Otras carreras Relatividad en campos magneticos

[baustian]

Buenas:

Mi consulta era la siguiente; ya que los campos magneticos son generados debido al movimientos de cargas, se podria hablar de relatividad en ellos.
O sea si digo que las cargas se desplazan a una determinada velocidad, esta debe ser relativa a un punto fijo (o por lo menos a una velocidad distinta), por ende de alguna manera se relaciona con la relatividad.
Finalmente la pregunta es la siguiente, si yo tengo cargas paralelas desplazandose a la misma velocidad, y ambas generando campos magneticos independientes, ¿El campo de una podria afectar a otra o esto no pasaría?.

Muchas gracias por leer, y saludos.

[polonio]

Re: Relatividad en campos magneticos

De hecho, históricamente el campo magnético debido a cargas en movimiento fue uno de los principales motivos por los que se planteó la necesidad de la Teoría de la Relatividad (Lorentz se dio cuenta de que las ecuaciones de Maxwell no eran compatibles con las leyes de Newton).

[Adosgel]

Re: Relatividad en campos magneticos

Lo primero te lo ha respondino polonio.

si yo tengo cargas paralelas desplazandose a la misma velocidad, y ambas generando campos magneticos independientes, ¿El campo de una podria afectar a otra o esto no pasaría?.

Muchas gracias por leer, y saludos.

Una cosa es desplazarse a una velocidad constante para un sistema referencial inercial, y otra es aceleradamente.

Las cargas de tu pregunta poseen el mismo estado observacional, por lo que no se desplazan entre sí y no generan campos magnéticos por dicho desplazamiento al no haberlo.

Otra cosa es que tengan rotaciones propias o otro tipo de dinámica de creación de campo magnético, pero supongo que no los estás teniendo en cuenta.

Saludos.

[Fedenet]

Re: Relatividad en campos magneticos

De hecho, históricamente el campo magnético debido a cargas en movimiento fue uno de los principales motivos por los que se planteó la necesidad de la Teoría de la Relatividad (Lorentz se dio cuenta de que las ecuaciones de Maxwell no eran compatibles con las leyes de Newton).

Esa era la duda de mi otro hilo, me cuesta comprender que para un observador las cargas se atraigan, y que para otro se rechacen.
En un caso las cargas colisionarían, en el otro no.

¿Hay alguna forma simple de entenderlo?

[pod]

Re: Relatividad en campos magneticos

¿El campo de una podria afectar a otra o esto no pasaría?.

Sí.

Esa era la duda de mi otro hilo, me cuesta comprender que para un observador las cargas se atraigan, y que para otro se rechacen.
En un caso las cargas colisionarían, en el otro no.

¿Hay alguna forma simple de entenderlo?

El efecto anterior no es tan bestia como para cambiar el signo de la fuerza total.

De hecho, la relatividad impone ciertas reglas de transformación entre sistemas de referencia. Estas reglas hacen que los dos campos (eléctrico y magnético) se mezclen entre sí al pasar a otro sistema de referencia. Por ejemplo, lo que en el sistema en reposo sólo es campo eléctrico, en un sistema donde la carga se mueve pasa a ser eléctrico más magnético.

Al final, todo es consistente, y la trayectoria es la misma vista desde cualquier sistema de referencia. Teniendo en cuenta que la relatividad contrae distancias y todo eso.

[Adosgel]

Re: Relatividad en campos magneticos

si yo tengo cargas paralelas desplazandose a la misma velocidad, y ambas generando campos magneticos independientes, ¿El campo de una podria afectar a otra o esto no pasaría?.

Sí.

Creo que baustian se refiere a campos magnéticos generados por esos desplazamientos. Si las cargas entre sí no se desplazan, no los perciben la una de la otra, ¿no?.
Lo esplicas claramente despues.

De hecho, la relatividad impone ciertas reglas de transformación entre sistemas de referencia. Estas reglas hacen que los dos campos (eléctrico y magnético) se mezclen entre sí al pasar a otro sistema de referencia. Por ejemplo, lo que en el sistema en reposo sólo es campo eléctrico, en un sistema donde la carga se mueve pasa a ser eléctrico más magnético.

