Ciencia: ¿Cuál es el mecanismo subyacente que “acopla” el campo eléctrico y el campo magnético? ¿Por qué los dos campos interactúan de esa manera?

Answer 1

El papel original de Einstein en 1905; Relatividad especial; En realidad estaba dedicado a esta pregunta. Su artículo en realidad tenía el título “En la electrodinámica de los cuerpos cargados en movimiento”. Aquí, Einstein unificó los campos eléctrico y magnético en un campo al que llamó campo electromagnético. Se describe utilizando la estructura de un tensor 4-dimensional anti-simétrico. Escribió ecuaciones que muestran cómo el campo electrostático, cuando se ve desde un marco de referencia en movimiento, se transforma en parte en un campo magnético que deriva de la fuerza de Lorentz y la estructura básica de los campos, tal como está escrito por Maxwell. Un artículo brillante, cuyo verdadero propósito, como se mencionó, ha sido eclipsado por la dilatación del tiempo y las contracciones de Lorentz y toda esta charla de espacio-tiempo por todos nosotros. Todos sus aspectos populares de la teoría del espacio y el tiempo son consecuencia de que Einstein encuentre las transformaciones de Lorentz a partir de sus consideraciones de las ecuaciones de Maxwell y el campo eléctrico y magnético como una entidad.

Answer 2

Desde wiki (Esto muestra que la transformación de Lorentz también se aplica a las cantidades de campos electromagnéticos, … ¡PERO NO CONTESTA LA PREGUNTA CÓMO!)

• • Considere un observador que mide una carga en reposo en un marco de referencia F. El observador detectará un campo eléctrico estático. Como la carga es estacionaria en este marco, no hay corriente eléctrica, por lo que el observador no observará ningún campo magnético.
  • Considere otro observador en el cuadro F ′ moviéndose a una velocidad relativa v (relativa a F y la carga). Este observador verá un campo eléctrico diferente porque la carga se está moviendo a velocidad – v en su marco de descanso. Además, en el cuadro F ′, la carga móvil constituye una corriente eléctrica, y por lo tanto el observador en el cuadro F ‘también verá un campo magnético.

En otras palabras, para un cuadro móvil a lo largo de una onda electromagnética (a la misma velocidad), es solo una carga eléctrica estática o un campo magnético. Pero esta explicación de la relatividad no explica CÓMO se juntan los dos campos. Solo lo veo como una explicación matemática. Lo que estoy buscando es la respuesta a la pregunta CÓMO.

Answer 3

No se requieren efectos cuánticos. Lo que une los campos eléctrico y magnético es la transformación de Lorentz de la relatividad especial.

Un campo magnético es solo un campo eléctrico visto desde un marco de referencia en movimiento, y viceversa.