Почему ускоренный заряд излучает энергию?

Он излучает свет, потому что «возмущает» электромагнитное поле. Чтобы понять это, достаточно окунуть палец в неподвижный водоем и провести им по кругу. Волны воды будут исходить от вашего пальца. У этих волн есть энергия, а это значит, что у вас отнимают энергию. То же самое касается обвинений.

На самом деле это почти автоматически следует из конечной скорости распространения света. Электрическое поле неподвижного заряда подчиняется закону Кулона. Если заряд вдруг начнет двигаться, то поле уже не будет подчиняться закону Кулона, но и не может мгновенно измениться везде из-за конечной скорости распространения. Вместо этого от заряда на скорости выходит "ударная волна" информации$c$. Эта ударная волна содержит электромагнитную энергию и движется со скоростью света — это и есть свет.

Ускоряющий заряд излучает энергию, потому что, согласно уравнениям Максвелла, он производит электромагнитную волну.

какой тип энергии он будет излучать при ускорении и почему?

В дополнение к кинетической энергии система электрон-ядро также обладает энергией, запасенной в электрическом поле между электроном и положительно заряженным ядром.

Насколько я понимаю круговое движение, если электрон движется по кругу, то центростремительная сила, действующая на электрон, изменяет только направление электрона, а не его линейную скорость. И, следовательно, кинетическая энергия электрона должна оставаться постоянной.

Мы могли бы предположить, что кинетическая энергия электрона оставалась бы постоянной, если бы он не излучал. Но весь аргумент Бора сводился к тому, что электрон потеряет свою орбиту, т. е. потеряет свою кинетическую энергию, потому что он будет излучать, если будет вращаться вокруг атома.

Следовательно, если энергия, которую излучает заряд, не должна исходить из кинетической энергии, то какой тип энергии он будет излучать при ускорении и почему?

Основываясь на приведенном выше аргументе, Бор, по-видимому, думал, что энергия излучения исходит из кинетической энергии электрона. Это предположение подтверждается наблюдением на макроуровне, что электрон, вращающийся в однородном магнитном поле, постепенно теряет свою энергию и движется вниз по спирали.

Электрон излучает электромагнитную энергию, и он излучает ее, потому что ускоряется. Тип излучения, специфически связанный с круговым движением, т. е. из-за центростремительного ускорения, известен как синхротронное излучение, поскольку оно возникает в синхротронах и других круговых ускорителях частиц и считается недостатком из-за потери энергии, связанной с излучением. .

Мощность излучения заряженной частицы из-за ее ускорения определяется формулой Лармора:

$P=\frac {q^2a^2} {6\pi\epsilon_0 c^3},$

где$a$есть ускорение частицы. Более подробную информацию об излучении из-за кругового движения можно найти в этой статье в Википедии .

Почему орбитальные электроны не падают на ядро, когда они движутся с ускорением? Соотношение Лармора обычно используется для расчета соответствующей силы, но оно имеет смысл только для ускорения в направлении движения. Орбиты имеют только центробежное ускорение, перпендикулярное движению, поэтому соотношение Лармора к ним не применяется. Энергия, излучаемая орбиталями, ничтожна, и заменяется ли она взаимодействием с электромагнитным полем атома?

Боровская модель атома решает несуществующую проблему. Но эта модель открыла дверь в страну, из которой нет возврата; многие ученые очарованы «красотой этой земли»?

Насколько я понимаю круговое движение, если электрон движется по кругу, то центростремительная сила, действующая на электрон, изменяет только направление электрона, а не его линейную скорость. И, следовательно, кинетическая энергия электрона должна оставаться постоянной.

Находясь на месте движущегося вокруг ядра электрона, вы почувствуете силу, как в карусели. Сила тянет вас наружу, однако, если связь с каруселью обрывается, вы летите по касательной от поворотного круга. Чувствуя силу, вы испытываете ускорение, а значит, круговое движение (кроме движения в свободном пространстве вокруг массивного тела) есть ускорение.

Чтобы сделать его еще более заметным, если вы сидите в машине с завязанными глазами, а водитель ускоряется или поворачивает вправо или влево, вы можете выбирать между этим ускорением и поворотами. Но, если во время поездки ваше автокресло будет перевернуто на 90°, вы будете называть повороты ложным ускорением и торможением; и ускорения вы почувствуете как повороты. В действительности с завязанными глазами вы больше не могли следить за своим опытом, а круговое движение неразрешимо из линейного ускорения.

Но почему заряд излучает энергию при ускорении?

То, что вы упомянули, было обнаружено, когда электроны движутся в магнитном поле. В случае, когда траектория электрона перпендикулярна магнитному полю, электрон совершает поворот перпендикулярно как магнитному полю, так и направлению своего движения. Было замечено, что в это время электрон испускает фотоны и его кинетическая энергия уменьшается. Траектория электрона становится спиральной до тех пор, пока кинетическая энергия полностью не преобразуется в излучение и электрон не остановится в центре спиральной траектории.

Ни веревки, ни магнитного поля в случае ядра и электрона; электрон просто не мог вращаться вокруг ядра, и модель Бора была отвергнута.