Почему ускоряющиеся электроны испускают излучение?

Я знаю, как вы можете излучать свет с переменным током, двигаясь вперед и назад, создавая электрическое поле в дополнение к магнитному полю. Но почему электрон излучает свет, когда он ускоряется, нет положительного конца для создания электрического поля. Более того, в отличие от разговоров о токах, разговоры об ускорении кажутся совершенно другим зверем.

Похоже, у вас элементарное непонимание. Электрон, да и все заряженные частицы, имеют электрическое поле независимо от того, есть ли вокруг другие заряды.
Кроме того, когда электрон ускоряется, это поле показывает ненулевую вторую частную производную по времени, которая является одной частью волнового уравнения, которое вы получаете из уравнений Максвелла.
Итак, у него есть электрическое поле, но почему ускорение поля (которое приведено в ответе ниже) вызывает появление света? Или, скорее, почему бы не сделать это при постоянной скорости?
Когда электрон ускоряется на г оси, и учитывая электрическое поле, создаваемое в некоторой точке на расстоянии р и угол θ , у вас не только обычная радиальная часть Е р знак равно д р 2 , но и касательное поле Е θ знак равно д в ˙ г с я н θ р с 2 . Так когда р → + ∞ , тангенциальная часть становится основной частью электрического поля ( 1 р против 1 р 2 )
@ Тони, я обновил свой ответ, включив в него твой вопрос о равномерном движении.

Ответы (2)

Поле ускоренного заряда не может измениться мгновенно. Из «Гравитации» Мизнера, Уиллера и Торна.

введите описание изображения здесь

Итак, у него есть электрическое поле, но почему ускорение поля (которое приведено в ответе ниже) вызывает появление света? Или, скорее, почему бы не сделать это при постоянной скорости?

Поле равномерно движущегося заряда не имеет распространяющегося возмущения, как поле на приведенной выше диаграмме. Обратите внимание, что с течением времени оболочка «перекрученных» силовых линий расширяется от места ускорения со скоростью света, оставляя за собой поле равномерно движущегося заряда.

Попробуйте этот апплет и посмотрите (1) как выглядит поле при равномерном движении заряда и (2) как распространяется возмущение в поле ускоренного заряда. Я считаю полезной опцию «Контролируется пользователем».

Перемещение зарядного апплета

Во-первых, чтобы ответить на вопрос, подразумеваемый в комментарии к вопросу, постоянная скорость не имеет физического смысла. Законы физики инвариантны относительно преобразований Лоренца, включая бусты конечной величины. Вы всегда можете ускориться до кадра, движущегося вместе с электроном. В этом кадре он находится в состоянии покоя. Однако обратите внимание, что такие импульсы запутывают электрические и магнитные поля (см. Википедию ).

Теперь ответим на актуальный вопрос: ускорение — это изменение состояния движения электрона. Это означает, что, ускоряя электрон, вы изменяете его импульс. п → и его кинетическая энергия Е знак равно п → 2 2 м .

Тем не менее, импульс и энергия являются сохраняющимися величинами, и вам нужно поместить энергию, которую ваш электрон теряет где-то (или где-то получить энергию). Точно так же, если импульс вашего электрона изменяется вправо, должен быть какой-то импульс, направленный куда-то влево, поскольку общий импульс сохраняется.

В материи электромагнитные поля повсюду. У вас есть запутанная путаница полей ядер и других электронов, всего движущегося. Но если электрон находится в вакууме — либо потому, что нас интересуют фундаментальные вопросы, либо просто потому, что мы поместили его туда, — у него нет другого заряженного объекта, которому он мог бы передать свою энергию и импульс через электромагнитное взаимодействие (это было бы взаимодействие через электромагнитное взаимодействие). виртуальный фотон ).

Но электрон может заниматься только электромагнетизмом (игнорируя его гравитационное и слабое взаимодействия, поскольку они слишком слабы для материи). Если мы теперь изменим импульс электрона, подвергнув его воздействию электрического поля в вакууме, он сможет отдать свою энергию и импульс только реальному фотону, то есть свету.

Почему ускоряющиеся электроны испускают излучение?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v