учебнике (к тому же опыты так же объясняют, что это два разных поля, которые действуют по разному - имею ввиду, что если в проводнике не течет ток, то вокруг магнитная стрелка как индикатор не отклоняется, если течет - то отклоняется). Или это единое электромагнитное поле, которое проявляет себя по-разному в различных условиях, но при этом проявления этого поля абсолютно различны, что их заставляет различно себя проявлять (в одном случае так, в другом по-другому, как поле это "выбирает"?).

[Alex-Yu]

Vladimirkey в сообщении #1384215 писал(а):

электрическое и магнитное поле это одно и то же?

В принципе да. Точнее это разные формы одного и того же поля -- электромагнитного. Электромагнитное поле никуда не исчезает при переходе к другой системе отсчета. Но форму может и поменять. Факт, однако, в том, что реальные вещи, вроде отклонения стрелки, при этом не меняются. Не отклоняется магнитная стрелка неподвижная относительно заряда (все равно из какой системы отсчета на это смотреть). А движущаяся относительно заряда -- отклоняется. Но это же разные физические ситуации!

Дальнейшее комментировать не буду, бессмысленный набор слов комментировать невозможно.

[wrest]

Vladimirkey
Исторически не было видно связи между электрическими и магнитными явлениями. Ну а потом великие ученые догадались, что природа того и другого одна и та же. Так и повелось с тех пор различать электричество и магнетизм. Оно и в быту удобно: постоянные магниты например особо не напоминают внешним видом и поведением об электричестве, а статическое электричество, когда у вас волосы дыбом встают если потрете воздушным шариком -- никак не напоминает магнетизм.
Но природа явлений -- одна и та же.

(Оффтоп)

Vladimirkey в сообщении #1384215 писал(а):

но при этом проявления этого поля абсолютно различны, что их заставляет различно себя проявлять

Вы же школьник, причем ещё не старших классов? Вы пока что не поймёте "настоящих объяснений", скорее всего... Для понимания "полевого" объяснения надо сперва понять что такое "поле". Для понимания объяснений на основе специальной теории относительности, надо представлять о чем речь в СТО, что такое "лоренцево сокращение длины" и тому подобное. Для понимания т.н. уравнений Максвелла нужно владение соответствующим математическим аппаратом. Если всё очень упростить, то можно сказать словами Ричарда Фейнмана, хотя и несколько вырванными из контекста:

Цитата:

...никакого поля на самом деле нет. Верно то, что если вы качнёте один заряд, другой качнётся лишь через некоторое время. Заряды непосредственно взаимодействуют друг с другом, хотя и с некоторым запаздыванием. Закон силы, связывающей движение одного заряда с движением другого, должен предусматривать запаздывание. Качните этот заряд — другой качнется позже. Стоит начать колебаться атомам Солнца, как через восемь минут в результате прямого взаимодействия начнут колебаться и электроны атомов моих глаз.

Тут не отрицается наличие поля, а имеется в виду, что описание электродинамики возможно и без привлечения понятия "поле", а только лишь прямым силовым взаимодействием электрических зарядов, которое (взаимодействие) распространяется с конечной скоростью. И это описание будет включать все электромагнитные явления.

[Munin]

wrest
Повторять пафосные слова по-попугайски, без понимания их смысла, приятно и можно до бесконечности. Но какую вы приносите этим пользу? Ведь человек, который их от вас услышит, тоже не узнает ни капли их смысла. "Природа явлений, природа явлений" - а что это значит?

wrest в сообщении #1384226 писал(а):

Вы пока что не поймёте "настоящих объяснений", скорее всего...

А вы-то их понимаете?

[wrest]

(Munin)

Munin в сообщении #1384229 писал(а):

А вы-то их понимаете?

Сперва написал ответ вам тут, потом стер. Не буду поддаваться на провокации ваши, сберегу вас для форума.

[Munin]

(Оффтоп)

Можете отправить в ЛС.

