Номер 1, страница 180, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Почему утверждение о том, что в данной точке пространства существует только электрическое или только магнитное поле, не является абсолютно верным?

1. Почему утверждение о том, что в данной точке пространства существует только электрическое или только магнитное поле, не является абсолютно верным?

Утверждение о том, что в данной точке пространства существует только электрическое или только магнитное поле, не является абсолютно верным, поскольку разделение единого электромагнитного поля на его электрическую и магнитную составляющие зависит от системы отсчета, в которой находится наблюдатель. Это является одним из ключевых положений специальной теории относительности.

Электрическое и магнитное поля — это не независимые сущности, а две стороны одной медали, называемой электромагнитным полем. Их проявление зависит от относительного движения источника поля и наблюдателя.

Рассмотрим классический мысленный эксперимент:

1. Пусть в инерциальной системе отсчета $\text{K}$ имеется неподвижный точечный электрический заряд. Наблюдатель, находящийся в этой системе отсчета, зафиксирует вокруг этого заряда только статическое электрическое поле $\vec{E}$. Поскольку заряд неподвижен относительно наблюдателя, ток отсутствует, а значит, магнитное поле равно нулю ($\vec{B} = 0$).

2. Теперь представим второго наблюдателя в системе отсчета $K'$, которая движется с постоянной скоростью $\vec{v}$ относительно системы $\text{K}$. С точки зрения этого второго наблюдателя, электрический заряд движется со скоростью $-\vec{v}$.

3. Движущийся электрический заряд эквивалентен электрическому току. Согласно законам электродинамики, любой электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Следовательно, наблюдатель в системе $K'$ обнаружит в той же самой точке пространства и электрическое поле $\vec{E'}$, и магнитное поле $\vec{B'}$.

Таким образом, то, что для одного наблюдателя является чисто электрическим полем, для другого, движущегося, оказывается комбинацией электрического и магнитного полей. Аналогично, поле, которое в одной системе отсчета является чисто магнитным (например, поле внутри соленоида с постоянным током), в движущейся системе отсчета будет иметь и электрическую компоненту.

Этот принцип относительности показывает, что нельзя говорить об абсолютном существовании только электрического или только магнитного поля в точке. Можно говорить лишь о существовании единого электромагнитного поля, которое по-разному "проявляется" в разных системах отсчета.

Ответ: Существование и величина электрического и магнитного полей зависят от системы отсчета наблюдателя. Поле, которое является чисто электрическим для одного наблюдателя, будет комбинацией электрического и магнитного полей для наблюдателя, движущегося относительно первого. Поэтому говорить о существовании "только" одного типа поля в точке пространства некорректно; это относительное, а не абсолютное свойство.