Warum verspürt ein bewegungsloses Proton laut spezieller Relativitätstheorie keine Kraft in einem Magnetfeld?

In diesem ( https://www.youtube.com/watch?v=1TKSfAkWWN0 ) spezifischen Video, das von Veritasium auf YOUTUBE hochgeladen wurde, erfahren wir, wie die spezielle Relativitätstheorie Magnete funktionieren lässt. Wir beobachten, dass, wenn ein sich bewegendes Proton in die Nähe eines Magnetfelds gebracht wird, das durch elektrischen Strom erzeugt wird, das Proton abgestoßen wird. Offensichtlich soll es passieren.

Angenommen, das Proton bewegt sich nicht. Im Bezugssystem dieses Protons sind dieses Proton und die Protonen des Drahts jetzt bewegungslos, während sich die Elektronen bewegen. Gemäß der speziellen Relativitätstheorie wird der Abstand zwischen zwei Elektronen zusammengezogen, während sich der Abstand zwischen zwei Protonen ausdehnt. Der Draht wird also negativ dichter, was bedeutet, dass das Proton eine Anziehungskraft spürt.

Aber wir wissen, dass dies nicht möglich ist. Denn F = qvB sin(theta) und hier v=0. Aber nach der Erklärung von Veritasium sollte das bewegungslose Proton eine anziehende Kraft spüren. Ich weiß, dass ich irgendwo einen Punkt übersehe. Kann mir bitte jemand darauf hinweisen? Ich schätze jede Hilfe, die Sie leisten können.

Protonen erfahren in einem nicht konstanten Magnetfeld eine Nettokraft, da sie ein endliches magnetisches Moment haben. Dies gilt sogar für ruhende Protonen.
Auf atomarer und molekularer Ebene hat der Draht eine quantenmechanische Lösung, und die Elektronen im Leitungsband befinden sich auf Orbitalen, nicht auf Flugbahnen, und bewegen sich im Durchschnitt sehr wenig mit einer Driftgeschwindigkeit, und der Draht bleibt in allen Rahmen als Strom neutral Elektronen werden durch die Batterie ersetzt.

Antworten (1)

Wenn du sagst

im Bezugssystem dieses Protons sind dieses Proton und die Protonen des Drahts bewegungslos, während sich die Elektronen bewegen. Gemäß der speziellen Relativitätstheorie wird der Abstand zwischen zwei Elektronen zusammengezogen, während sich der Abstand zwischen zwei Protonen ausdehnt. Der Draht wird also negativ dichter, was bedeutet, dass das Proton eine Anziehungskraft spürt.

Sie gehen davon aus, dass der Draht im Ruhesystem des Protons AUFGELADEN ist. Im Ruhesystem des Protons gibt es also nicht nur ein Magnetfeld. Es gibt auch ein elektrisches Feld, das die Anziehung bewirkt.

Der Fall, an den Sie denken sollten, ist, wenn das Proton stationär ist UND es keine Nettoladung auf dem Draht im Protonenrahmen gibt. Dann ist das elektrische Feld eindeutig Null und das Proton wird nicht vom Draht angezogen.

Beachten Sie, dass in diesen beiden Fällen keine Magnetkraft vorhanden ist.

Warum verspürt ein bewegungsloses Proton laut spezieller Relativitätstheorie keine Kraft in einem Magnetfeld?
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