Istovremenost magnetnog i elektricnog polja

[r2d2]

Pitanje je verovatno za 7 razred osnovne skole....
Moguce da sam imao zauske  kada smo tada to ucili. Usudjujem se da ga postavim, mada se osecam nelagodno..  

Kod elektromagnetnog polja -postojanje elektricno polja i magnetnog pollja su podrazumevajuca, ali da li su polja prisutna istovremeno (istog trenutka) i elekrto i magnetno ili se naizmenicno smenjuju praveci zbirno em polje?

[Laci]

Elektromagnetsko polje predstavlja jedinstvo električnog i magnetnog polja. Ako želiš neku analogiju: zamisli da neki automobil prolazi pored tebe. U jednom trenutku vidiš točkove bez karoserije i u sledećem trenutku vidiš karoseriju bez točkova i tako u pojedinim trenucima se naizmenično smenjuju. Primećuješ da ovo nema puno smisla .
Da, zaboravio sam! Ovaj automobil ima jednu fantastičnu osobinu: na njegovoj putanji njega s vremena na vreme ne vidiš a kada ga ponovo vidiš, kreće se ali okrenut na glavačke ! Zatim ga opet ne vidiš da bi se zatim nastavio kretati ali u "ispravnom" stanju. Usput, automobil se povećava ali i smanjuje na svojoj putanji između trenutaka kada ga ne vidiš...

Poprilično teško za svariti u 7. razredu osnovne škole ali i za potrolu saobraćajne policije ...

[r2d2]

Vidim ja da je i tebe dojmila - jako prica sa viserukim vanzemaljcima.  
Iz tvoje zaista dostojne analogije predpostavljam da mozemo opaziti smenu elektricnog i magnetnog polja, i ako to stvarno nema smisla .....  

Motivi postavljanja ovako mozda besmislenog pitanja leze u cinjenici da sam tvrdnju cuo od jedne osobe koja bas baratala dobro sa fizikom (pored duboke starosti i dugacke penzije),  kojoj sam postavio pitanje visedimenzionalnom kretanju cestica i makselovim formulama... ...te dobih odgovor o razlicitosti magnetnog i elektro polja koji se pojavljuju naizmenicno zajedno praveci elektromagnetno polje. Kada sam postavio pitanje i meni samom je izgledalo besmisleno, al` reko ajd` da pitam pa valjda cu ostati ziv posle toga....  

[stameni]

Meni draga oblast

Pre svega, treba uvek imati na umu da je uzročnik električnog, magnetnog i elektromagnetnog polja naelektrisanje koje (može da) se kreće. Tri su bitne stavke:

1) Kada naelektrisanje miruje (u odnosu na posmatrača, tj. relativno), ono je izvor vremenski konstantnog električnog polja. Ovo polje opada sa kvadratom rastojanja, i može se jednostavno odrediti pomoću Kulonovog zakona.

2) Kada se naelektrisanje kreće ravnomerno pravolinijski, ono je izvor i vremenski konstantnog električnog polja, ali se pojavljuje još jedna komponenta -- magnetno polje, koje je takođe vremenski konstantno. Oba ova polja opadaju sa kvadratom rastojanja, i, ponoviću -- vremenski se ne menjaju.

3) Kada se nalektrisanje kreće promenljivo (pretpostavimo da ima konstantno ubrzanje), tada je ono izvor električnog i magnetnog polja, kao u drugom slučaju; oba su vremenski nepromenljiva i opadaju sa kvadratom rastojanja. Međutim, javljaju se još dve komponente: vremenski promenljivo električno polje i vremenski promenljivo magnetno polje. Oba opadaju obrnuto proporcionalno prvom stepenu rastojanja.

Dakle, u trećem slučaju, pored električnog i magnetnog polja postoje još dve komponente, vremenski promenljive. Te dve komponente imaju potpuno iste parametre, tj. jednaku frekvenciju i jednaku fazu, samo im je usmerenost drukčija: vektori promenljivog električnog i promenljivog magnetnog polja normalni su međusobno.

Zanimljivo je da se u slučaju 2), kada se naelektrisanje kreće ravnomerno pravolinijski, postojanje magnetne komponente može dokazati -- specijalnom teorijom relativnosti! Meni je to izuzetno zanimljivo, i trebalo bi da bude jedan tekst za AM o toj temi, ali sam prilično zauzet u poslednje vreme Valjda će biti...

[r2d2]

Hvala  na odgovoru. Sve jasno sto se tice odgovora!

Jedva cekam tvoj text , zaista, zaista!

