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 1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 14:47 
Аватара пользователя


12/02/23
65
Парадокс №1

В однородном магнитном поле в некоторой инерциальной системе отсчета покоятся два шарика: один электрически заряжен, другой - электронейтральный.
Ясно, что оба шарика остаются неподвижными, т.к. на них не действуют никакие силы.

Поперек силовых линий магнитного поля едет автомобиль с постоянной скоростью. В его системе отсчета оба шарика двигаются поперек силовых линий прямолинейно и равномерно.
С незаряженным шариком все в порядке - на него по-прежнему не действуют никакие силы.
А вот с заряженным шариком проблема: он должен двигаться прямолинейно и равномерно, несмотря на то, что на него действует сила Лоренца...

Не знаю, как разешить этот парадокс.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 15:04 
Заслуженный участник


18/09/21
1756
Когда изучите электродинамку (например первая часть ЛЛ2), то всё станет понятно.
Если в исходной ИСО было только магнитное поле, то при переходе в движущуюся ИСО будет и магнитное поле, и электрическое поле.
Сила Лоренца от магнитного поля будет скомпенсирована силой от электрического поля.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 15:29 
Аватара пользователя


12/02/23
65
Не понял, откуда возьмется электрическое поле:
в однородном магнитном поле в любой ИСО $\frac{\partial B}{\partial t}=0$
И что значит "движущаяся ИСО" ? Относительно чего?

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 16:35 


17/10/16
4758
Niemand
Вам же говорят - учите электродинамику. Электрические и магнитные поля - это компоненты электромагнитного поля. А оно в одной системе отсчета выглядит так, в другой - иначе. Там, где для неподвижного наблюдателя есть только постоянное магнитное поле, для другого наблюдателя (движущегося - другая система отсчета) может появиться еще и электрическое поле. Компоненты электромагнитного поля (т.е. электрическое и магнитное поля) преобразуются при переходе из одной системы отсчета в другую.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 17:23 
Аватара пользователя


12/02/23
65
Электродинамику я изучал - лет 40 назад. Конечно, без употребления все забыл, но уравнения Максвелла помню хорошо.
Согласно этим уравнениям электрическое поле возникает, если индукция магнитного поля меняется. Но в поставленной задаче магнитное поле постоянно.
Поэтому все равно непонятно - откуда берется электрическое поле?
И также остается непонятным, относительно чего двигается "движущаяся" ИСО? Относительно магнитного поля? Как привязать к силовым линиям поля километровые солбы? Силовые линии - это же не спицы, торчащие из магнита!

Представим себе такой мысленный эксперимент: заряд покоится, а огромный магнит, создающий в окрестности заряда однородное магнитное поле, двигается в направлении, поперечном силовым линиям.
Будет на заряд действовать сила Лоренца?

М.б. дело в том, что нужна релятивистская электродинамика (которую мне изучать не довелось)?

-- 17.02.2023, 15:24 --


 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 18:12 
Заслуженный участник


18/09/21
1756
Niemand в сообщении #1582059 писал(а):
И также остается непонятным, относительно чего двигается "движущаяся" ИСО?
Относительно другой ИСО.
Niemand в сообщении #1582059 писал(а):
Согласно этим уравнениям электрическое поле возникает, если индукция магнитного поля меняется
Это не имеет отношеня к данному вопросу.
Тут вопрос про то, что при переходе от одной ИСО к другой и электрическое поле, и магнитное будут выглядеть по другому (но это остаёться всё тоже электромагнитное поле).

Вас же не удивляет, что покоящийся заряд имеет только электрическое поле и нет магнитного. А если его рассмотреть из движущейся ИСО, то там заряд движется и имеет магнитное поле.

-- 17.02.2023, 18:13 --

Niemand в сообщении #1582059 писал(а):
дело в том, что нужна релятивистская электродинамика
А другой и не бывает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 18:25 


05/12/21

138
Niemand в сообщении #1582059 писал(а):
.. Будет на заряд действовать сила Лоренца? ...-- 17.02.2023, 15:24 --

Не будет -- неоднократно проверено в униполярном генераторе :roll:

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 18:59 


17/10/16
4758
Niemand
Нужно так представлять задачу. Один наблюдатель измерил такое-то электрическое и магнитное поле в данной точке. Какое электрическое и магнитное поле измерит в этой же точке другой наблюдатель, движущийся относительно первого со скоростью $U$? Нужно просто знать формулу преобразования полей. Скорость тут только относительная между наблюдателями. Никакой "скорости относительно поля" тут нет.

