В этом видео профессор В. Балакришнан говорит о сохранении углового момента и его последствиях и т. д. (см. с 2:23 по 9:25). Затем он продолжает показывать, как третий закон Ньютона гарантирует сохранение углового момента.
Но быстрый поиск здесь дает следующий вопрос:
В ответе Эмилио Писанти говорит (часть полного ответа :
Вы правы в своем утверждении, что пары заряженных точечных частиц могут магнитно взаимодействовать способами, которые, казалось бы, нарушают 3-й закон Ньютона и, следовательно, также нарушают закон сохранения как линейного, так и углового момента. Это фундаментальный результат и решающий (мысленный) эксперимент, который заставляет нас изменить нашу точку зрения на электродинамику с чего-то вроде
заряженные частицы взаимодействуют друг с другом
на полевой, который говорит
заряженные частицы взаимодействуют с электромагнитным полем.
Что это означает, и ключевой момент здесь заключается в том, что
- электромагнитное поле следует рассматривать как собственную динамическую сущность наравне с материальными частицами, и оно может удерживать собственную энергию, импульс и угловой момент.
Так:
Поскольку он говорит, что « электромагнитное поле следует рассматривать как собственную динамическую сущность ». Означает ли это, что двухчастичная система не является замкнутой? Если нет, то почему?
Может ли это произойти для одиночной частицы, т.е. сказать, что частица спонтанно передает свой импульс ЭМ-полю и, следовательно, через некоторое время теряет импульс? Если нет, то почему?
Я просто хочу знать, чем эта установка с одной частицей может отличаться от установки с двумя частицами?
Вы не можете последовательно рассматривать заряженную частицу без учета ее электромагнитного поля. Система заряженных частиц плюс их поле «замкнута», и ее энергия, импульс и угловой момент сохраняются. Без поля она не замкнута и эти величины не сохраняются.
Одиночная невзаимодействующая заряженная частица не передает полю энергию, импульс или угловой момент. Это вычисляется из уравнений для его поля. В системе покоя поле представляет собой просто электростатическое кулоновское поле. Только поля с электрической и магнитной составляющими переносят энергию, импульс и угловой момент с места на место.
Взаимодействующие частицы ускоряются , в результате чего поле имеет магнитную составляющую, как видно из потенциалов Лиенара-Вихерта. Тогда вектор Пойнтинга отличен от нуля и энергия (а также импульс и угловой момент) течет через электромагнитное поле.
Случай двух магнитно взаимодействующих зарядов может быть рассмотрен гораздо проще. Мы все знакомы с концепцией потенциальной энергии и знаем, что кинетическая энергия не сохраняется отдельно: сохраняется только сумма кинетической и потенциальной энергии. В специальной теории относительности энергия – это временная составляющая четырех импульсов. По той же причине кинетическая энергия связана с кинетическим импульсом, потенциальная энергия связана с потенциальным импульсом. Таким образом, электромагнитный векторный потенциал следует рассматривать как создающий потенциальный импульс. В то время как кинетический импульс, , не сохраняется, сумма кинетического и потенциального количества движения, , сохраняется в случае двух магнитно взаимодействующих зарядов.