Dobro je, dragi penzionisani profesor se ipak nije nasalio sa mnom vec mi je samo dao usmerenje!

[bear]

Iz nekog razloga mene je ta prica uvek podsecala (izdaleka) na pojedine termodinamicke procese. Ako zamislis neki idealizovani klip+cilindar, promena jedne vrednosti ce povuci za sobom promenu ostalih, vec zavisno od tipa procesa, a ako je cela stvar ciklicna i idealizovana u smislu da nema trenja imamo taj ping-pong gde se sa jedne strane menja zapremina, a sa druge (i trece temperatura/pritisak (ako bi nacrtao te vrednosti parametara dobio bi (jako) grubo sinusoide koje su fazno pomerene bas kao i kod elektromagnetnog polja). Naravno, sustinski gledano ovo nema veze sa elektromagnetizmom, ali mi je nekako ipak bliza analogija nego ona sa nestajucim automobilom

[sale11472]

1) Kada naelektrisanje miruje (u odnosu na posmatrača, tj. relativno), ono je izvor vremenski konstantnog električnog polja. Ovo polje opada sa kvadratom rastojanja, i može se jednostavno odrediti pomoću Kulonovog zakona.

OK a sad da stavimo i tačku:

1b) U slučaju kada, pored naelektrisanja i posmatrača koji međusobno miruju imamo i posmatrača koji se u odnosu na njih kreće koje polje će taj posmatrač opaziti?

Ili ekivivalentno šta je podrazumevajuće, postojanje elektromagnetnog polja ili postojanje odvojenih elektrostatičnog i magnetostatičnog polja?
Pošto znamo šta je foton koje su čestice prenosnici sile kod ove druge dve opcije
Ja ipak tipujem da je elektromagnetno polje onaj fundamentalni entitet

[Laci]

Moram da priznam da je klasična teorija makroskopskog elektromagnetskog polja izuzetno teška oblast za savladavanje i primenu a težina joj upravo pada na elektromagnetsku indukciju.

1b) U slučaju kada, pored naelektrisanja i posmatrača koji međusobno miruju imamo i posmatrača koji se u odnosu na njih kreće koje polje će taj posmatrač opaziti?

Pošto si sistem referencija vezao za posmatrača u odnosu na koga naelektrisanje miruje, posmatrač koji se kreće opaža jedino elektrostatičko polje. Naravno, ovo se odnosi na brzine kretanja mnogo manje od brzine svetlosti u vakuumu pa nisu uzeti u obzir i relativistički efekti.

Ili ekivivalentno šta je podrazumevajuće, postojanje elektromagnetnog polja ili postojanje odvojenih elektrostatičnog i magnetostatičnog polja?
Pošto znamo šta je foton koje su čestice prenosnici sile kod ove druge dve opcije

U slučaju elektrostatike odnosno magnetostatike, zaboravi na vreme. U tim slučajevima nema prenošenja energije.

Ili ekivivalentno šta je podrazumevajuće, postojanje elektromagnetnog polja ili postojanje odvojenih elektrostatičnog i magnetostatičnog polja?
Ja ipak tipujem da je elektromagnetno polje onaj fundamentalni entitet

Zavisi od udaljenosti od izvora zračenja. Ako si u bliskoj zoni, u elektromagnetsko polje ulazi zbir svih komponenti polja - i one koje opadaju sa kvadratom rastojanja. Ukoliko si u zoni zračenja, te komponente se zanemaruju.

[sale11472]

Pošto si sistem referencija vezao za posmatrača u odnosu na koga naelektrisanje miruje, posmatrač koji se kreće opaža jedino elektrostatičko polje.

Ako sam se ja vezao za neki sistem referencije (a baš i nisam) zašto bi morao za isti da se veže posmatrač koji se kreće a pitanje je kakvo polje će upravo on da opazi?

[r2d2]

Ako sam se ja vezao za neki sistem referencije (a baš i nisam) zašto bi morao za isti da se veže posmatrač koji se kreće a pitanje je kakvo polje će upravo on da opazi?

Hm, pa moz` valjada da trcis kolko ho`s oko ugasene sijalice.   . Stvar bi bila druge prirode da te j` udario grom (ne daj boze*)  pa da ondak trcis oko iste tada bi verovatno doslo do neke promene u samom polju.  Stameni je lepo napisao na pocetku posta da sve vazi iskljucivo za naelektrisanje i kretanje naelektrisanja. U pitanju su makro tela i polja pa fotoncice ne uzimamo u obzir kao prenosioce.

