Поле Электрона

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
Похоже, надежда на то, что Вы быстро ответите на уточняющие вопросы, была неудачной. Поэтому уточните, пожалуйста, вопрос и приведите собственные содержательные попытки ответа на него.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[Metford]

Vol4estay в сообщении #1160165 писал(а):

Зачем мне это нужно? По образованию инженер-электрик. С классической электродинамикой дружу немного, т.к. именно она применяется в инженерных расчётах, связанных с электротехникой. После 7 лет работы в этом направлении столкнулся с тем, что дальнейшее развитие моей, с позволения сказать, "инженерной мысли" не возможно в рамках классической электродинамики. И тут есть 2 пути: перестать думать или сформулировать понимание озвученного выше вопроса.

Я немного другое спрашивал - не зачем Вам это нужно. Если Вы говорите о графическом представлении, то тут как-то сразу приходит в голову стандартная картинка (уверен, Вам знакомая) - заряд с выходящими из него стрелочками, этакий ёжик. В квантовой теории такие изображения как-то не приняты. Последовательно электромагнитное поле описывает даже не квантовая механика (это нерелятивистская теория), а более сложная наука. В этой науке поля стрелочками не изображаются. Вообще там выводится, например, модификация закона Кулона на малых расстояниях от заряда (совсем малых). Но объяснить на пальцах это сложнее. Да и Вы сразу сказали, что в квантовой механике не сильны. А здесь даже не она нужна...

Можно немного уточнить, какое именно развитие инженерной мысли - в каком направлении - привело Вас к необходимости выхода за классическую теорию. Отвечать будет легче.

[warlock66613]

Vol4estay в сообщении #1160165 писал(а):

А что, на ваш взгляд, в статье Munin'a является настолько сложным, что я не смогу этого понять?

Всё. Для понимания нужно как минимум знать квантовую механику.

Vol4estay в сообщении #1160165 писал(а):

Но, ведь там речь идёт о множестве "частиц", а мне интересна одна. Причём графически.

Конечно и в квантовой теории поля графические изображения играют важную роль, но они не имеют ничего общего с картинами силовых линий. Квантовое поле так просто нарисовать нельзя.

[Vol4estay]

Metford в сообщении #1160415 писал(а):

В этой науке поля стрелочками не изображаются.

Именно по этому, я не смог найти ответ в литературе.

Metford в сообщении #1160415 писал(а):

Можно немного уточнить, какое именно развитие инженерной мысли - в каком направлении - привело Вас к необходимости выхода за классическую теорию. Отвечать будет легче.

Мне на этот вопрос ответить гораздо сложнее. Последовательно эти вещи я изложу в патентах, когда приду к результату.
Не всем известно, что принципы, на которых построена современная электротехника, в основном, были изобретены ещё Теслой. Он с этого начал. Радио, трансформатор и.т.п. были позже. Причём, знаменитый трансформатор Теслы, для которого до сих пор не нашлось применения в промышленности, на мой взгляд, является не игрушкой(как его часто используют сейчас), а устройством опередившим своё и наше время. Деталью машины, которую ещё не придумали.
Прошло 100 лет, и ничего принципиально нового с тех пор не появилось, не считая атомные электростанции и современные разработки станций на термоядерном синтезе на базе токомаков, стеллараторов или магнитных бутылок. Все остальные изобретения в электротехнике являются технологическим усовершенствованием старых принципов. При более детальном рассмотрении, можно выявить некоторые пробелы, устройство вроде бы должно было появится, но его почему-то нет.
Это будет концом нашего "вектора состояния", поправьте, если термин ни к месту :)

Началом всегда является некоторый эффект.
Например, эл.маг индукция в опытах Фарадея была едва заметным эффектом, пока он не догадался намотать катушки. А, после того, как был применен железный сердечник, эффект стал достаточно мощным для использования в промышленности.
И мы так привыкли к эл.маг. индукции, что совсем забыли о том, что никто её не замечал на протяжении нескольких тысяч лет до тех пор, пока не появилось устройство, максимизирующее этот эффект - катушка с железным сердечником. Сколько ещё таких эффектов, не замеченных или не используемых до сих пор? Причём эти вещи, как и сама квантовая механика, выходят за рамки классической электродинамики, т.к. не принимались в расчёт при её написании.

warlock66613 в сообщении #1160449 писал(а):

Всё. Для понимания нужно как минимум знать квантовую механику.

Насколько мне известно из выступлений Фейнмана, не обязательно понимать квантовую механику, чтобы производить расчёты. Точно также, можно спроектировать электродвигатель даже не понимая, как он работает. Существуют методики расчётов, разработанные людьми, которые это понимали, и там можно особо и не думать, достаточно просто посчитать. Что и делают студенты в ВУЗах :) А если понимание не нужно для выполнения расчётов, то нужно ли выполнять расчёты для понимания?

О том, что так просто нарисовать квантовое поле нельзя, я Вас услышал. Но должен же быть способ хоть как-то графически это поле изобразить? По поводу "электрического ежика" есть одна мысль, которой я поделюсь, если получу хоть какой-то ответ на свой вопрос, т.к. пока мы с вами общаемся как психолог с пациентом и я, как пациент, сам задаю вопросы и сам же на них отвечаю :)

[warlock66613]

Vol4estay в сообщении #1160458 писал(а):

Насколько мне известно из выступлений Фейнмана, не обязательно понимать квантовую механику, чтобы производить расчёты.

