Сила Лоренца
«Сила Лоренца» представляет собой силу F, действующую на электрический заряд в электромагнитном поле:
В этой формуле q и u – заряд и скорость рассматриваемой частицы, на которую действует сила. E и B – напряженности электрического и магнитного полей, φ и A – скалярный и векторный потенциалы, c – величина скорости света.
В своем современном виде сила Лоренца состоит из электростатического слагаемого, соответствующего кулоновской силе, и двух динамических добавок, связанных с движением зарядов – вихревого электрического поля и магнитной силы. Правда следует отметить, что помимо этих добавок при переходе из системы отсчета, связанной с одним из движущихся зарядом, например источником поля, в лабораторную систему отсчета следует использовать преобразования Лоренца и связанные с ними релятивистские поправки.
Полевая физика приводит к очень интересному пониманию. Оказывается, что при движении электрических зарядов (источников поля) связанная с ними полевая оболочка оказывается подобной неинерциальной система отсчета а, следовательно, структура динамических добавок к электростатической силе должна быть в точности аналогична механическим силам инерции. В итоге электромагнитную силу – силу Лоренца – можно получить исходя из механики, путем добавления к электростатическому слагаемому (закону Кулона) полевых аналогов сил инерции, получивших название полевых сил инерции.
Так аналогом обычных сил инерции, связанных с неравномерным движением или вращением, оказывается вихревое электрическое поле. Аналог силы Кориолиса известен как магнитная сила. При этом аналог центробежной силы не представлен в силе Лоренца в виде отдельного слагаемого, однако как доказывает полевая физика, именно он соответствует используемым в современной физике релятивистским поправкам при преобразовании силы Лоренца из системы отсчета, связанной с движущимся зарядом, в лабораторную систему отсчета. Получается, что если добавить в силу Лоренца потерянный аналог центробежной силы, то можно обойтись вообще без релятивистских поправок и оставаться в рамках преобразований Галилея.
Именно по этому пути и идет полевая физика. Вместо традиционного выражения она использует скорректированную силу Лоренца, в которой к электростатическому слагаемому добавляются уже не две, а три динамические добавки:
При этом эти три добавки вместе составляют полную производную от векторного потенциала, что решает проблему относительности и делает силу Лоренца инвариантной по отношению к преобразованиям Галилея. При этом необходимость в релятивистских поправках отпадает.