Paz` nisam ni ja siguran, i postavio si upravo pitanje koje i je imeni palo na pamet, mada si ga ti obradio sa tacke 1b.

Ja bi isti pit`o   `vako:

2b
Vozimo se kombijem konstantnom brzinom 30 km na sat. Unutar kombija postoji naelektrisanje koje miruje u odnosu na kombi. Ako bi suvozac merio vrstu polja utvrdio bi da postoji samo eletricno polje bez magnetnog. Medjutim ako bi neko van kombija pokusao da utvrdi vrstu polja, verovatno bi utvrdio da postoji i stalno magnetno polje oko tog naelektrisanja??  Ocigledno je da svetla ne svetle sama od sebe kada vozimo kola bilo kojom brzinom. Gde postoji "prirodno"  naelektrisanje tj. elektricno polje? Oblaci, sinteicki (kineski) dukser??

Ipak uvodjenje str u pricu o em poljima je nekako degutantno jer ocigledno je da nam fale osnove(barem meni). Zato se nisam usudio da postavim pitanje dok jos malo ne naucim, ali ti si me preduhitrio...

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*^{Kontekst pominjanja boga je iskljucivo u opisu koncepcije dobrih namera i nema  nikakve veze sa pitanjem te treba ga tumaciti kao postapalica usled nedostatka primerenije. Razmisljao sam kako da "naelektrisem" Saleta pa da se promeni polje i to mi je jedino palo napamet. Kada sam shvatio da to ispade zlonamerno morao sam da dodam i ono ne daj boze.....  ..Komotno umesto Saleta moze da bidne i r2d2..}  

[bear]

Vozimo se kombijem konstantnom brzinom 30 km na sat. Unutar kombija postoji naelektrisanje koje miruje u odnosu na kombi. Ako bi suvozac merio vrstu polja utvrdio bi da postoji samo eletricno polje bez magnetnog. Medjutim ako bi neko van kombija pokusao da utvrdi vrstu polja, verovatno bi utvrdio da postoji i stalno magnetno polje oko tog naelektrisanja??

Tako je, po specijalnoj teoriji relativnosti, polje zavisi od referentnog sistema i tu elektricno polje nije izuzetak. Ne znam dal' da se upustamo u pricu sa tenzorima, ali u sustini ta veza izmedju te dve komponente je slicna kao sto se povezuju napr prostor-vreme...

Ocigledno je da svetla ne svetle sama od sebe kada vozimo kola bilo kojom brzinom.

Svetli aurora ! I da, da ides dovoljno brzo kroz dovoljno jako magnetno polje, svetla bi svetlela sama od sebe No par kilometara na sat u slabom magnetnom polju Zemlje sa druge strane je je verovatno na granici observabilnosti a kamoli dovoljno za lampu

[r2d2]

Hvala!   Zaista prica postaje zanimljiva skoro neverovatna  

Metalna cioda u kolima ne bi bila privucena naelektrisanju, ali van kola ako bi magnetno polje bilo dovoljno jako - bila bi privucena? ...

Ne znam dal' da se upustamo u pricu sa tenzorima,  

Moze, moze, ako nije problem!

[bear]

Metalna cioda u kolima ne bi bila privucena naelektrisanju, ali van kola ako bi magnetno polje bilo dovoljno jako - bila bi privucena? ...

Trik je u tome sto se promenom referentnog sistema menja prividni vid/odnos magnetne odnosno elektricne sile, ali krajnji rezultat je isti. Postoji jedna slicna postavka koja je navodno bila jedna od osnovnih problema koja je naterala cika Ajnstajna na razmisljanje o specijalnoj teoriji relativiteta... http://en.wikipedia.org/wiki/Moving_magnet_and_conductor_problem

Ne znam dal' da se upustamo u pricu sa tenzorima, 

Moze, moze, ako nije problem!

OK, mada sam i ja zardjao, elektromagnetiku nisam pipnuo mal'ne deset godina, dakle za pocetak da svi obnovimo gradivo (znam, znam, wikipedija, al' nemam bolje pri ruci).

http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_tensor i http://en.wikipedia.org/wiki/Classical_electromagnetism_and_special_relativity#Relationship_between_electricity_and_magnetism

[r2d2]

100 mu jaraca, pa sta su nas ucili u toj srednjoj masinskoj skoli pre 20 godina kada sam ja ovoliko iznenadjen ?    Da ne sirim temu, odo` na tenzore, ali me je porazila cinjenica o uvidu sopstvenog neznanja....

[CyberianIce]

Ucili su vas ocigledno mnogo vise nego nas u govnaziji pre 5 godina...