.

Supongo entonces que te estás refiriendo a campos magnéticos en reposo o hay algo que se me escapa.

Saludos.

[pod]

Re: Relatividad en campos magneticos

Creo que baustian se refiere a campos magnéticos generados por esos desplazamientos. Si las cargas entre sí no se desplazan, no los perciben la una de la otra, ¿no?.
Lo esplicas claramente despues.

No, la explicación de baustian es correcta. El campo creado por una carga depende sólo de su velocidad, no de la velocidad de las demás cargas.

Esto es bastante básico...

Supongo entonces que te estás refiriendo a campos magnéticos en reposo o hay algo que se me escapa.

Saludos.

"En reposo" no tiene sentido aplicado a campos magnéticos. Igual que tampoco en movimiento. El campo magnético es una cantidad (vectorial) fija en un sistema de referencia, ya ya está.

[Adosgel]

Re: Relatividad en campos magneticos

No, la explicación de baustian es correcta. El campo creado por una carga depende sólo de su velocidad, no de la velocidad de las demás cargas.

Esto es bastante básico...

Y su velocidad es siempre respecto a otra referencia (por ejp. otra carga), nunca respecto a sí misma, pues no la tendría en ningún caso.
Baustian, creo que se refiere a dos cargas solidarias al mismo SRI, luego la velocidad de una respecto a la otra sería 0.

"En reposo" no tiene sentido aplicado a campos magnéticos. Igual que tampoco en movimiento. El campo magnético es una cantidad (vectorial) fija en un sistema de referencia, ya ya está.

"en reposo" es referido al campo eléctrico y en relatividad, pero puede haber un campo magnético por rotación de la partícula que genera el campo eléctrico. También tenemos dos campos magnéticos de dos imanes en el mismo SRI.
De todas maneras no es este el caso que yo crea al que se refiera baustian. No sé si es el caso al que tú te refieres, aunque estoy suponiendo ahora que no.

El tema es que en tu mensaje anterior, he creido interpretar una contradición en ese "Si", respecto a lo que después has expuesto y que creo acertado.

Yo el asunto lo veo completamente relativista.

Dos campos electricos cercanos en un mismo estado ligado a un SRI.
-entre sí interaccionan como campos electricos; pues no muestran movimiento el uno para el otro.
-y para un observador en distinto SR están en movimiento, con lo que parte de esa interacción es percibida como magnética de sus campos marnéticos existentes desde ese SR.

Y supongo que estaremos de acuerdo o muy equivocado tengo que estar .

Saludos.

[pod]

Re: Relatividad en campos magneticos

Y su velocidad es siempre respecto a otra referencia (por ejp. otra carga), nunca respecto a sí misma, pues no la tendría en ningún caso.
Baustian, creo que se refiere a dos cargas solidarias al mismo SRI, luego la velocidad de una respecto a la otra sería 0.

La pregunta original es la siguiente:

En un sistema de referencia, dos partículas están en reposo. Por lo tanto, la única fuerza entre ellas es la eléctrica.

En un sistema donde esas dos partículas están en movimiento, aparece también una fuerza magnética. La pregunta era si (y por qué) aparece una fuerza nueva dependiendo del sistema de referencia.

En un sistema de referencia, la fuerza magnética depende de la velocidad de cada una de las cargas respecto del sistema de referencia. No de la velocidad relativa de las cargas en ese sistema de referencia. Por lo tanto, la fuerza magnética es diferente en diferentes sistemas de referencia. Esto es verdad incluso en relatividad de Galileo, nada nuevo bajo el sol.

¿De verdad estamos discutiendo por algo tan básico? Simplemente mira la fórmulita de la fuerza magnética...

"en reposo" es referido al campo eléctrico y en relatividad,

El campo eléctrico no se puede "mover" (por que ocupa todo el espacio). Por lo tanto, tampoco puede estar en reposo. No tiene sentido, son adjetivos que se aplican a partículas, no a campos.

También tenemos dos campos magnéticos de dos imanes en el mismo SRI.

Las partículas no pueden rotar. Son puntos.

