Что переносит электрическое поле через пространство?

Неподвижный заряд «создает» вокруг себя постоянное (но не однородное) электрическое поле, а движущийся заряд «создает» вокруг себя переменное электрическое поле. Что «несет» информацию о существовании неподвижного или движущегося заряда в пространстве?

В частности, обязательно ли в процессе участвуют фотоны?

Электромагнитное поле. Заряды — это источники, а поля — это ответ. В свою очередь, заряды реагируют на поля... и здесь расчеты превращаются в тяжелую работу. Вы, вероятно, ищете менее тривиальный ответ?
@CuriousOne, вы просто имеете в виду «силу на расстоянии»?
Электродинамика — полностью локальная теория.
@CuriousOne Я не ограничиваю вопрос электродинамикой
В этом случае вы все равно столкнетесь с локальными теориями, описывающими локальный эффект.
@CuriousOne Википедия: The concept of locality is that, for an action at one point to have an influence at another point, something in the space between the points, such as a field, must mediate the action. To exert an influence, something, such as a wave or particle, must travel through the space between the two points, to carry the influence.- что это за "посредничество" и что такое "что-то"?
@Sparkler Классическое поле существует во всех промежуточных точках и развивается совершенно локально, при этом изменение значения поля в месте полностью определяется пространственным изменением значений поля в этой точке (и ток в этот момент). Точно так, как указано в моем ответе на v1 вашего OP.
Это нечто называется электромагнитным полем. Я думал, это очевидно? Что Вы ищете? Эфир? Мы изгнали это некоторое время назад.
@CuriousOne под электромагнитным полем вы имеете в виду фотоны?
Нет, я имею в виду электромагнитное поле.
@CuriousOne никаких базовых частиц?
Частицы представляют собой эмерджентное явление. Ну, на самом деле это просто следы частиц... но людям нравится путать одно с другим.
@CuriousOne Если нет частиц, откуда берется энергия поля?
Я понятия не имею, почему частица (это выбор физика, который игнорирует фактический размер физического объекта) необходима для способности выполнять работу. Ваши вопросы не имеют для меня никакого логического смысла.
@CuriousOne physics.stackexchange.com/questions/70054/… подразумевает, что электрическое поле — это фотоны, не так ли?
Я должен найти что-то особенное в этом вопросе?
Читайте про "Состоят ли фотоны из частиц" и подробнее про "Сложные одномерные структуры пространства".

Ответы (4)

Макроскопически мы говорим об электрических и магнитных полях, которые следуют классической теории уравнений Максвелла.

Неподвижный заряд «создает» вокруг себя постоянное (но не однородное) электрическое поле, а движущийся заряд «создает» вокруг себя переменное электрическое поле. Что «несет» информацию о существовании неподвижного или движущегося заряда в пространстве?

В классической теории нет необходимости «переносить» стационарные электрические и магнитные поля, уравнения связывают поля с зарядами и магнитными моментами, которые не нуждаются в «переносе». Поля описывают поведение зарядов и диполей. Для переменных полей математика классической теории допускает, что они распространяются как электромагнитные волны в вакууме со скоростью c без необходимости в среде. Теория идеально соответствует данным.

В частности, обязательно ли в процессе участвуют фотоны?

Классический электромагнетизм — это возникающая теория из лежащей в основе квантовой электродинамики. . Там фотон представляет собой элементарную частицу нулевой массы и спина 1, движущуюся со скоростью с и являющуюся носителем электромагнитных взаимодействий в виртуальной или реальной форме. Как показано здесь , огромное количество фотонов создает классическую электромагнитную волну .

Так что да, фотоны обязательно участвуют в качестве носителя электромагнитных взаимодействий.

Это причина того, что все объекты излучают в ИК-диапазоне? (Колебательная энергия атомов создает переменное электромагнитное поле) Если да, то как это согласуется с безызлучательной релаксацией (внутренняя конверсия, колебательная релаксация)?
@Sparkler Да, излучение черного тела - это излучение фотонов из переливающихся полей в объемной материи. Внутренние преобразования и т. д. относятся к обмену виртуальными фотонами.

Этот вопрос иллюстрирует принципиальное различие между фундаментальными полями и повседневными.

Повседневные поля составляются путем усреднения по многим частицам. Например, рассмотрим звуковую волну в воздухе. Это не что иное, как рябь в «поле смещения»: оно говорит о том, что в одной точке воздух растягивается, а в какой-то другой сжимается.

