2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2
 
 Re: Почему магнитное поле исчезает?
Сообщение07.04.2019, 19:51 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


26/01/14
4609
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему магнитное поле исчезает?
Сообщение07.04.2019, 20:18 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему магнитное поле исчезает?
Сообщение08.04.2019, 11:45 


13/04/18
263
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему магнитное поле исчезает?
Сообщение08.04.2019, 12:23 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


26/01/14
4609
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему магнитное поле исчезает?
Сообщение08.04.2019, 12:53 
Заслуженный участник


01/06/15
1149
С.-Петербург
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему магнитное поле исчезает?
Сообщение08.04.2019, 13:01 
Заслуженный участник


28/12/12
7740
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему магнитное поле исчезает?
Сообщение08.04.2019, 13:45 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
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.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 22 ]  На страницу Пред.  1, 2

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group