También tenemos dos campos magnéticos de dos imanes en el mismo SRI.

Dos imanes producen un sólo campo magnético, sumando las contribuciones de cada uno.

Dos campos electricos cercanos en un mismo estado ligado a un SRI.

No pueden haber dos campos eléctricos. Sólo uno. Que se cumpla el principio de superposición no significa que puedas duplicar las cosas...

-entre sí interaccionan como campos electricos; pues no muestran movimiento el uno para el otro.
-y para un observador en distinto SR están en movimiento, con lo que parte de esa interacción es percibida como magnética de sus campos marnéticos existentes desde ese SR.

La forma correcta de decir esto es:

Dos cargas interaccionan según la interacción electromagnética. La división de esa interacción en electricidad y magnetismo no es universal, sino que depende del sistema de referencia. Si existe un sistema de referencia donde las dos cargas están en reposo (no tiene por qué existir, en general), entonces sólo hay "parte eléctrica".

Por eso, cuando uno estudia el electromagnetismo relativista, uno no tiene vector eléctrico y vector magnético; si no una especie de tensor híbrido entre los dos (que se conoce como tensor de Faraday, aunque dudo que él lo viera en su vida).

Pero, reitero que esto no es nuevo de la relatividad de Einstein. En la relatividad de Galileo (o de Newton, si uno quiere) ya suceden cosas similares. En este contexto, la fuerza debe ser igual en cualquier sistema de referencia, y se debe poder escribir como

$$\vec F = q ( \vec E + \vec v \times \vec B ) \ .$$

La parte que dependa de la velocidad de la partícula (en ese SR) es "magnética", la que no es "eléctrica". Si cambiamos de sistema de referencia, $\vec v = \vec v' - \vec u$,uno debe poder escribir lo mismo

$$\vec F' = q ( \vec E' + \vec v' \times \vec B' ) \ .$$

Pero en Galileo, la fuerza debe ser igual en cualquier sistema de referencia (por que la aceleración es universal en este contexto), lo cual nos fuerza a admitir

$$\vec E' = \vec E - \vec u \times B \ , \qquad \vec B' = \vec B \ .$$

Estas son las transformaciones de Galileo de los campos eléctrico y magnéticos. En relatividad especial, son un poco diferentes (el campo magnético también cambia).

[Adosgel]

Re: Relatividad en campos magneticos

Pues no tenemos otra discrepancia que mi informal manera de expresar las cosas, porque las ideas son las mismas.

Pero partimos de la expresión "...dos cargas paralelas desplazándose... ", lo que tenemos que asumir como variación del campo eléctrico en el tiempo en un SRI en el que las partículas que generan la carga poseen velocidad distinta de 0.

Rectifico "campo eléctrico" por "partículas que generan el campo eléctrico", aunque no sé si valdrá "cargas eléctricas en movimiento".

Respecto a la rotación de las partículas, es una manera llana de hablar si necesidad de entender de spin y sus posibilidades. Pero lo de que las partículas "son puntos"... dejémoslo en que se toman como puntos en ciertos contextos y cálculos, ¿no?.

Rectifico lo de "dos campos magnéticos" por "un campo magnético común" (que no es otra cosa que una traslación de un campo eléctrico común, desde otro SRI).

Tu explicación posterior esta muy clara.

A mí personalmente me gusta bastante la claridad del tensor del campo electromagnético.

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensor_...magn%C3%A9tico

Saludos.

[pod]

Re: Relatividad en campos magneticos

Pues no tenemos otra discrepancia que mi informal manera de expresar las cosas, porque las ideas son las mismas.

Respecto a la rotación de las partículas, es una manera llana de hablar si necesidad de entender de spin

¿"Informal" y "llana" son ahora formas fashon de decir "incorrecto"?

aunque no sé si valdrá "cargas eléctricas en movimiento".

Seguramente es la forma más precisa.

