Классически, как электрон, вращающийся вокруг протона, может излучать, учитывая его релятивистскую энергию?

В классической релятивистской электродинамике нам часто говорят, что любой ускоряющий точечный заряд по своей природе излучает (тормозное излучение). (Это основа необходимости КМ-концепции электронов.)

Нам также говорят, что собственная (не обусловленная полями) энергия движущейся частицы основана на теории относительности и записывается как Е "=" γ м с 2 . Таким образом, единственная динамическая зависимость, которую имеет релятивистская энергия, это скорость (не скорость... нет направления к γ ).

Это меня озадачивает. Если оба эти утверждения верны, то скорость (и, следовательно, энергия) точечного заряда, ускоряющегося в направлении, перпендикулярном его скорости (т. е. вращающегося без ускорения/замедления), не изменится во время ускорения. Как же тогда он может излучать энергию?

Примечание: я понимаю, что это излучение подтверждено экспериментально. Меня смущает общепринятая теория, стоящая за такими наблюдениями.

Земля, вращающаяся вокруг Солнца, имеет кинетическую энергию, равную 1/2 Мв**2. У него также есть угловое ускорение en.wikipedia.org/wiki/… . Именно угловое ускорение входит в электромагнитный аргумент. Функция E не входит в аргумент.
Я не понимаю, как это отвечает на мой вопрос. Явное предположение состоит в том, что частица движется по криволинейной траектории без ускорения/замедления. В этом случае не было бы углового ускорения. Я что-то пропустил? Просьба уточнить.
Вам не хватает определения углового ускорения, изменение направления движения также является ускорением = dv (вектор) / dt
может быть эта ссылка поможет, hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/rotq.html также это hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/synchrotron.html
@anna v Нет. Я поняла, что изменение направления — это ускорение. Угловое ускорение пропорционально тангенциальному ускорению (описывая изменения скорости, а не изменения направления). При движении по кривой с постоянной скоростью углового ускорения нет, но есть радиальное (центростремительное) ускорение.
есть тангенциальная и центростремительная. Тангенциальная постоянна, центростремительная пропорциональна v**2. Оба являются результатом изменения направления вектора скорости.
Тангенциальное ускорение возникает не из-за изменения направления, а скорее из-за изменения скорости.

Ответы (1)

Равномерное круговое движение является лишь первым приближением к траектории классического электрона, вращающегося вокруг протона. Когда вы добавляете эффект излучения, его путь быстро превращается во внутреннюю спираль.

Энергия γ м с 2 представляет собой массу плюс кинетическую энергию, но не включает (как вы заметили) потенциальную энергию системы. Единственная часть того, что является «внутренним» в том смысле, что его нельзя отнять у электрона, — это энергия, связанная с его фактической (т. е. покоящейся) массой.

Не то чтобы это имело значение, потому что электрон на самом деле получает кинетическую энергию (т.е. движется быстрее ) по мере приближения к протону, но полученная кинетическая энергия более чем компенсируется потерянной потенциальной энергией (как и должно быть, потому что электромагнитная энергия переносится). вне системы).

Кстати, для этого аргумента не имеет значения, что электрон имеет релятивистскую скорость.

Вы говорите, что «равномерное круговое движение есть только первое приближение» к траектории электрона. Это потому, что электромагнитная сила «запаздывает» из-за конечной скорости распространения поля?
Я сказал, что релятивистская энергия является «внутренней» в том смысле, что она не возникает из-за какого-либо внешнего взаимодействия. Какое слово я должен был использовать? Если, для ясности, электрон можно каким-то образом заставить двигаться по однородной круговой траектории, его внутренняя энергия не сможет измениться. Если да, то как он мог излучать, несмотря на свое ускорение? Вы говорите, что сдерживание электрона таким путем каким-то образом причинно влияет на электромагнитное поле, заставляя его спонтанно излучать?
В классической модели тот факт , что электрон излучает, является основным возмущением: именно излучение заставляет траекторию закручиваться по спирали. Невозможно классически согласовать фиксированные траектории с уравнениями Максвелла. Бор просто не беспокоился об этом. В квантовой механике электрон не движется по криволинейной траектории, он существует в связанном состоянии, которое не ускоряется (имеет нулевую производную по времени).
Вы сказали, что «невозможно классически согласовать фиксированные пути с уравнениями Максвелла». Под этим вы подразумеваете, что интегрирование уравнений Максвелла для плотности заряда/тока (для нахождения функций для полей) точечной частицы (с использованием дельта-функции) на круговой траектории с постоянной скоростью привело бы к некоторому математическому противоречию?
Я знаю, что электроны излучают, когда они ускоряются (это экспериментальный факт). Однако также известно, что электроны не излучают непрерывно, когда они «обращаются» вокруг ядра в классическом смысле. Вы хотите сказать, что уравнения Максвелла не могут объяснить, почему электрон не излучает, когда «обращается» вокруг ядра, и поэтому понадобился новый тип механики (квантовый)?
Классически, как электрон, вращающийся вокруг протона, может излучать, учитывая его релятивистскую энергию?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v