Skip to main content

Some static electric thoughts.

 When I was explaining static electricity to 8th-standard students, as an introduction I explained how charges and their attracting and repelling properties are responsible for the lovely attraction of tiny papers on a comb that is charged by rubbing against your head.

 Suddenly a question from a curious mind arose "Sir, are these charges causing the magnetic behaviour of electromagnets? How do they only become magnetic when electricity is applied?"

The answer lies in Einstein's special theory of relativity. Yes, the theory explains the time dilation length contraction. But we know if these particles are reaching the velocity of light i.e, around 3 lakhs km per second. For example, If you are waiting at a bus stop and watching a bus of length 15m traveling at a velocity of 2 lakhs 25 thousand km per second then its length will appear to be 10 m for you. But someone who is sitting inside the bus doesn't feel that except that person will feel you became very thin. This is known as length contraction.

The time dilation is yet another effect of the special theory of relativity. When compared to a stationary clock, someone moving at a speed close to the speed of light will experience a slower ticking of the timepiece. So we are really safe that we can't approach the velocity of light. Hence, we experience neither length contractions nor time dilations in our daily life.

Ok! So how does it relate to the magnetism in a conductor? Absolutely, everyone is aware of that. Electrons flow when a conductor is subjected to electrical potential, although their speed is very low. That is comparable to the speed of ants. Yet, even for that low a velocity, the distance between electrons gets contracted.  Yes, that length contraction is very very small but the electric attraction between electron and proton is 10^39 times greater than the gravitational attraction between them. Hence, this relative motion may have large consequences. Also, there are so many electrons so the electron density matters a lot in other words total effect is considerable. (see the figure)

So more number density of electrons will be higher than that of ions in a given area leading to extra charge distribution. This will provide an electric field around the conductor. that can attract a positive charge outside the conductor.

This phenomenon is our magnetism. How amazing is this!!

The most interesting thing is that when anyone learns the theory of relativity it seems that we are learning why we are traveling at a speed of 60 km/h. but in our daily life, we often use the theory of relativity without even realizing it.

Figure courtesy Wikipedia

-Renji










Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

ടിഷ്യു പേപ്പർ (Into the atom)

ഏതൊരു മനുഷ്യനും ജന്മസിദ്ധമായ കഴിവാണ് കൗതുകം.,, ഉദാഹരണത്തിന് .. നിങ്ങളുടെ വീട്ടിൽ ഒരു പൊതി ഇരിക്കുന്നുവെങ്കിൽ തീർച്ചയായും നിങ്ങൾക്ക് അതിനുള്ളിൽ എന്താണ് എന്നുള്ള സംശയം എപ്പോഴും ഉണ്ടാവുo എന്ന് മാത്രമല്ല പൊതിയഴിച്ച് നോക്കിയിരിക്കും. മനുഷ്യരാശിയെ മുഴുവൻ മുന്നോട്ട് നയിക്കുന്നത് ഈ കൗതുകമാണ്. #ഇനി ടിഷ്യൂ പേപ്പറിലേക്ക് വരാം സൂഷ്മ ജീവികളും വയറസുകളും മണ്ണും മരവും ഭൂമിയും സൂര്യനും ഗ്രഹങ്ങളും മുതൽ കോടാനുകോടി നക്ഷത്രങ്ങൾ വരെ (ലിസ്റ്റ് തീരില്ല) നിർമ്മിച്ചിരിയ്ക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണ്.... ഈ ചോദ്യങ്ങളെല്ലാം വന്ന് അവസാനിക്കുന്നത്.... ഒരു ഉത്തരത്തിലാണ് ... ആറ്റം പക്ഷെ ചോദ്യം തീരില്ല ആറ്റം നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണ്... എങ്ങനെയാണ് അതിന്റെ ഘടന? അതു കൊണ്ടു തന്നെ  ധാരാളം ആളുകൾ ആറ്റത്തെ പറ്റി പഠിച്ചു.... ആറ്റത്തെ പറ്റി പഠിക്കാനുള്ള എളുപ്പ മാർഗ്ഗം അത് തുറന്നു നോക്കുക തന്നെയാണല്ലോ... കുട്ടികൾ കളിപ്പാട്ടത്തിനകത്ത് എന്താണെന്നറിയാൻ അത് പൊട്ടിച്ചു നോക്കുകയാണല്ലോ ചെയ്യാറ്.. #ആറ്റം തലമുടിനാരിനെ ഒരു ലക്ഷമായി നെടുകെ മുറിച്ചാൽ കിട്ടുന്ന ഒന്നിൽ ഓരോരോ ആറ്റം വീതം അടുക്കി വെച്ചിട്ടാവും ഉണ്ടാവുക. ...

