Электромагнитное поле равномерно движущегося заряда, страница 3

Особенностью полученного решения являетсянесколько неожиданный факт ориентации вектора электростатического поля точно в направлении фактического положения заряда - источника, а не на его предшествующее положение, вычисляемое с учетом запаздывания вследствие конечности скорости распространения сигнала (8.11). Никакого противоречия этого результата  с постулатами теории относительности не возникает, поскольку рассматривается задача о равномерном движении заряда с заданной скоростью. При таком движении в любой наперед заданный момент времени (не только настоящий, но и будущий) положение заряда может быть определено простым расчетом без использования информации, даваемой ориентацией вектора электрического поля. Т.о. ориентация вектора E на фактическое положение заряда не означает запрещаемой постулатами СТО мгновенной передачи какой-либо информации. Попутно отметим, что в случае неожиданной остановки заряда (или любого изменения его скорости) сигнал о таком событии достигнет удаленных точек с запозданием на интервал времени  t=l/c. В течение этого времени поле будет направлено не на фактическое положение заряда, а в ту точку, где он должен был бы быть при условии движения с постоянной скоростью.

8.3.   Природа магнитных сил

          Механизм возникновения магнитных сил удобно рассмотреть на частном примере расчета сил взаимодействия двух точечных зарядов (qи Q), движущихся относительно наблюдателя в одном направлении с одинаковыми скоростями v=V(рис. 8.3.a) в направлении, перпендикулярном соединяющему их вектору r. Описанная задача сводится к электростатической переходом к системе отсчета, относительно которой оба заряда покоятся. С точки зрения наблюдателя, "бегущего вместе с зарядами", между ними существует только одна сила электростатического взаимодействия (8.12).  Для наблюдателя, находящегося в лабораторной системе отсчета сила взаимодействия между движущимися телами в соответствии с законом преобразования сил (8.2) окажется меньшей. Соответствующее выражение (8.13) удобно представить в виде суммы двух слагаемых. Первому из них логично приписать смысл взаимодействия заряда Q с электрическим полем, создаваемым движущимся зарядом q. Что же касается второго слагаемого, ему традиционно приписывается смысл новой магнитной силы, возникающей между зарядами при их одновременном движении.

Исторически произошло так, что эффект изменения наблюдаемой силы электрического взаимодействия между зарядами был экспериментально зарегистрирован задолго до создания А. Эйнштейном специальной теории относительности. В связи с этим была введена  сила Лоренца, описывающая "новые" магнитные взаимодействия, возникающие только при движении зарядов относительно наблюдателя.  Имея чисто релятивистское происхождение, эта сила, очевидно,  выглядит весьма необычно с точки зрения классической теории Ньютона. Во-первых, ее величина определяется скоростью движения зарядов относительно наблюдателя, т.е. зависит не только от свойств системы взаимодействующих частиц, но и от состояния наблюдателя, изучающего эту систему. Во-вторых, сила Лоренца не удовлетворяет третьему закону Ньютона. Например, в случае движения зарядов во взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 8.4.b) один из зарядов испытывает действие магнитной силы, а второй - нет.