Идея электрического поля была первоначально разработана как замена вектору силы, затем мы присоединили к ним энергию, связанную с системой, поскольку у нас не было большого выбора для объяснения «накопления энергии в системе». Но это становится еще более странным сейчас, когда у нас есть импульс и напряжение в полях, это общие свойства частиц и волн, окружающих нас каждый день. Почему это так? Это просто математические убеждения или за ними стоит какой-то реальный физический смысл, который я не в состоянии уловить? Или мы делаем следующий шаг, чтобы утверждать, что заряды производят некую величину, которую мы никаким образом не можем воспринять напрямую, но которая имеет свойства, подобные волне/частице?
Вы не указываете свой уровень физического образования.
Волны сначала были замечены в воде, затем волновые уравнения, описывающие волны воды, были использованы для акустики, а затем, когда Максвелл блестяще показал, что свет — это электромагнитные волны, ожидалось, что электромагнитные волны «работают» в том, что касается энергии и импульса. точно так же работают волны воды и акустические волны: среда, несущая энергию и импульс. Они изобрели светоносный эфир .
Это было ожиданием до эксперимента Майкельсона-Морли , который попытался измерить электромагнитные волны в эфире и обнаружил, что эфира нет, а волны самораспространяются. Уравнения Максвелла выполнялись, но энергия переносилась электрическим полем и магнитным полем, описывающим волну.
Так было до революции в квантовой механике, когда для описания вероятности обнаружения частицы в точке (x,y,z,t) использовались волновые уравнения , и возникла путаница, связанная с двойственностью волны частицы. В квантовой механике , частицы — это точечные частицы или системы точечных частиц, описываемые четырьмя векторами .
Математически можно показать, что суперпозиция волновых функций очень многих фотонов создает классическое электромагнитное поле, но для понимания вывода требуется квантовая теория поля.
Традиционная физика теперь признает, что базовым уровнем природы является квантово-механический. Таким образом, классические волны, которые мы видим как свет, состоят из миллионов фотонов, и именно фотоны несут энергию и импульс. Квантово-механическая математика также может быть использована для описания статических полей, как описано здесь.
Это состояние понимания частиц и взаимодействий в основной физике, а теории предсказуемы и подтверждены бесчисленными данными. Нет путаницы, которую нельзя разрешить с помощью тщательной математики.
Если я правильно понял ваш вопрос, то это не поможет показать вам, как можно записать выражения для импульса и энергии в терминах электрического и магнитного полей, и сказать вам, что измерения этих величин в этих полях согласуются с полученными предсказаниями. от таких выражений. Итак, вместо этого я даю вам наблюдение простого эксперимента, который вы можете провести, а затем подумать о его последствиях.
Постоянный магнит имеет вокруг себя магнитное поле. Если я держу магнит над небольшим металлическим предметом, который неподвижно лежит на моем столе, то этот предмет может притянуться к магниту и прилипнуть к нему. А теперь подумайте, что там происходит. Чтобы объект поднялся вверх против силы тяжести, он должен получить некоторую энергию. Как эта энергия попала к нему? Должно быть, оно передавалось через магнитное поле. Следовательно, поле должно быть способно содержать энергию. Кроме того, объект должен был получить некоторый импульс, когда он движется вверх. Принцип сохранения импульса говорит мне, что поле должно было передать этот импульс объекту. Таким образом, поле также должно иметь возможность передавать импульс.
Яшкалп Шарма
Г. Смит
GiorgioP-DoomsdayClockIsAt-90