[specialist]

Vladimirkey, в макроскопической электродинамике электромагнитное поле описывается одним тензором (считайте что, тензор выражает сущность электромагнитного поля) $F_{\mu\nu}$

$E_\nu=F_{\mu\nu}u^\nu$
$B_\rho=\tfrac{1}{2}\varepsilon_{\lambda\mu\nu\rho}F^{\lambda\mu}u^\nu.$

где $u^\mu.$ 4-вектор скорости системы отсчёта наблюдателя.
Если у вас возникает вопрос типа: "не может же вот просто так взять в природе и исчезнуть что-то перейдя в другую систему отсчета", значит вам необходимо взять второй том ЛЛ и прочесть с первого по 7 параграф (не волнуйтесь, там просто), до полного понимания происходящего (если невкатит, то можно детский учебник: Тейлор Э. Ф., Уилер Дж. Физика пространства-времени). Если и после этого будет терзать вопрос, то вы сможете хотя бы его уточнить и снова задать.

[warlock66613]

1) На самом деле первый рисунок не вполне точен, если понимать его буквально. На этом рисунке мы видим неподвижную землю и движущуюся вправо тележку с человеком (показано стрелочкой).

Если понимать этот рисунок буквально, то система отсчёта осталась прежней, а значит и магнитное поле такое же, как на правом рисунке. Но стрелка компаса не отклоняется! Почему? Ну, потому что на движущийся магнит электрическое и магнитное поля действуют иначе, чем на покоящийся. И в такой ситуации, когда скорость заряда совпадает со скоростью стрелки, общее действие электрического и магнитного поля оказывается ровно нулевым. Но рассчитать это сложно.

2) Если всё-таки мы хотим перейти в другую систему отсчёта, надо немного подправить рисунок. Именно, надо представлять себе, что тележка непожвижна, а земля и всё, что на ней движется влево.

Это ровно та же ситуация, что и в пункте 1), но с другой точки зрения. Это важно: смена системы отсчёта происходит не из-за того, что человек встал на тележку и поехал с ней; нет, мы можем рассматривать эту ситуацию и в прежней системе отсчёта, где земля неподвижна. Смена системы отсчёта - это когда та же ситуация рассматривается с другой точки зрения. Это не влияет на наблюдаемые вещи - такие как отклонение стрелки, но влияет на ненаблюдаемые, такие как величина магнитного и электрического поля. И в этой системе отсчёта определить действие заряда на стрелку очень просто: магнитного поля нет (потому что заряд неподвижен), и значит стрелка не будет отклоняться.

Для выяснения подробностей рекомендую к прочтению книгу Ломизе Л. Г. "Из школьной физики - в теорию относительности".

[chislo_avogadro]

Vladimirkey в сообщении #1382710 писал(а):

2) не может же вот просто так взять в природе и исчезнуть что-то перейдя в другую систему отсчета,

Вопрос сразу отпадёт, если вместо заряда на тележку положить, скажем, вязанку хвороста и посмотреть, что происходит с её импульсом, если "человек зайдёт на телегу". Он (для этого человека) исчезнет, и это ведь не вызывает вопросов? При этом вязанка хвороста (её энергия и импульс) и потенциалы электромагнитного поля в интересующем вас отношении описываются одним и тем же математическим объектом - 4-вектором.
Для того, чтобы две сравниваемые вами физические ситуации были эквивалентными, человек при захождении на телегу должен компас оставить неподвижным. Тогда состояние взаимного движения компаса и заряда не изменится.
Теперь человек стоит на тележке, магнитного поля у него нет, и возникает вопрос - почему стрелка, оставленная на земле, должна, с его (новой) точки зрения, отклониться?
Ответ в том, что стрелка, движущаяся относительно человека, не будет для него электрически нейтральной - она приобретёт электрический дипольный момент, который и взаимодействует с зарядом.

[Vladimirkey]

Спасибо всем за ответы, ответы с тензорами для моего понимания конечно сложны.

warlock66613 в сообщении #1384255 писал(а):

Смена системы отсчёта - это когда та же ситуация рассматривается с другой точки зрения.

Спасибо, я что-то и в самом деле задумался, что не правильно это понимал. Получается, что ситуация с человеком на тележке это не смена системы отсчета, а совсем другое явление.
Но мне так и осталось не понятным, электрическое поле и магнитное поле это РАЗНЫЕ проявления одного и того же электромагнитного поля и разные ли они? А отсюда не ясно, как электромагнитное поле (если нет никакого электрического и магнитного), выбирает РАЗНОЕ свое проявление (быть электрическим или магнитным) со своими принципиальными различиями, если это так конечно. Не понятно, если поле одно, тогда почему у него не одно проявление (действие), а целых ДВА (магнетизм и электричество)?