Into the atom 2 (ബൾബിൽ നിന്ന് ക്വാണ്ടം ഭൗതികതയിലേക്ക്)

ബൾബിൽ നിന്ന് ക്വാണ്ടം ഭൗതികതയിലേക്ക്. ആറ്റത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ നിഗൂഢത അതിലെ 99.999% ശൂന്യമാണ് എന്നതാണെന്ന് കഴിഞ്ഞ ബ്ലോഗിൽ പ്രസ്താവിച്ചല്ലോ ( Into the atom 1 )..... കുറയധികo ആളുകൾക്കും .... ഈ ലോജിക്കിനോഡ് ചേരാൻ സാധിച്ചില്ല. അതിന് കാരണം ഇതേ കാര്യം പറഞ്ഞ റുതർ ഫോഡുo വ്യക്തമാക്കിയില്ല എന്നതുകൊണ്ടാണ്. #ജാമ്യം   ക്വാണ്ടം ഭൗതികതയിൽ നോബേൽ സമ്മാനം നേടിയ Richard feynman പോലും പറഞ്ഞിട്ടുള്ളത് അദ്ദേഹത്തിനു പോലും ക്വാണ്ടം ഭൗതികത പൂർണമായി മനസിലായിട്ടില്ല എന്നാണ് ... പിന്നെ പറയണോ എന്റെ കാര്യം! # കുറച്ച് ചരിത്രം ജർമ്മനിയിലെ ചില എൻജിനീയർമാർ വൈദ്യുത ബൾബിന്റെ കാര്യക്ഷമത കൂട്ടുന്നതിന് അന്നത്തെ ഏറ്റവും മികച്ച ഭൗതിക ശാസ്ത്രജ്ഞനായ Max Plank നെ സമീപിയ്ക്കുന്നു... സാധാരണ ഒരു ബൾബിൽ കുറച്ച് വൈദ്യുതി കൊടുക്കുമ്പോൾ അത് ചുവപ്പ് നിറവും വൈദ്യുതിയുടെ അളവ് കൂട്ടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഓറഞ്ച്, മഞ്ഞ, മഞ്ഞ കലർന്ന വെള്ള എന്നിങ്ങനെയാണ് നിറം ഉണ്ടാവുന്നത് ,,,, പക്ഷെ ഒരിക്കലും ഒരു ഫിലമന്റ് ബൾബ് നീലയൊ വൈലറ്റോ നിറങ്ങൾ നൽകുന്നില്ല.,,,, ഇത് നിങ്ങളുടെ വാഹനത്തിലെ ബൾബ് നിരീക്ഷിച്ചാൽ നിങ്ങൾക്ക് ഈ പ്രശ്നം മനസിലാവും.....

ചില സ്ഥിത വൈദ്യുത ചിന്തകൾ (Some static electricity thoughts)..

സ്ഥിത വൈദ്യുതി എന്ന പാഠഭാഗം 8 ക്ലാസിൽ പഠിപ്പിക്കുമ്പോഴാണ് ആമുഖം എന്ന നിലയിൽ ആകര്ഷണത്തിലും വികര്ഷണത്തിലും ചാർജിന്റെ പങ്ക് കുട്ടികൾക്ക് വിശദീകരിച്ചത്...പൊടുന്നനെ ഒരു വിരുതൻ്റെ ചോദ്യം " സാറേ അങ്ങനെ ആണേൽ ഈ ചാർജുകൾ തന്നെ ആണോ വൈദ്യുതി കൊടുക്കുമ്പോൾ മാത്രം കാന്തമാവുന്ന വൈദ്യുതകാന്തികതക്കും  (electromagnets) കാരണം " ഐ ആം ട്രാപ്പ്ഡ് .... ഉത്തരം ഒരല്പം കോംപ്ലിക്കേറ്റഡ് ആണ്...കാരണം, ഇതിന്റെ ഉത്തരം സാക്ഷാൽ ഐൻസ്റ്റീൻ ൻറെ റിലേറ്റിവിറ്റിൽ നിന്ന് മാത്രമേ കിട്ടുകയുള്ളു...അത് ഒരു 8)൦  ക്ലാസ്സുകാരന് വിശദീകരിക്കുന്നെ എങ്ങനെ...വിശദീകരിച്ചാൽ തന്നെ മനസിലാവുമോ എന്നൊക്കെ ഉള്ള സംശയം നിലനിൽക്കയും.... വിശദീകരിച്ചു തുടങ്ങി... തീർച്ചയായും, ഇതേ ചാർജുകൾ തന്നെയാണ് അവിടെ കാന്തിക വസ്തുക്കളെ  ആകർഷിക്കുന്നത്..പക്ഷെ വൈദ്യുതി കൊടുക്കുമ്പോൾ മാത്രം എന്താ ഇങ്ങനെ...അതിന്റെ കാരണം ഈ പ്രതിഭാസം കണ്ടെത്തിയ സർ  Christian Ørsted നു പോലും   അറിയില്ലാരുന്നു...ഇനി കാര്യത്തിലേക്ക് കടക്കാം... #കാര്യം. Einstein ൻറെ  ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം   അനുസരിച്,  പ്ര...