電子と一緒に動くと磁場は観測されますか？

質問

導線に電流を流すとその周りに磁場が発生するすることは有名ですが、
導線中の電子と同じ速度で同じ方向に観測者が移動した場合にも磁場は観測されるでしょうか？

回答No.3

chiezo2005 · ベストアンサー

＃１です

わかりやすい例で説明します。

１アンペアの電流が断面積1平方センチの銅線を流れているときの電子の平均速度はどのくらいかご存知ですか？
たとえば銅の原子一個あたりひとつの自由電子を持つとして大雑把な計算をすると，
電子密度は1.2E23個/一立方センチ
これは2E4クーロン/一立方センチになります。
1アンペアの電流は１クーロンの電荷が1平方センチの断面積を通りすぎるということなので，電子の速度は1/2E4＝0.00005cm/secとなってものすごく遅いことがわかります。
つまり，もし観測者の速度で磁場がかわってしまうのなら，日常的に身の回りでこの磁界の変化が観測されても良いはずですが，そんなことはないですよね？　
ということから，観測者の速度が変っても磁場は変っていないということがわかるでしょう。

真空中を飛んでいる電子の場合は全く話は別で，これは磁場は見ることができません。

磁場の端的な例として2本の平行電線の間には磁界によりお互い引力が働きます。
これは磁界と表現されますが，実はローレンツ収縮により電線中の電荷密度に差ができることによるクーロン力の現れです。

回答No.5

91091

電場と磁場は場だけでは意味を持たないので、電流と一緒に平行移動して、電場と磁場の影響を受けている電子を考えます。
導線中の電子と同じ速度で同じ方向に観測者が移動すると、電流がないので、磁場はないことになります。
その代わり、移動していることにより、ローレンツ変換による導線中の正電荷密度が上がり、クーロン力を受けて、電子は導線にひきつけられることになります。これは、観測者が止まっている場合のローレンツ力と同じ結果を与えます。
電場と磁場は、本質的には同じもので、基準座標系をどこにおくかによって変わってきます。最終的に起こる現象は、どう基準座標系を置いても同じになるように、電磁場と時空間は出来上がっています。

回答No.4

Meowth

ANo.2　の訂正です。
”電子と同じ速度”に気をとられて、
質問の”導線中の”というのを失念してました。
導線中で電気的に中性（電荷＝０）であれば、
変化しません。

回答No.2

Meowth

観測されません。
電荷が運動する　　電流として観測される
電荷とともに運動する座標では電荷は静止しているので
静電場のみ。

回答No.1

chiezo2005

当然，観測されます。
そのときは反対向きに正電荷をもった原子核が動いてますから・・・