Hareket eden mıknatıs ve iletken problemi
Giriş

Albert Einstein'ın 1905'te dünyaya göreliliği sunduğu çalışması, mıknatıs/iletken sorununun tanımıyla başlar. On the Electrodynamics of Moving Bodies25 Nisan 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
| 0 | 1 | 2 |
| --- | --- | --- |
| “ | Şu anda genellikle anlaşıldığı haliyle Maxwell'in elektrodinamiği, hareketli cisimlere uygulandığında olgunun doğasında olarak görünmeyen asimetrilere yol açtığı bilinmektedir. Örneğin, bir mıknatısın ve iletkenin karşılıklı elektrodinamik hareketlerini ele alalım. Burada görünebilir olgu sadece iletken ve mıknatısın göreli hareketine bağlıdır, oysaki klasik yaklaşım, birinin veya diğerinin hareket halinde olduğu iki durum arasında keskin bir fark belirtir. Eğer mıknatıs hareket halinde ve iletken hareketsiz ise mıknatısın etrafında, iletkenin konumlandığı kısımlarda akım üreten belirli bir enerjiye sahip elektrik alan ortaya çıkar. Fakat mıknatıs hareketsiz ve iletken hareket halinde ise, iletkenin etrafında hiçbir elektrik alanı ortaya çıkmaz. Ancak, iletkende elektromotor kuvveti buluruz. Bu kuvvetin kendi içinde karşılığı olan enerji yoktur, ama tartışılan iki durumdaki göreli hareketin eşit olduğu varsayılarak, ilk durumdaki elektrik kuvveti tarafından üretilen ile aynı yol ve yoğunlukta elektrik akımına yol açmaktadır. | „ |
—Hareketli cisimlerin elektrodinamiği üzerine, A. Einstein, 1905 
Farklı referans sistemlerindeki gereklilik tanımlamaları tutarlı olmalarıdır. Tutarlılık bir meseledir, çünkü Newton mekaniği, yükleri yürüten ve akıma yol açan güçler için olan ve Galileo değişmezliği olarak adlandırılan bir dönüşümü öngörürken Maxwell denklemleri olarak ifade edilen elektrodinamik, bu güçlere yol açan alanların Lorentz değişmezliğine göre farklı şekilde dönüştürdüğünü öngörür. Michelson Morley deneyinde açığa çıkan ışık sapması gözlemleri, Lorentz değişmezliğinin geçerliliğini saptadı ve özel göreliliğin gelişmesi Newton mekaniği ile sonuçlanan anlaşmazlığı çözdü. Özel görelilik, Lorentz değişmezliği ile tutarlı olması için, hareketli referans sistemlerindeki güçlerin dönüşümünü gözden geçirmiştir. Bu dönüşümlerin detayları aşağıda tartışılmıştır.
Tutarlılığın yanı sıra, referans sisteminden bağımsız gibi görünen tanımlamaları pekiştirmek iyi olacaktır. Referans sisteminden bağımsız tanımın anahtarı, bir referans sistemindeki manyetik alanların başka referans sisteminde elektrik alanı halini aldığının gözlenmesidir. Aynı şekilde, elektrik alanlarının solenoidal bölümü (elektrik yüklerinden kaynaklanmayan bölümü) başka bir referans sistemi içinde bir manyetik alan haline gelir: yani, solenoidal elektrik alanlar ve manyetik alanlar aynı şeyin görünümleridir. Bu farklı açıklamaların paradoksunun sadece semantik olabileceği anlamına gelir. B ve E yerine φ ve A skaler ve vektör potansiyelleri kullanan açıklama semantic tuzağın önüne geçer. Lorentz değişmeyen dört vektörü Aα = (φ /c 0, A) yerini E ve B  ve çerçeveden bağımsız açıklama (E– B– tanımlamasından daha az visseral de olsa) sağlar. Açıklamaların alternatif bir birleşmesi, fiziksel varlığı daha sonradan açıklanacak olan elektromanyetik alan tensörü olarak düşünülmektir. Bu tensör hem bileşenler olarak E ve B alanları içerir hem de referansın tüm çerçevelerinde aynı forma sahiptir.