Magnetna sila

O naravnih pojavih. Kaj je ...? Kakšen je...?
stoplak
Prispevkov: 666
Pridružen: 25.7.2012 18:15

Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a stoplak » 25.7.2012 19:17

Vzporedno ležeča vodnika s tokom v isto smer se privlačita,
enačba1.GIF
elektromagnetna sila med vzporednima vodnikoma
enačba1.GIF (1.47 KiB) Pogledano 7068 krat
Z uporabo računa za diferencialno majhna količine elektronov in z izpeljavo magnetne permeabilnosti vakuuma iz enačbe za hitrost svetlobe
dobimo končno jakost magnetne sile:
enačba3.GIF
elektromagnetna sila delcev
enačba3.GIF (1.74 KiB) Pogledano 7068 krat
,
ki je podobna elektrostatični sili ki deluje med dvema točkastima nabojema:
enačba4.GIF
elektrostatična sila
enačba4.GIF (1.48 KiB) Pogledano 7068 krat
Zanima me kako lahko pride do magnetne sile, ko potujejo elektroni po dveh žicah v isto smer z enako hitrostjo. Je v vakuumu med dvema enakima vzporednima curkoma enako.
Kaj se zgodi ko v vakuumu vzporedno potujeta dva elektrona z enako hitrostjo.
Med elektronoma ki relativno drug na drugega mirujeta bi morala delovati samo sila električnega polja. Se ta zaradi hitrosti zmanjša?
Je morda ta magnetna sila v resnici sila električnega polja zmanjšana zaradi hitrosti gibanja, kot kaže zgornja enačba? V tem primeru bi morala biti odbojna sila.
Je morda magnetna sila fiktivna sila, zmanjšanje elktrične sile zaradi hitrosti gibanja delcev z nabojem.

ZdravaPamet
Prispevkov: 2841
Pridružen: 16.8.2004 19:41

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a ZdravaPamet » 25.7.2012 19:56

Zdravo. Tvojih vprašanj ne razumem dobro. Morda bi jih poskusil še enkrat formulirati. V bistvu si že sam odgovoril na vprašanje, kako pride do magnetne sile med gibajočimi se delci.
V sistemu, v katerem dva elektrona mirujeta, deluje med njima električna sila. V sistemu, v katerem se gibljeta vzporedno z enako hitrostjo, pa še magnetna (poglej si Lorentzeve transformacije polja). Fizika delca je potem vsebovana v t.i. Lorentzevi sili, ki vsebuje oba prispevka, tako električni del kot magnetni del.

Na magnetno silo lahko gledaš takole. Čeprav običajno neodvisno govorimo o električni in magnetni sili ter ju nato združujemo z eno Lorentzovo silo, lahko zadevo obrneš na glavo. Namesto, da privzameš Maxwellove enačbe elektromagnetnega polja, na podlagi katerih gradiš Lorentzevo transformacijo koordinat (in posledično transformacijo polja in sile ter Lorentzevo silo), lahko privzameš zakone relativnosti skupaj z Lorentzevo transformacijo (relativistično mehaniko) in Coulombov zakon električne sile. Iz teh dveh potem lahko zgradiš nazaj Maxwellove enačbe in magnetno silo.

S tem se je Richard Feynman tudi ukvarjal, pa še neki drugi fiziki. Več si lahko prebereš v The Feynman Lectures on Physics, pa tudi v člankih od nekega fizika L. Page-a, mislim, da mu je tako ime - ta je to izpeljavo iz Coulombovega zakona in relativnosti tudi naredil.

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a Aniviller » 25.7.2012 22:58

Mogoce se tole spomnim: bistvo je, da ce se vsedes na elektron in vidis da drugi elektron na njega miruje, vidis pa pozitivno nabite zice, ki drvijo v nasprotno smer. In spet ugotovis, da imas silo. Ce bi namrec zica in elektroni potovali z isto hitrostjo, bi bila to samo zica, ki se pac premika. Nic polja, nic sile.

