Почему магнитное поле исчезает?

[Mikhail_K]

Vladimirkey в сообщении #1386493 писал(а):

Не понятно, если поле одно, тогда почему у него не одно проявление (действие), а целых ДВА (магнетизм и электричество)?

"Одно проявление", "два проявления" - в науке просто нет таких терминов.
Есть электромагнитная сила Лоренца $\mathbf{F}=q\mathbf{E}+q[\mathbf{v},\mathbf{B}]$, действующая на заряд $q$, движущийся в электромагнитном поле со скоростью $\mathbf{v}$.
Она одна и та же, в какой бы системе отсчёта мы её ни рассматривали.
Она объективна, как и электромагнитное поле.
Но формула для этой силы состоит из двух слагаемых. Слагаемые эти нужны нам, чтобы эту силу уметь находить, чтобы записать формулу для неё. Мы говорим, что первое слагаемое - электрическая сила, второе - магнитная. Но по отдельности они не существуют, они нужны нам только чтобы записать формулу.
Так как в разных системах отсчёта заряд имеет разную скорость, электромагнитная сила Лоренца по-разному разбивается на два слагаемых в разных системах отсчёта. Но сама она в любой системе отсчёта одинакова, и электромагнитному полю не нужно "выбирать", как подействовать на тело. Оно просто "знает", с какой суммарной силой на него нужно подействовать. Как оно это знает - ну, потому что так устроено, но ему точно не нужно вычислять эту силу по формуле. Формула с двумя слагаемыми нужна людям, чтобы иметь работающее математическое описание.

[Munin]

Vladimirkey в сообщении #1386493 писал(а):

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?

Да, разные.

Vladimirkey в сообщении #1386493 писал(а):

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.

Вы знакомы с векторным полем. Оно не просто имеет какие-то числа в пространстве, а векторы - то есть, величину и направление. Допустим, перед нами векторное поле слева направо. Если мы повернёмся, то оно для нас станет сзади вперёд. Как оно выбрало своё проявление? Да никак, оно и не выбирало, для него всё осталось по-прежнему. Поменялось только наше восприятие этого поля.

Также и с электромагнитным полем. На самом деле, это не два вектора, а единый объект (тензор, или в начале 20 века говорили "шестивектор", потому что он включает в себя 6 координат двух векторов). Есть формулы, тщательно скрываемые от школьников:

$$\begin{aligned} E'_x & = E_x & E'_y & = \dfrac{E_y-(v/c)B_z}{\sqrt{1-v^2/c^2}} & E'_z & = \dfrac{E_z+(v/c)B_y}{\sqrt{1-v^2/c^2}} \\ B'_x & = B_x & B'_y & = \dfrac{B_y+(v/c)E_z}{\sqrt{1-v^2/c^2}} & B'_z & = \dfrac{B_z-(v/c)E_y}{\sqrt{1-v^2/c^2}} \end{aligned}$$

- это формулы перевода электрического и магнитного поля в другую систему отсчёта. Видно, что электрическое и магнитное поля взаимно переходят друг в друга всего лишь при смене точки зрения на них. Поэтому, они - единый объект.

Vladimirkey в сообщении #1386493 писал(а):

Не понятно, если поле одно, тогда почему у него не одно проявление (действие), а целых ДВА (магнетизм и электричество)?

К словам Mikhail_K добавлю, что эти два слагаемых вначале исторически были замечены в разных опытах: в одних опытах тела заряжались электризацией, и после этого притягивались и отталкивались, а в других опытах - через проволоки пропускался электрический ток, и проволока с током - взаимодействовала с магнитами. Поначалу неясно было, что ток - это движение зарядов по проводам, и даже названия у двух разделов физики были разные: электричество и гальванизм. Но потом всё состыковалось вместе.

[Vladimirkey]

Munin в сообщении #1386502 писал(а):

- это формулы перевода электрического и магнитного поля в другую систему отсчёта. Видно, что электрическое и магнитное поля взаимно переходят друг в друга всего лишь при смене точки зрения на них. Поэтому, они - единый объект.

Вашу аналогию (с векторами, если мы повернемся, то они уже мол в другую сторону), уважаемый Munin, я понял. Но в этой аналогии эти векторы, если мы повернулись остались теми же, просто с другой точки зрения на них смотрим, но они же те же самые, а не другие, почему тогда Вы говорите, что они РАЗНЫЕ?

Как я понял (на пальцах): есть векторное поле одного вот этого поля - электромагнитного, в зависимости от того, как мы посмотрим на него, то оно будет нам казаться либо электрическим, либо магнитным, но по сути, мы просто "поворачиваемся" относительно одного и того же электромагнитного поля. Тогда повернувшись к этому электромагнитному полю одной стороной, то векторное поле для нас стало по-другому ориентировано, если другой, то иначе, но в таком случае не понимаю, почему РАЗНОЕ, если это одно и то же электромагнитное поле, только по-другому ориентировано для нас? Почему нельзя сказать, что магнитное поле и электрическое поле - одно и то же поле - электромагнитное, просто в зависимости от того, как на него посмотреть (на векторное поле, как вы объясняли), оно нам кажется как раз таки РАЗНЫМ, хотя одно и то же, только под другим углом.

[Mikhail_K]

Vladimirkey в сообщении #1386571 писал(а):

Почему нельзя сказать, что магнитное поле и электрическое поле - одно и то же поле - электромагнитное, просто в зависимости от того, как на него посмотреть (на векторное поле, как вы объясняли), оно нам кажется как раз таки РАЗНЫМ, хотя одно и то же, только под другим углом.

