Hago esta pregunta de nuevo en una forma más simple y breve.
Las ecuaciones de Maxwell se pueden derivar con relatividad especial a partir de la ley de Coulomb. Por tanto, todos los fenómenos de la electrodinámica clásica pueden, en principio, ser explicados por consideraciones relativistas.
Un ejemplo simple del tipo de explicación que estoy buscando: ¿Por qué el campo eléctrico de una partícula en movimiento parece el campo de una partícula estacionaria pero "aplanado" en la dirección de la velocidad? Respuesta: Porque por relatividad especial se puede imaginar que las líneas de campo de la carga estacionaria experimentan una contracción de Lorentz cuando se ven desde un marco en movimiento.
Ahora, una pregunta más desafiante es explicar la radiación con argumentos relativistas. Esto se ha respondido en parte en múltiples temas aquí (ver this , or this one), al menos en el caso del impulso instantáneo y la aceleración, acompañado de algunas imágenes bonitas. Sin embargo, estos post no consiguen explicar, en términos relativistas, por qué las líneas de campo se comportan de forma tan peculiar en el frente de radiación. Creo que "Hola chicos, el jefe se está moviendo, reajusten" podría elaborarse más. "Hola chicos, el jefe está acelerando, ¿cómo diablos deberíamos reajustarnos?"
Qué sucede exactamente cuando la partícula cargada se acelera y, después de la aceleración, por qué el frente de radiación se comporta de una manera tan peculiar, y continúa distorsionándose más y más a medida que se propaga. Aquí hay un buen applet para estudiar el fenómeno: Campo de una partícula en movimiento . Y aquí hay una instantánea de ese applet donde la partícula se ha estado moviendo, se ha desacelerado y ahora está estacionaria: . Tenga en cuenta la extraña forma de las líneas de campo en la región donde se recibe la noticia "el jefe se está moviendo".
Estoy buscando una explicación heurística de la Relatividad Especial. Tiene que haber uno , ya que las ecuaciones de Maxwell se pueden derivar mediante la relatividad especial y la ley de Coulomb. Si facilita las cosas, cambie la partícula a una pared cargada infinita. Irradiará de una manera más simple.
Esto es lo mejor que puedo hacer, pero debo recurrir a la relatividad general: digamos que una pared cargada comienza a acelerar paralelamente a sí misma. 'Pensará que está en un campo gravitatorio' y, por lo tanto, verá que las líneas del campo se curvan, ya que la gravedad es la flexión del espacio-tiempo. Tan pronto como deje de acelerar, debe ver que las líneas de campo vuelven a ser rectas. Pero las noticias sobre el intervalo de aceleración continuarán extendiéndose más en el espacio, como una deformación en el espacio-tiempo. ¿Algo malo con este argumento? ¿Se te ocurre algo mejor?
Por favor ayúdenme, les estaría muy agradecido. Si no lo entiende, pregúnteme y haré todo lo posible para aclararlo. Gracias.
Sin embargo, estos post no consiguen explicar, en términos relativistas, por qué las líneas de campo se comportan de forma tan peculiar en el frente de radiación.
Esta es solo la ley de Gauss. La ley de Gauss dice que las líneas de campo solo comienzan y terminan en cargas. Dado que no hay cargas en el frente de radiación, las líneas de campo no pueden comenzar ni terminar allí; tienen que conectarse.
Estudiemos esta animación.
Digamos que todo allí sucede en un gran charco de agua.
Veamos especialmente el área que le queda a la carga, donde las líneas de campo se separan unas de otras. Las moléculas de agua están orientadas de cierta manera y, a medida que la intensidad del campo disminuye, las moléculas giran de cierta manera, lo que significa que las cargas de las moléculas se aceleran de cierta manera.
Cuando una carga positiva acelera hacia el oeste, las cargas positivas cercanas tienden a acelerar hacia el este. Ese es el fenómeno llamado inducción, o al menos la idea básica es esa.
¿Por qué hay un giro en una línea de campo? Hay cargas aceleradas cerca de esa zona donde está el giro. Esas cargas aceleradas inducen un campo eléctrico en esa área.
Si estamos interesados en el mecanismo del fenómeno de inducción, eso también se puede ver en la animación.
Así que ahora espero haber explicado todo lo que está pasando en la animación, que incluye la radiación, ya que hubo una carga que se aceleró.
Ján Lalinský
ana v
Mozibur Ullah
Frobenius
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