То же самое, что и: один наблюдатель измерил длину стержня (такая-то величина). Какую длину этого стержня измерит другой наблюдатель, движущийся относительно первого со скоростью $U$ (параллельно стержню)?

Т.е. логика такая: первый измерил нечто и получил результат такой-то. Что получит при измерении этого-же нечто кто-то другой, движущийся относительно первого со скоростью $U$?

Я тут тоже недопонимал раньше. Вот похожий вопрос. post1492343.html#p1492343

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 19:29 
Аватара пользователя


12/02/23
65
zykov писал(а):
Вас же не удивляет, что покоящийся заряд имеет только электрическое поле и нет магнитного. А если его рассмотреть из движущейся ИСО, то там заряд движется и имеет магнитное поле.
Нет, в данном случае не удивляет: все происходит в соответствии с уравнениями Максвелла.

sergey zhukov писал(а):
То же самое, что и: один наблюдатель измерил длину стержня (такая-то величина). Какую длину этого стержня измерит другой наблюдатель, движущийся относительно первого со скоростью $U$ (параллельно стержню)?
Нет, это не то же самое: релятивистским сокращением длины можно пренебречь при малых скоростях, тут достаточно классической физики. А электрическое поле в моей задаче должно, значит, возникать даже при «классических» скоростях?

Ну да ладно, похоже, я понял. Тогда у меня есть еще один парадокс.

Парадокс №2

Скорость света в прозрачной среде меньше, чем в вакууме.
Но фотон – безмассовая частица, может двигаться только со скоростью $C$.
Объясняют это тем, что молекулы среды поглощают фотон, и через некоторое время $\tau$ (время жизни в возбужденном состоянии) переизлучают его.
Однако $\tau$ – это среднее значение случайной величины. Т.е. отдельные фотоны переизлучаются в разные моменты времени. Это равносильно тому, как если бы в прозрачной среде существовали случайные фазовые неоднородности.
Почему же тогда не происходит рассеяния света? Прозрачных сред вообще не должно было существовать?!

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 19:30 


03/04/12
305
Niemand
Можно тупо посмотреть преобразования Лоренца для электромагнитного поля.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 19:36 
Заслуженный участник


18/09/21
1756
Niemand в сообщении #1582069 писал(а):
Объясняют это тем, что молекулы среды поглощают фотон, и через некоторое время $\tau$ (время жизни в возбужденном состоянии) переизлучают его.
Неправильно объясняют.
Про фотоны - тут вообще лишнее.
Рассматривайте ЭМ волну. В среде есть диэлектрическая проницаемость (из-за того что заряды смещаются под действием поля).
Если в уравнениях Максвелла подставить эту диэлектрическую проницаемость, то и скорость волны будет ниже скорости света в вакууме.
Эта волна - это совместное движение ЭМ поля и зарядов среды.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 20:12 
Заслуженный участник


23/05/19
1147
Niemand
Если все-таки хотите объяснение в терминах фотонов - посмотрите "КЭД: Странная теория света и вещества" Фейнмана.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 20:17 


17/10/16
4758
Niemand
Силу Лоренца можно прямо объяснять так. Если в нашей СО имеется только постоянное магнитное поле, то в СО заряженной частицы, движущейся в этом магнитном поле, будет так же и электрическое поле, которое и воздействует на эту частицу. Т.е. там, где мы видим только магнитное поле, частица "видит" еще и электрическое.

В вашем примере по условию две частицы взаимно неподвижны, и в их СО имеется только постоянное магнитное поле. Если же наблюдатель движется относительно этих частиц, то они все равно, очевидно, остаются взаимно неподвижными. Почему? Потому, что в СО движущегося (относительно частиц, которые наблюдают вокруг себя только постоянное магнитное поле) наблюдателя появится электрическое поле, и в его СО на заряженную частицу будет действовать не одна, а две силы: сила Лоренца и сила от электрического поля. Они взаимно уравновешиваются.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение17.02.2023, 21:16 
Заслуженный участник


20/08/14
11687
Россия, Москва
Niemand в сообщении #1582069 писал(а):
Парадокс №2
Похожий вопрос недавно обсуждался здесь: «Поглощение и отражение света в корпускулярной модели».

 Профиль  
                  
 
 Re: Физические Парадоксы
Сообщение18.02.2023, 05:50 


01/03/13
2606
Niemand в сообщении #1582031 писал(а):
Парадокс №1

Есть еще круче парадокс
Парадокс излучения заряженных частиц в гравитационном поле

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 61 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.

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