電磁力学
相対論的電磁気学
2部構成のシミュレーションで、ローレンツ・ブーストが電場と磁場を混ぜる様子を調べます。因子 と場の変換式 , を確かめます。
器具
- 2つの3Dキャンバス:第1部「Điện trường và từ trường」、第2部「Biến đổi Lorentz」(ドラッグまたは矢印キーで回転)
- 第1部で場の配置を切り替える「Mô hình A」/「Mô hình B」ボタン
- スライダー「Biên độ / nguồn」「Bước sóng / tỉ lệ」;「Tạm dừng」ボタン
- 第2部でブーストを制御するスライダー「Tần số / vận tốc」「Góc nhìn / hệ số」
- 読み取り欄「γ = 1/√(1−β²)」と「E′, B′ trộn dưới boost; góc điều khiển θ」
手順
「Mô hình A」で場の幾何を調べる
第1部で「Mô hình A」を押し、「Biên độ / nguồn」と「Bước sóng / tỉ lệ」を調整します。読み取り欄「biên độ chuẩn hóa a = …, tham số k = …」を追い、キャンバスを回して E ベクトル(橙 — 正の成分)と B ベクトル(青緑 — 逆向き)を見ます。「Tạm dừng」で配置を記録します。
「Mô hình B」と比較する
「Mô hình B」を押し、同じ a と k の値で観察を繰り返します。場の幾何の変化に注目します。制御量は同じでもベクトルの分布が異なります。これは、異なる2つの場の配置が2つの慣性系から見た同一の場であり得ることの伏線です。
「Biến đổi Lorentz」部でブーストを制御する
第2部で「Tần số / vận tốc」を動かして速度パラメータ(読み値は Hz 表示)を変え、「Góc nhìn / hệ số」で θ を設定します。「E′, B′ trộn dưới boost; góc điều khiển θ = …°」の行を観察します。ブーストが大きくなると E′ と B′ の成分が , に従って混ざり合います。
極限を予測し結論づける
「Tần số / vận tốc」を最小値に戻します。β → 0 なら γ → 1 で E–B の混合がほとんどないと予想し、読み値と比べます。次に最大ブーストにして強い混合を観察します。結論:E と B は独立した量ではなく、各慣性系における電磁テンソルの成分です。