Respecto a la rotación de las partículas, es una manera llana de hablar si necesidad de entender de spin

Pero lo de que las partículas "son puntos"... dejémoslo en que se toman como puntos en ciertos contextos y cálculos, ¿no?.[/quote]

Hasta la fecha, cualquier calculo comprobado experimentalmente sobre partículas experimentales supone que son puntuales. Y se cumplen cálculos hasta con doce decimales exactos, así que ya me dirás si es un contexto suficientemente cierto.

La teoría de cuerdas es la primera teoría que rompe esa hipótesis.

(que no es otra cosa que una traslación de un campo eléctrico común, desde otro SRI).

Por mucho que traslades un campo eléctrico no se convierte en magnético. Es un cambio de sistema de referencia, no una simple traslación.

Por otra parte, no todos los campos magnéticos se pueden describir como únicamente eléctricos en algún sistema de referencia. Hay configuraciones que siempre tendrán ambos campos en todos los sistemas de referencia. No digo que supongas eso, pero como es un error común lo comento aquí (recuerdo haberlo discutido antes, probablemente en este hilo).

[Adosgel]

Re: Relatividad en campos magneticos

¿"Informal" y "llana" son ahora formas fashon de decir "incorrecto"?

Si .

Hasta la fecha, cualquier calculo comprobado experimentalmente sobre partículas experimentales supone que son puntuales. Y se cumplen cálculos hasta con doce decimales exactos, así que ya me dirás si es un contexto suficientemente cierto.

Un punto solo puede ser geométrico y práctico para matemáticas aplicadas, pero un punto físico es tanto como nada. Y precisamente, la observación evolucciona en este empeño hacia la indeterminación. Esos cálculos son pura matemática aplicada y no un vínculo directo de observación de la partícula (este es un tema que se sale del hilo, y eso no te suele gustar ).

Por mucho que traslades un campo eléctrico no se convierte en magnético. Es un cambio de sistema de referencia, no una simple traslación.

Rectifico "traslación" por "movimiento".

Por otra parte, no todos los campos magnéticos se pueden describir como únicamente eléctricos en algún sistema de referencia. Hay configuraciones que siempre tendrán ambos campos en todos los sistemas de referencia. No digo que supongas eso, pero como es un error común lo comento aquí (recuerdo haberlo discutido antes, probablemente en este hilo).

Desde luego que no me refería a estos casos.

He ojeado el hilo, y en definitiva, creo que es debido a que son campos formados por varias cargas en distintos estados, solidarias a distintos SR. Pero, en esencia, siempre será necesaria la existencia de cargas en movimiento para formarlos.
Aunque nos vayamos del terreno espaciotemporal al cuántico, existirá la influencia del vector movimiento diferenciador entre los subestados que representan cada carga aunque en conjunto puedan dar una carga neutra y un campo magnético no neutro.

Saludos.

[pod]

Re: Relatividad en campos magneticos

Un punto solo puede ser geométrico y práctico para matemáticas aplicadas, pero un punto físico es tanto como nada. Y precisamente, la observación evolucciona en este empeño hacia la indeterminación. Esos cálculos son pura matemática aplicada y no un vínculo directo de observación de la partícula (este es un tema que se sale del hilo, y eso no te suele gustar ).

Ese es tu prejuicio personal. Yo no voy a entrar en tus prejuicios, igual que tampoco entro en los míos propios (que también tengo, pero los dejo fuera de los hilos de material científico, claro). Lo que podemos decir, en base estrictamente al método científico, es que hasta ahora cualquier medición sobre la realidad que se haya comprobado experimentalmente se basa en que las partículas fundamentales son estrictamente puntos sin dimensión.

Y no me mezcles la indeterminación en esto: tan indeterminado puede estar un punto como una forma de tamaño finito.

Pero, en esencia, siempre será necesaria la existencia de cargas en movimiento para formarlos.

La configuración de campos más general es tal que ninguno de los dos se anula en algún SR particular. La configuración de cargas (y monopolos) necesaria para crear esos campos es otra historia.

Aunque nos vayamos del terreno espaciotemporal al cuántico, existirá la influencia del vector movimiento diferenciador entre los subestados que representan cada carga aunque en conjunto puedan dar una carga neutra y un campo magnético no neutro.

La cuántica no tiene nada que decir en esto.