14.3.1. Определите плотность поверхностного заряда, электрическое и магнитное поля в конденсаторе, движущемся со скоростью $\beta c$ параллельно своим пластинам, если в системе отсчета, движущейся вместе с конденсатором, электрическая напряженность равна $E$. (Элементарный электрический заряд частиц при движении системы не меняется, но меняется расстояние между зарядами.)
Решение
Задачу буду решать в системе СГС. Обозначим $K^{'}$ - система отсчёта связанная с движущимся конденсатором, а $K$ - лабораторная система.
Поверхностная плотность заряда на пластинах в системе $K$:
$$\sigma=\frac{Q}{S}$$
При переходе в систему $K^{'}$ полный заряд не изменяется, он есть инвариантом. Изменяется длина конденсатора вдоль направления скорости движения:
Итак, поверхностная плотность заряда увеличится в $\gamma$ раз.
Для произвольного направления скорости $\vec\upsilon$ преобразования Лоренца для полей можно записать в векторной форме, разделив поля на компоненты параллельные и перпендикулярные к скорости:
В системе $K$ магнитного поля нет, поэтому $\vec B_{\parallel }=0$ и $\vec B_{\bot }=0$. Электрическое поле перпендикулярно скорости, поэтому $\vec E_{\parallel }=0$, а $\vec E_{\bot }=E$. Тогда: