מטען מואץ פולט קרינה, כפי שנלמד בקורס אלקטרומגנטיות ואלקטרודינמיקה, אבל איך בדיוק נראה השדה החשמלי של מטען מואץ? הפתרון האנליטי לשדה במרחב ובזמן הוא די מורכב, ובד”כ מציגים את הפתרון המקורב לשדה הקרוב (near field) ולשדה הרחוק (far field). בקורס פיזיקה חישובית נלמד שאפשר לקבל בחישוב נומרי קצר את הפתרון המדויק לשדה בזמן ובמרחב, ולכל מהירות כולל יחסותית.

הסרטון הראשון מראה מטען הנע בתנועה מעגלית במהירות של 10% ממהירות האור. הפתרון דומה לפתרון האלקטרוסטטי של שדה רדיאלי עבור מטען שמיקומו משתנה בזמן (הקירוב הקוואזי סטטי לשדה הקרוב). 

בסרטון השני עולה מהירות המטען ל 50% ממהירות האור. כעת מופיע בבירור השדה הניצב המתרחק במהירות האור מהמטען. זהו למעשה שדה הקרינה (מתקבל בקירוב השדה הרחוק). שימו לב שקרוב מאוד למטען השדה נותר קוואזי סטטי. קרינה זו מתקבלת מאלקטרונים הנעים בשדה מגנטי ונקראת  קרינת ציקלוטרון.

בסרטון השלישי עולה מהירות המטען ל 90% ממהירות האור. כעת נכנס אפקט יחסותי הגורם לקרינה להפלט בכיוון של אלומה צרה. זאת קרינת סינכרוטרון של אלקטרונים יחסותיים בשדה מגנטי. קרינה הנצפית ביקום ממקורות רבים ומגוונים.

תודה לאיל בק, סטודנט בקורס פיזיקה חישובית, על הכנת הסרטונים

אייל בק