*=X
Prispevkov: 69
Pridružen: 15.9.2006 18:48

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a *=X » 26.7.2012 11:30

Mislim, da je stoplak spraseval za primer dveh(ali vec) elektronov, ki potujeta (blizu en drugemu) vzporedno v isti smeri v vakuumu. Torej brez zic ali okolice. Ali v tem primeru cutita elektricno in magnetno silo zaradi drugega elektrona, relativisticno gledano :)

stoplak
Prispevkov: 666
Pridružen: 25.7.2012 18:15

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a stoplak » 26.7.2012 12:26

ZdravaPamet napisal/-a:Zdravo. Tvojih vprašanj ne razumem dobro. Morda bi jih poskusil še enkrat formulirati. V bistvu si že sam odgovoril na vprašanje, kako pride do magnetne sile med gibajočimi se delci.
V sistemu, v katerem dva elektrona mirujeta, deluje med njima električna sila. V sistemu, v katerem se gibljeta vzporedno z enako hitrostjo, pa še magnetna (poglej si Lorentzeve transformacije polja). Fizika delca je potem vsebovana v t.i. Lorentzevi sili, ki vsebuje oba prispevka, tako električni del kot magnetni del.

Na magnetno silo lahko gledaš takole. Čeprav običajno neodvisno govorimo o električni in magnetni sili ter ju nato združujemo z eno Lorentzovo silo, lahko zadevo obrneš na glavo. Namesto, da privzameš Maxwellove enačbe elektromagnetnega polja, na podlagi katerih gradiš Lorentzevo transformacijo koordinat (in posledično transformacijo polja in sile ter Lorentzevo silo), lahko privzameš zakone relativnosti skupaj z Lorentzevo transformacijo (relativistično mehaniko) in Coulombov zakon električne sile. Iz teh dveh potem lahko zgradiš nazaj Maxwellove enačbe in magnetno silo.

S tem se je Richard Feynman tudi ukvarjal, pa še neki drugi fiziki. Več si lahko prebereš v The Feynman Lectures on Physics, pa tudi v člankih od nekega fizika L. Page-a, mislim, da mu je tako ime - ta je to izpeljavo iz Coulombovega zakona in relativnosti tudi naredil.

V The Feynman Lectures on Physics MOTION MOUNTAIN –VOL.3 na strani 47 je zapisano: »Skratka, lahko rečemo, da so magnetna polja relativistična posledice električnega polja«
Če opazovalec potuje z enako hitrostjo in smerjo kot tok elektronov v dveh vzporedno ležečih vodnikih po katerih teče tok v isto smer opazi samo elektrostatično silo (MOTION MOUNTAIN –VOL.3 strani 47) :
enačba5.GIF
magnetna sila
enačba5.GIF (1.51 KiB) Pogledano 7030 krat
Mirojoči opazovalec opazi silo MOTION MOUNTAIN –VOL.3 strani 47 :
enačba6.GIF
elektromagnetna sila
enačba6.GIF (2.09 KiB) Pogledano 7030 krat
Če uporabim moje enačbe za nabite delce dobim za mirujočega opazovalca :
enačba7.GIF
elektromagnetna sila 2
enačba7.GIF (3.13 KiB) Pogledano 7030 krat
Torej lahko rečem, da obstaja samo električno polje, ki se zmanjšuje z večanjem hitrosti gibanja naboja. To zmanjšanje opazimo kot magnetno polje. Zaradi relativističnega vpliva na potujočega opazovalca ta izmeri popolnoma enako silo kot je sila električnega polja med elektronoma.
Iz zgornjih enačb vidimo da je sila vedno negativna. Kako potem lahko pride do privlačne sile med vodnikoma !?

stoplak
Prispevkov: 666
Pridružen: 25.7.2012 18:15

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a stoplak » 26.7.2012 12:30

*=X napisal/-a:Mislim, da je stoplak spraseval za primer dveh(ali vec) elektronov, ki potujeta (blizu en drugemu) vzporedno v isti smeri v vakuumu. Torej brez zic ali okolice. Ali v tem primeru cutita elektricno in magnetno silo zaradi drugega elektrona, relativisticno gledano :)
Točno to sem hotel vprašati !