Можно так сказать, если Вы хотите так сказать. Но Ваш вопрос вообще к физике не относится, это вопрос не о проверяемой экспериментами реальности, а о том, как её себе представлять и какими словами называть. Представлять можно как угодно, называть можно любыми словами, главное чтобы это не противоречило формулам. Если Вам удобно представлять так, как Вы сказали - отлично, с точки зрения физики это не верно и не неверно, физика просто не занимается такими вопросами.
В моём предыдущем сообщении вот что было главное:

Mikhail_K в сообщении #1386498 писал(а):

"Одно проявление", "два проявления" - в науке просто нет таких терминов.

[Walker_XXI]

Vladimirkey в сообщении #1382710 писал(а):

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.

chislo_avogadro в сообщении #1384263 писал(а):

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?

А можно привести и более простой пример, без отсылки к абстракциям. Вот стоит человек на движущейся тележке, держит флаг в руке. - Ветер в лицо дует, флаг развевается. А стоит сойти с тележки, как никакого ветра и флаг обвис тряпочкой на древке. Так что Ваше, Vladimirkey, утверждение ошибочно даже на уровне "бытовой" механики. Ну а с электромагнитным полем, надеюсь, уже разобрались.

[DimaM]

Mikhail_K в сообщении #1386498 писал(а):

Так как в разных системах отсчёта заряд имеет разную скорость, электромагнитная сила Лоренца по-разному разбивается на два слагаемых в разных системах отсчёта. Но сама она в любой системе отсчёта одинакова, и электромагнитному полю не нужно "выбирать", как подействовать на тело.

Тут, наверно, нужно чуточку осторожнее: величина силы все ж не одинакова, но преобразуется между ИСО правильным образом.

[Munin]

Vladimirkey в сообщении #1386571 писал(а):

Вашу аналогию (с векторами, если мы повернемся, то они уже мол в другую сторону), уважаемый Munin, я понял. Но в этой аналогии эти векторы, если мы повернулись остались теми же, просто с другой точки зрения на них смотрим, но они же те же самые, а не другие, почему тогда Вы говорите, что они РАЗНЫЕ?

Просто потому, что тут смешиваются два языка.

Если мы говорим "электрическое и магнитное поле", и изображаем их векторами, то векторы будут разные.

Если мы говорим "электромагнитное поле", и изображаем его тензором в 4-мерном пространстве-времени, то он всегда будет одинаковый. Просто меняется точка зрения на него.

Vladimirkey в сообщении #1386571 писал(а):

Как я понял (на пальцах): есть векторное поле одного вот этого поля - электромагнитного, в зависимости от того, как мы посмотрим на него, то оно будет нам казаться либо электрическим, либо магнитным, но по сути, мы просто "поворачиваемся" относительно одного и того же электромагнитного поля.

Тут нужно внести две поправки:
1. Во-первых, это единое электромагнитное поле - не векторное. Оно тензорное. Убежать и спрятаться от этого факта нельзя.

Тензор - это более сложный математический объект, чем вектор, но в каком-то смысле родственник вектора. Тензор может быть "отложен" в любой точке пространства, как и вектор. Вектор имеет $D$ координатных компонент (где $D$ - размерность пространства), а тензор 2 ранга - $D^2$ компонент. (В электромагнитном случае немного проще, там $(D^2-D)/2=6$ компонент.) Часто их записывают в виде "таблицы" чисел. Аксиоматически ввести тензор легко, а зрительно представить - труднее, хотя иногда рисуют какие-то вспомогательные картинки.

2. Во-вторых, никогда не бывает, как вы описываете, "чистого" перехода в электрическое и в магнитное поле. Бывают такие случаи:
- с одной точки зрения, поле чисто электрическое, а с других точек зрения - всегда есть электрическое и магнитное поле;
- с одной точки зрения, поле чисто магнитное, а с других точек зрения - всегда есть электрическое и магнитное поле;
- с любых точек зрения, всегда есть электрическое и магнитное поле.

Vladimirkey в сообщении #1386571 писал(а):

Почему нельзя сказать, что магнитное поле и электрическое поле - одно и то же поле - электромагнитное, просто в зависимости от того, как на него посмотреть (на векторное поле, как вы объясняли), оно нам кажется как раз таки РАЗНЫМ, хотя одно и то же, только под другим углом.

Можно, если сказать, что электромагнитное поле - тензорное. Именно так и написано в продвинутых учебниках.

-- 08.04.2019 13:54:26 --

Mikhail_K в сообщении #1386576 писал(а):

Но Ваш вопрос вообще к физике не относится, это вопрос не о проверяемой экспериментами реальности, а о том, как её себе представлять и какими словами называть.

Вообще-то нет, это вопрос о проверяемой экспериментами реальности. Дело в том, что заявление, что поле есть единый объект, на который мы смотрим с разных точек зрения, однозначно диктует, как именно должен выглядеть этот объект с разных точек зрения. То есть, ровно те формулы, которые я привёл в предыдущем сообщении post1386502.html#p1386502 . А эти формулы - экспериментально проверяемые и экспериментально проверенные.

Mikhail_K в сообщении #1386576 писал(а):

Представлять можно как угодно, называть можно любыми словами, главное чтобы это не противоречило формулам.

Всё-таки сначала пишут формулы, а потом то, что написано формулами, представляют себе в соответствии с формулами. А не перебирают кучу фантазий, и проверяют каждую, "лишь бы не противоречило". На самом деле, не противоречит формулам очень немного представлений - считанные штуки.

DimaM в сообщении #1386584 писал(а):

Тут, наверно, нужно чуточку осторожнее: величина силы все ж не одинакова, но преобразуется между ИСО правильным образом.

Да, там 4-мерный вектор, аналогичный обычной силе, одинаков. Для малых относительных скоростей это приблизительно значит, что сила одинакова, хотя можно точно рассчитать её изменение.