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ローレンツ力とクーロン力のつながり
ローレンツ力とクーロン力はアインシュタインの相対性理論から繋がるといったようなことを本か何か(ニュートン？)で見た気がします。確か、無限遠に伸びた導体を流れる電流に対して、荷電粒子を平行にある速度で入射させると、次第に導体から遠ざかっていくことから説明されていたような… 式から何とか理解できないかと思い、まずローレンツ力の立場から自分なりの式を立ててみたのですが、非同次形の微分方程式が解けません。 ローレンツ力とクーロン力はどんな形で繋げられるのでしょうか？素人が何をやってるんだと笑われるでしょうが、よろしければ回答をお願いします。物理・数学は苦手なので分かりやすくお願いいたします。
- jupeter
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- 物理学
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大体次のような話ではないでしょうか。専門家からはもっと正確な話が聞けると思いますが。 電線に電流を流している。具体的には、電線内の正電荷（原子核）は動いておらず、負電荷（電子）が動いている。 電子Ａをその電線の近くに置いた。 Ａから電線を見るとする。電流が流れているということは、電線内の電子群は移動している。速度はたいしたことないけど何しろ多数で相対論的効果は無視できない。 クーロンの法則はこういう場合でも不変であることはわかっているが、ここで考えるべき相対論的効果とはローレンツ収縮。電線内の電子は集団移動しているわけだが、ローレンツ収縮により電子群の進行方向の間隔は短縮する、即ち電線内の電子は密に見える。電線の正電荷（原子核）は動いていないからローレンツ収縮の影響は受けない、正電荷密度は電流が流れていないときと同じ。 ということは、電線に電流が流れているとは即ちＡから見て電線は電子過剰であり負電荷に帯電して見える。∴電子Ａは電線からクーロン力により斥力を受ける。 （もともとは、この話は、磁場の起源（電流間の力）がクーロンの法則と相対論から自然に導かれるという話かと思います。）
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- N64
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wikipediaの「ローレンツ力」に、それらしいような説明がありますが、それではだめなのですか？
お礼
ありがとうございます。 でも電磁気学を落として自分にはちょっと難しいです。ウィキを理解できるくらいまで勉強して出直します。
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お礼
ありがとうございました。理解への道筋が開けました。 ロッケットの中の飛行士と地上の観測者の関係と似たような感じでしょうか。化学屋の自分には薄っぺらバックグラウンドしかないもので…(苦笑) それでは、ローレンツ収縮をキーワードにして勉強します。また疑問があったときには、どうぞよろしくお願いします。ありがとうございました。