Филдс и третий закон Ньютона

Я изучаю базовую физику. Я использую текст, доступный по адресу http://www.anselm.edu/internet/physics/cbphysics/downloadsI.html . Он развивает универсальный закон тяготения, постулируя существование вектора в каждой точке формы

г п "=" г м я | р | я 3 р я ,

Где м я и р я - масса и вектор разделения от п для всех частиц, которые не находятся в точке п .

Он исследует влияние одной частицы на другую. Если вектор разделения р то из приведенного выше уравнения мы видим, что

г "=" г м 1 | р | 3 р

и что когда частица массы м 2 находится в данной точке, сила будет

Ф "=" г м 1 м 2 | р | 3 р

Далее авторы утверждают, что мы можем либо повторить развитие, чтобы увидеть влияние второй частицы на первую, либо применить третий закон Ньютона.

Как действует третий закон Ньютона в поле? Если это поле оказывает силу, то третий закон Ньютона требует силы на поле, а не объекта, «генерирующего» поле, верно?

Третий закон как раз о сохранении импульса. Это следует из трансляционной симметрии законов физики и верно для любого описания, независимо от того, содержит оно поля или нет. Описание через силу, действие на расстоянии, имеет одну и ту же силу противоположного знака, действующую на оба объекта. Если есть поля, поля тоже могут нести некоторый импульс. В квантовой теории поля сила создается виртуальными частицами — виртуальными квантами поля — и они снова несут нужный импульс, так что он всегда сохраняется. Так что закон всегда в силе. Он отвечает на вопрос «Как»?
Кстати: Все обычные силы, с которыми вы знакомы — те, что с вами, по-видимому, принимают третий закон, и мы часто называем их «контактными» силами — генерируются полями.

Ответы (2)

В ньютоновской физике поле на самом деле не является чем-то физическим, имеющим независимое существование. В частности, в ньютоновской гравитации гравитационная сила на самом деле представляет собой действие на расстоянии, и между ними ничто не опосредует силу. Поле г определено здесь просто для математического удобства и не является обычным полем, о котором вы говорите в полностью релятивистской классической теории поля.

Поэтому до тех пор, пока вы не выполняете никаких релятивистских расчетов и не задаете вопросов типа «Действует ли сила мгновенно? В какой системе отсчета?», совершенно нормально просто рассматривать частицы как подчиняющиеся третьему закону, между которыми действуют равные и противоположные силы. которые действуют на расстоянии, и используют поле г только как удобство.

Конечно, если вам нужна релятивистская теория, вы должны ввести реальное физическое поле, которое может переносить импульс и энергию в любую точку пространства. Это делается, например, в классической электродинамике и общей теории относительности. Там вы увидите, что частицы не подчиняются простому третьему закону Ньютона, поскольку вы также должны учитывать динамику поля. (Для самого поля в ньютоновской физике нет динамики, потому что, как я уже сказал, поле не является чем-то физическим в ньютоновской физике). Именно это порождает электромагнитные и гравитационные волны в этих двух теориях поля соответственно.

Резюме: не занимайте «поле» г в физическом смысле.

Может ли заряд воздействовать на электромагнитное поле?
«Сила» всегда определяется как нечто, действующее на частицу, движущуюся в поле. Поэтому не имеет смысла говорить о «силе, действующей на поле». Однако поле может обладать и переносить энергию и импульс. Сила, действующая на частицы, измеряет, как частицы реагируют на эту передачу им импульса и энергии полем.

Силовое поле имеет смысл, когда оно является внешней силой в движении по уравнению массы зонда. Слишком сильно утверждать, что поле существует «везде». На самом деле это неправильное утверждение.

Если у вас есть классический источник света в точке A, он может излучать сферическую волну, которая «существует» везде при данном R. Но для низкоинтенсивного квантового источника эта волна описывает не амплитуду волны, а амплитуду вероятности . Не все зондовые тела, размещенные вокруг квантового источника, могут принять один фотон.