友達が思いついたのですが

質問

例えば、電子が二つ並んであった場合、止まってる人から見たらその二つには斥力が働くが、観測者が動いている場合、電流が流れているように見えるので電子の間に引力が働くのではないか。
と、考えたらしいです。どうなんでしょう？僕は相対論とかさっぱりわからないので、なんともいえなかったのですが・・・

回答No.1

noname#175206 · ベストアンサー

それは、古典電磁気学をきちんと学んで、特殊相対論での電磁気学の書き換えを学ばないと、理解は出来ません。
　トピックごとに誰でもわかるような説明が必ずしもあるわけではないのです。
　結果だけ知りたければ、「ある慣性系では斥力で離れていく2つの物体が、異なる慣性系で観測したら引力で近づいているということはあり得ない。」ということになります。それはなぜかが知りたければ基礎から勉強してください。

回答No.8

boson

これは有名な「Trouton-Nobleのパラドックス」ですね？

このパラドックスの解説のある邦書は以下２点です。

「電磁気学を考える」14章10節 p.404
今井功著 サイエンス社
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4781905722
蔵書のある大学図書館
http://webcat.nii.ac.jp/cgi-bin/shsproc?id=BN04377378

「メタ電磁気学」6章4.2節 p.97
細野敏夫著 森北出版
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/462773431X
蔵書のある大学図書館
http://webcat.nii.ac.jp/cgi-bin/shsproc?id=BA40127907

回答No.7

weredragon

電子二つなので電流というのはいいすぎですが、
運動している観測者から見た場合、
電子間の距離はやはり大きくなっていきますから
引力に見えることはありません。

回答No.6

First_Noel

＞電流が流れているように見えるので電子の間に引力が働く

「電流を担う電子同士には引力が働く」と言う点が間違っていると思います．

回答No.5

Rossana

ANo.3で
＞クーロン斥力も1/{√(1-(v/c)^2)}倍に増大する．
は少しおかしいと思いました．
F ∝ q1q2/r^2
と電荷の積に比例するので２乗して
「クーロン斥力は1/{1-(v/c)^2}倍に増大する．」
に訂正お願いします．

回答No.4

Rossana

・電子が二つの場合

止まっている人から見た場合に比べて次の現象が新たに発生すると考えられます．
☆電気力線が観測者の移動方向に収縮する→電気力線の密度増大→電界が強くなる→斥力強くなる．
☆電流が同じ方向に流れることによって引力が働く．

この増大分の斥力と電流が流れたことによる引力が釣り合い，結局止まっている人から見た場合と同じ斥力に保たれる．

と考えればいいのでは．

回答No.3

Rossana

面白い質問ですね．
単独電荷だとちょっと考えにくいので，次のような思考実験（実際に実験する事は不可能であるが，現象を理論的に考える際に有効）を行います．

☆空間に長い負の線電荷（電子が等間隔に並べられていると考える）を２本並べて下さい．線電荷密度を-σとする．
☆観測者は線電荷に沿った方向に速さvで移動するとします．
このとき，ローレンツ収縮により線電荷の長さは√(1-(v/c)^2)倍に短くなる．
また，電荷量保存の法則（cf.質量と時間は観測する座標系によって変わる）より，電子の数は変化しないので，線電荷密度は大きくなって-σ/{√(1-(v/c)^2)}となる．
☆線電荷密度が1/{√(1-(v/c)^2)}倍に大きくなったことでクーロン斥力も1/{√(1-(v/c)^2)}倍に増大する．すなわち，観測者が移動したことで斥力が増大するということになる．
しかし，相対性原理（ある物理法則が，ある座標系で成立する場合，別の座標系でも同じ法則が成立する）より，斥力が増大するというのは不合理である．
☆以上の考えにはまだ重大な欠点がある．それはまさに
＞観測者が動いている場合、電流が流れているように見えるので電子の間に引力が働くのではないか。
とh-koteさんが言われるこの引力が考えられていません．観測者から見ると電流が同じ方向に流れるので，当然引力が生じ，この引力が増大した斥力とちょうど釣り合うことで，相対性原理にうまく適合します．

以上，『例えば、電子が二つ並んであった場合、止まってる人から見たらその二つには斥力が働くが、観測者が動いている場合、電流が流れているように見えるので電子の間に引力が働くのではないか。
と、考えたらしいです。どうなんでしょう？』
僕は「その通り」だと思いますが．

あくまで素人の僕の考え方なので，他の方の意見も参考にして下さい．

回答No.2

apple-man

>電子の間に引力が働くのではないか

観測する人がどう動いても、
２つの電子同士の間の関係は
全く変わらないでしょ。