Мы часто слышим, что электромагнитная волна «состоит» из реальных фотонов, а электромагнитное поле «состоит» из виртуальных фотонов. Предоставленный «виртуальный» означает, что эти частицы не существуют, кроме как в качестве простого способа описать передачу энергии, импульса и квантовых чисел во взаимодействиях. Также понятно, что настоящие фотоны — это не «шарики», а скорее возбуждения квантового поля вероятностей. С этими заявлениями об отказе от ответственности, вот мой вопрос.
Когда мы видим траекторию электрона, отклоненного в магнитном поле, мы можем (при вышеизложенном понимании) гипотетически описать это взаимодействие как поглощение и/или излучение электроном виртуальных фотонов (взаимодействующих с полем, создаваемым другими зарядами).
Мы также часто слышим, что электромагнитная волна включает в себя чередующиеся электрические и магнитные поля. Если электрон пересекает волну (которая может быть низкой частоты), кажется, что электрон также будет отклонен. Однако в волне нет виртуальных фотонов, которые мог бы поглотить электрон. И нет поля, созданного другими зарядами, с которым мог бы взаимодействовать электрон. Заряды, создавшие волну, кажутся несущественными, так как они могут находиться на расстоянии световых лет. Таким образом, нет и испускаемых виртуальных фотонов.
Все, что у нас есть в волне, — это настоящие фотоны, которые не могут быть полностью поглощены электронами. Кажется, что единственным наиболее вероятным процессом является комптоновское рассеяние, которое резко отличается от простого отклонения электрона в магнитном или электрическом поле без рассеивания реальных фотонов.
Действительно ли электромагнитное поле волны отличается по своей природе от статического поля, создаваемого локальными зарядами? Например, отличается ли отклонение электрона в статическом поле от волны достаточно низкой частоты? Верно ли, что отклонение в статическом поле не производит рассеянных фотонов, в то время как отклонение в аналогичном поле медленной волны приводит к сгустку рассеянных фотонов? Или это просто ошибка в рассуждениях и таких различий не существует?
Вначале я имею в виду только классическую точку зрения, а не квантовую теорию поля (разработанную для внутриатомных взаимодействий), на которую я надеюсь увидеть ответ от других людей.
Мы часто слышим, что электромагнитная волна «состоит» из реальных фотонов, а электромагнитное поле «состоит» из виртуальных фотонов.
Что такое ЭМ поле? Поле — это то, что проявляет силу. ЭМ поле не оказывает никакого воздействия. У нас есть электрические поля и магнитные поля. Электрические поля воздействуют силой между заряженными частицами, а магнитные поля воздействуют на магнитные дипольные моменты субатомных частиц. О третьем случае, силе Лоренца и процессах сверхиндукции см. следующее описание силы Лоренца ниже.
Что такое электромагнитная волна? Каждый фотон — это частица с колеблющейся составляющей электрического и колеблющегося магнитного поля. Если источники — в основном электроны — ускоряются синхронно, испускаемые фотоны также находятся в фазе, и результирующая радиоволна — это действительно волна с колеблющимися компонентами поля. Излучение фотонов от термического источника вряд ли можно назвать волной, так же вы не сможете напрямую измерить волновую характеристику от термического источника.
Поскольку представление о силовых линиях является единственной моделью электрических и магнитных полей, а внутренняя структура этих полей (силовых линий) не разработана, единственной возможностью объяснить взаимодействие в этих полях являются виртуальные фотоны. Хотя при приближении электрона к ядру реализуются настоящие фотоны и настоящие фотоны участвуют в возбуждении электронов из ядра.
Когда мы видим траекторию электрона, отклоненного в магнитном поле, мы можем (при вышеизложенном понимании) гипотетически описать это взаимодействие как поглощение и/или излучение электроном виртуальных фотонов (взаимодействующих с полем, создаваемым другими зарядами).
Позвольте мне вдаваться в подробности. Двигающийся - не параллельно внешнему магнитному полю - электрон выравнивается своим магнитным дипольным моментом с внешним полем, тем самым отклоняется, то есть ускоряется, излучает настоящий фотон (см. Синхротронное излучение, при этом смещается , и и так до тех пор, пока электрон не исчерпает свою кинетическую энергию и не остановится в центре спирали своей траектории.Это явление называется силой Лоренца.
Мы также часто слышим, что электромагнитная волна включает в себя чередующиеся электрические и магнитные поля. Если электрон пересекает волну (которая может быть низкой частоты), кажется, что электрон также будет отклонен.
Если электрон находится под воздействием ЭМ излучения, часть фотонов этого излучения будет взаимодействовать с электроном. Просто электрон поглощает фотон, а электрон получает энергию. Или ничего не происходит, потому что фотоны — неделимые частицы от их испускания до их поглощения. (Вы не сможете изменить длину волны любого ЭМ-излучения без процессов поглощения и повторного излучения.) Так что в целом я согласен с вашим утверждением ниже:
Кажется, что единственным наиболее вероятным процессом является комптоновское рассеяние, которое резко отличается от простого отклонения электрона в магнитном или электрическом поле без рассеивания реальных фотонов.
Следующее ваше утверждение будет иметь ответы выше, если вы готовы переименовать «ЭМ-поле» и «ЭМ-волну» в «ЭМ-излучение». Я изменил выражения следующим образом:
Действительно ли ЭМ излучение отличается по своей природе от статического поля, создаваемого локальными зарядами? Например, отклоняется ли движущийся электрон в статическом магнитном поле иначе, чем достаточно низкочастотная радиоволна ?
Да. Так работает приемник антенны.
Верно ли, что отклонение в постоянном магнитном поле не приводит к рассеянию фотонов...
Нет. Посмотрите на синхротронное излучение, фотоны не рассеиваются, а просто испускаются исчерпавшим себя электроном.
... в то время как отклонение в аналогичном поле низкочастотной радиоволны приводит к сгустку рассеянных фотонов?
Поглощение фотонов ЭМ излучения сопровождается переизлучением фотонов разных длин волн. Радиоволна затухает.
пользователь154997
безопасная сфера
пользователь154997