Наконец, полезно дифференцироваться между предложенным объединением электрических с магнитными полями и другими типами отношений между физическими объектами. Физика регулярно связывает и причинно соединяет физические объекты. Например, второй закон Ньютона связывает проистекающую силу на теле к его ускорению. Электрические и магнитные явления были связаны набором Максвелла уравнений. Соединение эйнштейна электрических и магнитных полей имеет различную натуру. Полевые преобразования показывают нам, что электрические и магнитные поля представляют точный то же самое юридическое лицо, которое, может одновременно казаться, сосуществуют в различных размерах друг к другу в зависимости от структуры ссылки. Это - как будто грани того же самого тела соблюдены в различных перспективах (рис. 4). Конечно, эта аналогия между буквальным наблюдением и "наблюдением" электромагнитного поля (сила) ограничена и не количествен

Однако, это может быть действительно для инструкции как передача одной из главных идей в релятивистском электромагнетизме.

III. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

Объединение электрических и магнитных полей, когда установлено в единице на магнитной силе, получается даже более важно, если это расширено на электромагнитную индукцию. Действительно, точно так же как скоростная зависимость магнитной силы, относительное движение прута проведения (или цепь) и магнит может стать причиной беспорядока в понимании электромагнитной индукции. Несмотря на очевидную симметрию ситуаций, мы объясняем их вынужденными электродвижущими силами различных видов. Само явление зависит от структуры ссылки наблюдателя? Формальная физика ответила бы, что это не делает (при нерелятивистской скорости). Это требование - в соответствии с интуицией "инвариантности силы" в пределах WRA. Фактически, вышеупомянутая асимметрия служила отправной точкой для открытия Эйнштейна специальной теории относительности 40

Исторически, Фарадей в 1831 понял электромагнитную индукцию тем же самым способом, так многие из наших студентов делают в настоящее время: Он полагал, что это было вызвано сокращением "магнитных линий силы" проводником, двигающимся относительно магнита (рис. 5) , более сложная картина была предложена Фарадеем, чтобы понять общий случай. Он различал между переводом магнита, куда линии силы перемещаются с магнитом, и вращением магнита где линии силы

остаются постоянным в пространстве Это понимание магнитного поля как материальное юридическое лицо, которое может двигаться или оставаться постоянным независимым от магнита непосредственно, несовместимо с в настоящее время принятой парадигмой электромагнетизма. Однако это представление оставалось в использовании спустя много лет после того, как это было теоретически отвергнуто старая "релятивистская" парадигма, которая рассматривает только относительное движение магнита и проводника, но не их отношения к наблюдателю, все еще считает соответствующей представить электромагнитную индукцию, пока никакой формализм не применен

В IPC, как в пределах теории Максвелла электромагнетизма, нормально дифференцироваться между двумя случаями, в которых мы наблюдаем, вызвал электродвижущую силу (эдс). Сначала, физики были поражены озадачивающей асимметрией между двигающимся магнитом и двигающимся зарядом (или проводником), который существует в пределах формализации Максвелла Действительно, вызванные эдс объясняются и идентифицируются по-другому, является ли объект в покое магнитом, '' двигательная эдс ' или проводник, " эдс из-за изменений в магнитной поле. "

Наблюдатель С [рис. 6 (a)] обнаруживает вызванную эдс и объясняет это как результат магнитной силы при перемещении обвинений. Наблюдатель С' [рис. 6 (b)] обнаруживает ту же самую силу, но объясняет это в результате действия электрического поля в соответствии с уравнением Максвелла,

(21)

которая подразумевает вьющийся, несвязная область E из-за временных изменений в магнитном поле. И законы для магнитной силы (1) и для электрической области (21){поля 21)} дифференциальны (они включают только локальные значения полей, или их производных) и так обеспечьте различные механизмы для вызванной эдс в каждом из этих двух случаев. Вьющийся, несвязных электрических полей существует, действительно ли проводник присутствует. Проводник просто обеспечивает возможность для вьющегося поля, чтобы проявить

непосредственно в электрическом токе (или напряжение). Одинаково, бессмысленно говорить о двигательной эдс в отсутствии электрического заряда. Эти эдс, кажется, различные физические явления. Все же Фарадей видел оба случая индукции эдс как идентичные явления и предмет к тому же самому закону, с тех пор для него, электромагнитная индукция была вопросом "пересечения магнитных кривых", который случается в течение относительного движения магнита (вместе с его "магнитными кривыми") и проводником, различие между двумя процессами пришло только с теорией Максвелла.

Перселл, в его продвинутом курсе, обобщает случаи постоянных и двигающихся магнитов далее, показывая, что их можно привести к одному закону В пределах этого, вызванная эдс связана с разрядом изменения магнитного потока через область который заглавные буквы рассмотренны путь цепи L (рис. 7). Наблюдатели в релятивиском движении написали бы это следующим образом:

(22а)

(S структура, перемещая проведение электрического контура)

(22б)

(S' структура, постоянного электрического контура проведения),

которые совпадают, для низких скоростей, потому что все пространственно-временные релятивистские исправления являются слишком маленькими, и магнитное поле - фактически инвариантные структуры. Это интегральное утверждение известно как закон Фарадея индукции, хотя Фарадей непосредственно ни не написал, ни определил это этот путь, как понять, что электромагнитная индукция была очень обсуждена, пока взаимозаменяемый характер электрических и магнитных полей не был введен в соответствии с Специальной Теорией Эйнштейна относительности. От ее перспективы, идентификация вызванной эдс не абсолютна, но зависит от наблюдателя, который испытывает специфическую конфигурацию электрических и магнитных полей в его структуре ссылки.

Хотя совпадение (22a) и (22b) обеспечивает количественное (если не качественное) выравнивание для использования симметрии движения относительного числа магнитопровода, это не делает протяжение вне этого. Использование метафоры "перемещение поля" было существенно пересмотрено, с тех пор 1905.50 Несмотря на это, учебники IPC часто используют метафору линий поля сокращения '' " в форме, которая не предотвращает ее устаревшую интерпретацию 51, редко - концептуальный мост между двумя видами вызванной объясненной эдс.

Кроме того, есть разность между статусом дифференциального закона и этого интегрального. Хотя уравнение Максвелла (21) иногда называют "законом Фарадея в его дифференциальной форме" и приравнивал с этим, эти два не эквивалентны. На основании теоремы Стоук, интегральный закон (22) можно привести к дифференциальному утверждению (21), но только в случае постоянной цепи Поэтому, утверждение Перселла, что законы полностью эквивалентны, неточен, поскольку двигательная эдс не включена в (21), но может быть в (22). Некоторые из тех, кто пробовал получить действительно эквивалентную дифференциальную форму для закона полученного Фарадеем