Парадокс №2.
Такой же
"парадокс" наблюдается при анализе движения заряда в магнитном поле магнита, при рассмотрении движения в двух инерциальных системах отсчета (ИСО), одна из которых (
K') движется со скоростью V0 относительно первой (
K, причем магнит в системе
K неподвижен. Если в
K заряд покоится, то сила Лоренца == 0. Для наблюдателя в ИСО
K' заряд движется в магнитном поле со скоростью -V0, и , следовательно, должен испытывать Лоренцеву силу.
Во всех известных учебниках (Иродов И.Е. Электромагнетизм, Taмм И.Е. Основы теории электричества) это объясняется законами преобразования элетромагнитных полей (
E,
B) при переходе из одной системы отсчета к другой.
Согласно им, выражение для напряженности электрического поля (т.е. сила действующая на единичный положительный заряд) для двух ИСО будет таким:
E' =
E - [
VoB], на основании того, что сила(результирующая) в разных ИСО инвариантна.
т.к.
E' == 0 , то в системе
K помимо силы Лоренца будет действовать компенсирующая электрическая сила, которая противоположна силе Лоренца. Подобный пример описан в Иродов И.Е Электромагнетизм 2002 стр. 211. Данное преобразование , вообще говоря, противоречит здравому смыслу, т.к. в любой ИСО где заряд покоится можно утверждать что суммарная сила действующая на заряд равна нулю не потому что никаких сил нет, а потому, что силы есть, но просто компенсируют друг другу. Это мягко говоря, некрасивое объяснение....
Как вариант (я не утверждаю), можно предположить, что скорость в формуле Лоренца нужно рассматривать не относительно наблюдателя и не относительно магнитного поля, а относительно
источника магнитного поля , которым является магнит(искусственный и природный). По-умолчанию, так и было когда ставились опыты Ампера, т.к. все эксперименты проводились в магнитном поле Земли, которую с хорошим приближением можно считать ИСО.
Если принять такое определение скорости перемещения заряда, то формула оказывается объяснимой в аналогичных примерах.
(Кстати, по поводу поля вращающегося магнита, то на той оси, где находится заряд,источник поля (точка вращения) неподвижен).
Хочу также заметить, что во всех учебниках четко фиксируется, что магнитное поле НЕ движется, а изменяется.