[전자기학] 움직이는 전하와 정지한 전하

상대속도가 v(=상수, 즉 등속)인 두 관성계에 따로따로 속해있는 두 관측자 a 와 b 는, 각각 자신이 정지해있고, 상대방이 움직인다고 생각한다.
뭐 어차피 절대적인 기준이 없기 때문에, '정지'와 '등속운동' 은 본질적으로 같다.


이제, a 가 볼때 정지해 있는 "전하 q " 를 생각하자. 이말인 즉슨, b 에게는 q가 v로 등속운동 하는 것 처럼 보인다는 뜻이다.


전하 q 에 대한  두 관측자의 진술은 다음과 같다.

관측자 a :  q 는 정지해있다. 따라서, 주위에 방사형으로 전기장이 형성되어 있을 것이다.

관측자 b :  무슨소리! 내가볼땐 v로 움직이고 있거든?  움직이는 전하가 주위에 자기장을 유도한다는 사실은 초등학생도 알지.
                따라서, 전하 q 주위에는 전기장 뿐만 아니라 자기장도 형성 되어있을 것이다.


전하주위에는 자기장이 있을까 없을까?  설명하라.



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이어서 계속되는 사고실험....


관측자 a와 b의 상황은 앞에서와 동일하다. 그런데 이번에는 둘 모두에게 관측되는 자기장 B가 있다고 하자. a와 b가 상대속도 v 로 움직이는 관계로 자기장 B에 대한 둘의 진술이 약간 차이를 보일수도 있겠지만, 암튼 a와 b모두 자기장 B의 존재를 인지하고 있다.


이제, 앞서와 마찬가지로 a가 볼때 정지해있는 전하 q를 생각하자. 즉, b가 볼때는 q로 이동하는 전하이다.


전하 q에 대한진술은 다음과 같다.

관측자 a :  q 는 정지해있다. 따라서, 주위에 방사형으로 전기장을 형성한다.

관측자 b :  전하 q는 v로 움직이고 있다. v로 움직이는 전하는 주위에 자기장을 유도한다.
               움직이는 전하가 유도하는 자기장과 외부자기장 B의 상호작용, 즉, 전하 q는 로렌츠 포스를 받아 휠 것이다.

관측자 a : 잠깐....  내가볼땐 q가 정지해있고, 주위에 자기장을 유도하지도 않으며, 따라서 외부자기장 B가 있다손 치더라도
               로렌츠폴스를 받지 않는다네.... 그런데 자네가 볼때는 휜다고?

               비록 자네와 내가 다른 관성계에 있다고 해도, 자네가 볼때 휘는 것이, 나에게는 곧게 보인다면 말이나 되는 소린가?

관측자 b : 그건 좀 이상하군 !?  그럼 우리 둘중 한명은 틀렸다는 말인가? 아니 그것도 좀 이상하군?


어떻게 된것인가? 설명하라.