ZdravaPamet
Prispevkov: 2841
Pridružen: 16.8.2004 19:41

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a ZdravaPamet » 26.7.2012 12:55

Ja, čutita. Saj sem mu odgovoril. Obeh sil ne moreš čisto ločiti. V sistemu, v katerem oba elektrona mirujeta, imaš električno silo, v gibajočem se sistemu imaš še magnetno. Ko preideš med sistemoma, se polje transformira kot celota. Če je v enem sistemu magnetno polje 0, v drugem sistemu (inercialnem) morda ni.

stoplak
Prispevkov: 666
Pridružen: 25.7.2012 18:15

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a stoplak » 26.7.2012 13:58

ZdravaPamet napisal/-a:Ja, čutita. Saj sem mu odgovoril. Obeh sil ne moreš čisto ločiti. V sistemu, v katerem oba elektrona mirujeta, imaš električno silo, v gibajočem se sistemu imaš še magnetno. Ko preideš med sistemoma, se polje transformira kot celota. Če je v enem sistemu magnetno polje 0, v drugem sistemu (inercialnem) morda ni.
G. Zdrava Pamet to mi je popolnoma jasno. Zanima me samo ali je magnetna sila neka nova sila ali je ta sila enaka zmanjšanju električne sile zaradi gibanja elektronov.
Mogoče sem nerodno zastavil vprašanje. Zanima me rezultanta obeh sil !
Sila med dvema vzporedno gibajočima elektronoma je magnetna sila minus električna sila. Iz zgornje enačbe »elektromagnetna sila 2 – enačba7.gif« vidimo da je rezultat obeh sil vedno odbojna sila do svetlobne hitrosti, kjer bi bila nič. Dva vzporedna curka elektronov v vakuumu bi po tem morala vedno čutiti odbojno silo ! Zakaj se potem vzporedna vodnika med seboj privlačita ko teče tok v isto smer !?

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a Aniviller » 26.7.2012 14:46

stoplak napisal/-a:
ZdravaPamet napisal/-a:Ja, čutita. Saj sem mu odgovoril. Obeh sil ne moreš čisto ločiti. V sistemu, v katerem oba elektrona mirujeta, imaš električno silo, v gibajočem se sistemu imaš še magnetno. Ko preideš med sistemoma, se polje transformira kot celota. Če je v enem sistemu magnetno polje 0, v drugem sistemu (inercialnem) morda ni.
G. Zdrava Pamet to mi je popolnoma jasno. Zanima me samo ali je magnetna sila neka nova sila ali je ta sila enaka zmanjšanju električne sile zaradi gibanja elektronov.
Mogoče sem nerodno zastavil vprašanje. Zanima me rezultanta obeh sil !
Sila med dvema vzporedno gibajočima elektronoma je magnetna sila minus električna sila. Iz zgornje enačbe »elektromagnetna sila 2 – enačba7.gif« vidimo da je rezultat obeh sil vedno odbojna sila do svetlobne hitrosti, kjer bi bila nič.
Silo med vzporedno gibajocima se elektronoma je lahko sestavljena drugace v razlicnih koordinatnih sistemih. Ce si v sistemu elektronov, imas samo elektrostatski odboj, ker v tem sistemu mirujeta. Ce si v laboratorijskem sistemu, vsaj elektron povzroci se magnetno polje, ki deluje drugi elektron, ker se le-ta giblje. Po drugi strani pa gibajoci elektron povzroca "potlaceno", manjse elektricno polje kot mirujoci, tako da ko to dvoje sestavis skupaj pride natanko ista sila, kot jo dobis, ce opazujes v koordinatnem sistemu elektronov.

Elektricnega in magnetnega polja torej ne smes obravnavat kot dve neodvisni polji. Glede na hitrost opazovalca vidis nekaj bodisi kot elektricno polje, bodisi kot magnetno polje - malo se pomesata, ampak seveda na nacin, ki ohranja fizikalno obnasanje, kar pomeni da je to le stvar interpretacije polja iz ene in druge perspektive.

To je tisti del elektromagnetizma, iz katerega neizogibno sledi teorija relativnosti - za razliko mehanskih teorij, ki jim relativnost "dodas" in same ne sugerirajo tega obnasanja, se iz Maxwellovih enacb direktno vidi, da je teorija relativnosti edina moznost, za katero se stvar izide. Ze v Lorentzovi sili tisti vektorski produkt ni nic drugega kot posledica, da se gibljes z nenicelno hitrostjo, majhnost magnetnih efektov v primerjavi z elektricnimi pa je posledica, da hitrosti niso dovolj blizu svetlobni.
stoplak napisal/-a:Dva vzporedna curka elektronov v vakuumu bi po tem morala vedno čutiti odbojno silo ! Zakaj se potem vzporedna vodnika med seboj privlačita ko teče tok v isto smer !?
Spet pozabljas, da je zica elektricno nevtralna, torej si pozabil upostevat se privlacne sile med pozitivnimi naboji v eni zici in elektroni v drugi zici, in obratno. To je bistvena razlika v primerjavi z dvema curkoma v vakuumu.