Но если вы увеличите масштаб до уровня отдельных молекул воздуха, вы обнаружите, что ничего не растягивается и не сжимается! На самом деле, если вы посмотрите на одну молекулу воздуха в какой-то момент, вы не будете знать, находится ли она в звуковой волне или нет. Мы видим звуковые волны только тогда, когда усредняем положения многих молекул воздуха; отдельные молекулы составляют поле.

Фундаментальные поля, такие как электромагнитное поле, устроены иначе . Такие поля ни из чего не состоят; мы не строим их из более мелких частей! В частности, электромагнитное поле не состоит из фотонов, как воздух состоит из молекул воздуха. Это заблуждение предполагает, что если вы избавитесь от всех фотонов в области, электромагнитное поле перестанет там существовать, что совершенно неверно.

Лучшая аналогия состоит в том, что фотоны подобны звуковым волнам. Вы можете успокоить комнату, но воздух все равно будет там; точно так же электромагнитное поле как сущность все еще существует, когда нет фотонов.

Итак, отвечая на ваш вопрос: электромагнитное поле переносит электромагнитные волны. Волны состоят из фотонов; они не переносятся фотонами.

Значит, электрическое и магнитное поля созданы из ничего? Не думать об этом не значит, что это так. Вопрос показывает наше не-знание об этом явлении.
По стандартной физике. Поскольку ОП спросил о фотонах, я предполагаю, что это то, что они хотели знать.

Я бы назвал фотоны, поскольку они являются посредниками электромагнитного взаимодействия. Но я бы не сказал, что что-то на самом деле несет информацию о движущемся или стационарном заряде, это просто само поле, поскольку оно меняется в начале координат и распространяется в точке c. Таким образом, изменение поля в определенной точке вдали от источника происходит не мгновенно, а с задержкой. И только по истечении этого времени узнаешь, что заряд движется.

обязательно ли в этом процессе участвуют фотоны?
Если ответ выражается в терминах квантовой теории поля, то да, здесь участвуют фотоны: виртуальные фотоны. Прочтите книгу Ричарда Фейнмана «КЭД: странная теория света и материи»; видеозаписи оригинальных лекций доступны в Интернете.

Токи и магнитные поля создают изменения в электрических полях. Без них электрические поля остаются прежними.

И именно электрические поля заставляют магнитные поля изменяться, без них магнитные поля остаются прежними.

В частности, здесь приведены явные уравнения для электромагнитного поля и

∂ Е → ∂ т "=" 1 ϵ 0 ( − Дж → + 1 мю 0 ∇ → × Б → )
сообщает электрической части поля, как измениться и
∂ Б → ∂ т "=" − ∇ → × Е →
сообщает магнитной части поля, как измениться.

Итак, если бы у вас был заряд, который всегда находился в покое в начале координат, магнитное поле могло бы первоначально быть 0 → и электрическое поле может быть первоначально д р ^ 4 π ϵ 0 | р → | 2 и тогда, если вы переместите заряд, у него будет ток, который заставит измениться электрическое поле, а новое электрическое поле может вызвать изменение магнитного поля. Новое магнитное поле может изменить электрическое поле и так далее, подобно эффекту ряби, распространяющемуся со скоростью света. Каждое поле изменяется во времени в зависимости от пространственного изменения значений поля вокруг него.

фотоны участвуют в этом процессе?
@ Тимеус, ты цитируешь только 2 из 4 уравнений Максвелла. Все 4 необходимы для описания электромагнитного поля! en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_equations
@Anael Я процитировал уравнения эволюции, уравнения ограничений накладываются на начальные условия, они не говорят вам, как все меняется во времени. И вопрос был не в том, какие начальные условия разрешены, а в том, как вещи создаются. Новые поля создаются из старых полей в соответствии с уравнениями эволюции.
@ Тимеус, мой плохой, это было неясно при первом прочтении!
@Sparkler, объединение уравнений Максвелла приводит к волновому уравнению, которое описывает распространение электромагнитного поля. Фотоны, в частности, представляют собой дискретизацию энергии, переносимой этими волнами.
@ Анаэль, значит, фотоны всегда задействованы? иными словами, является ли фотон носителем электрического поля?
@ Anael Нет, классическое электромагнитное поле соответствует только определенному типу многофотонного состояния. Но ОП должен задавать новые вопросы, когда у ОП появляются новые вопросы. Это не сайт, где у вас есть один вопрос на человека, и вы редактируете свой вопрос каждый раз, когда у вас появляется новая идея, тем самым делая недействительными существующие ответы на ваш исходный вопрос.
Что переносит электрическое поле через пространство?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v