stoplak
Prispevkov: 666
Pridružen: 25.7.2012 18:15

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a stoplak » 26.7.2012 15:51

Aniviller napisal/-a: Spet pozabljas, da je zica elektricno nevtralna, torej si pozabil upostevat se privlacne sile med pozitivnimi naboji v eni zici in elektroni v drugi zici, in obratno. To je bistvena razlika v primerjavi z dvema curkoma v vakuumu.
Torej med dvema vzporednima curkoma elektronov v vakuumu je sila vedno odbojna !
To z pozitivnimi naboji v eni žici in negativnimi v drugi me ni prepričalo, saj bi potem prišlo do odbojne sile med pozitivnimi naboji. Verjamem pa da je razlog za privlačnost v električni nevtralnosti zice.
Lahko to bolj podrobno opišete !?

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a Aniviller » 26.7.2012 16:29

Odbojna sila med elektroni + odbojna sila med pozitivnimi naboji + privlacna sila med elektroni prve in pozitivnimi naboji druge + privlacna sila med elektroni druge in pozitivnimi naboji druge = 0
jasno?

Ce po zicah tece tok, se vecina se vedno pokrajsa, ostane pa privlacni magnetni del.

Med vzporednimi curki elektronov je sila vedno odbojna.

stoplak
Prispevkov: 666
Pridružen: 25.7.2012 18:15

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a stoplak » 26.7.2012 19:29

Aniviller napisal/-a:Ce po zicah tece tok, se vecina se vedno pokrajsa, ostane pa privlacni magnetni del.
Magnetno polje si predstavljam kot relativistično posledice električnega polja. Magnetno polje si je fizika izmislila, zaradi opisa primankljaja električnega polja ki je nastal pri pospeševanju nabitih delcev. Res da mi magnetno silo zaznavamo drugače kot električno silo, vendar še to ne pomeni da je magnetna sila neka druga sila.
To dokazujejo tudi enačbe. Pri izpeljavi enačbe za vzporedno gibanje enake hitrosti delcev z nabojem sem dal prednost izhodišču ko nabiti delci mirujejo, zato sem izrazil magnetno permeabilnost z dielektrično konstanto.
enačba9.GIF
RELATIVISTIČNA SILA
enačba9.GIF (1.98 KiB) Pogledano 6985 krat
Pri dveh vzporedno gibajočih elktronih enake hitrosti lahko iz enačbe sklepamo, da gre le za zmanjšanje električnega polja zaradi, gibanja.
Ker v tej enačbi nastopajo samo sile posledice električnih polj nabitih delcev in gibanja le teh, bi prosil da mi odgovorite na moje vprašanje o privlačni sili dveh vzporednih žic izhajajoč iz te enačbe !?

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a Aniviller » 26.7.2012 20:31

Dobra ilustrirana razlaga je tukaj
http://en.wikipedia.org/wiki/Relativist ... omagnetism

Sicer je elektromagnetno polje tenzor v prostor-casu (ni vektor, kot kaksne druge kolicine). Ne elektricno ne magnetno polje nista dovolj za opis, sta pa nelocljivo povezana, ker sta del istega fizikalnega objekta v 4d prostoru.

problemi
Prispevkov: 4931
Pridružen: 24.8.2009 1:20

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a problemi » 26.7.2012 20:39

stoplak napisal/-a: Magnetno polje si je fizika izmislila, zaradi opisa primankljaja električnega polja ki je nastal pri pospeševanju nabitih delcev. Res da mi magnetno silo zaznavamo drugače kot električno silo, vendar še to ne pomeni da je magnetna sila neka druga sila.
Verjetno nisem dorasel debati, pa kljub temu, če te pravilno razumem želiš reči, da magnetna sila kot taka ne obstaja in je vedno govora zgolj o električni sili? Pač "drugačno zaznavo električne sile" imenujemo magnetna sila?

Ali te razumem pravilno?

stoplak
Prispevkov: 666
Pridružen: 25.7.2012 18:15

Re: Magnetna sila

Odgovor Napisal/-a stoplak » 26.7.2012 22:12

Pravilno razumes

Odgovori

Kdo je na strani

Po forumu brska: 0 registriranih uporabnikov in 5 gostov