Слово "понимание" применительно к физической теории весьма многозначное. Везде, где Р. Фейнман говорит о понимании (или непонимании), он даёт пояснения. Когда эти пояснения выбрасывают, смысл искажается вплоть до противоположного.

Vol4estay в сообщении #1160458 писал(а):

нужно ли выполнять расчёты для понимания?

Обязательно. Просто читая книги вы получаете только знания, передающиеся вербальным способом, а их недостаточно для понимания. Только самостоятельная работа — решение учебных задач, повторение выкладок и т. д. — позволяет усвоить всю требуемую информацию.

Vol4estay в сообщении #1160458 писал(а):

Но должен же быть способ хоть как-то графически это поле изобразить?

Не уверен.

-- 17.10.2016, 12:16 --

Скорее, если и можно нарисовать что-то осмысленное, то не на все случаи жизни, а для конкретной узкой задачи/цели.

[rustot]

Vol4estay в сообщении #1160458 писал(а):

Например, эл.маг индукция в опытах Фарадея была едва заметным эффектом, пока он не догадался намотать катушки. А, после того, как был применен железный сердечник, эффект стал достаточно мощным для использования в промышленности.
И мы так привыкли к эл.маг. индукции, что совсем забыли о том, что никто её не замечал на протяжении нескольких тысяч лет до тех пор, пока не появилось устройство, максимизирующее этот эффект - катушка с железным сердечником. Сколько ещё таких эффектов, не замеченных или не используемых до сих пор? Причём эти вещи, как и сама квантовая механика, выходят за рамки классической электродинамики, т.к. не принимались в расчёт при её написании.

Зачем понадобился переход к квантовой механике - все равно неясно. Просто поставить опыт, предсказания по которому квантовая и классическая электродинамика дадут разный - это еще постараться нужно. Все что там связано с макроскопическими проводками, стрелочками и сердечниками - это все заведомо вписывается в рамки классической электродинамики

[Someone]

Vol4estay в сообщении #1160458 писал(а):

мы так привыкли к эл.маг. индукции, что совсем забыли о том, что никто её не замечал на протяжении нескольких тысяч лет до тех пор, пока не появилось устройство, максимизирующее этот эффект - катушка с железным сердечником. Сколько ещё таких эффектов, не замеченных или не используемых до сих пор? Причём эти вещи, как и сама квантовая механика, выходят за рамки классической электродинамики

Электромагнитная индукция не выходит за рамки классической электродинамики.

Vol4estay в сообщении #1160458 писал(а):

Началом всегда является некоторый эффект.

Началом квантовой электродинамики тоже был некоторый эффект. Знаете какой?

[Vol4estay]

Someone в сообщении #1160475 писал(а):

Началом квантовой электродинамики тоже был некоторый эффект. Знаете какой?

Что-то читал об этом, не помню, просветите.

Someone в сообщении #1160475 писал(а):

Электромагнитная индукция не выходит за рамки классической электродинамики.

Как это не выходит? Обьяснение ферромагнетизма ориентацией спинов атомов это классическая электродинамика?
Возможно я не понятно выразился. Описание самого явления индукции не выходит за рамки классической электродинамики.
Но, понимание его природы находится за её рамками.

Metford в сообщении #1160415 писал(а):

Если Вы говорите о графическом представлении, то тут как-то сразу приходит в голову стандартная картинка (уверен, Вам знакомая) - заряд с выходящими из него стрелочками, этакий ёжик.

Действительно, давайте от этого ёжика и будем плясать! Может быть у меня какой-то пробел в знаниях и понятный ответ уже есть, просто лично мне не известен. С точки зрения квантовых представлений, как выглядит этот ёжик-электрон, вместе со своим спином?

[Munin]

Vol4estay в сообщении #1160458 писал(а):

Metford в сообщении #1160415 писал(а):

В этой науке поля стрелочками не изображаются.

Именно по этому, я не смог найти ответ в литературе.

А вам не приходило в голову, что именно поэтому то, чего вы желаете, бессмысленно?

-- 17.10.2016 17:06:02 --

Vol4estay в сообщении #1160458 писал(а):

Прошло 100 лет, и ничего принципиально нового с тех пор не появилось

Эта фраза позволяет диагностировать полное невежество.

[warlock66613]

Vol4estay в сообщении #1160522 писал(а):

Обьяснение ферромагнетизма ориентацией спинов атомов это классическая электродинамика?

Как ни странно, да. Сам электрон рассматривается при этом в рамках квантовой теории, а вот его электромагнитное поле берётся совершенно классическим.

[rustot]

Vol4estay в сообщении #1160522 писал(а):

Как это не выходит? Обьяснение ферромагнетизма ориентацией спинов атомов это классическая электродинамика?
Возможно я не понятно выразился. Описание самого явления индукции не выходит за рамки классической электродинамики.
Но, понимание его природы находится за её рамками.

Это не есть разъяснение природы ферромагнетизма, не описание механизма его появления, это по прежнему просто описание его параметров, с некоторыми мелкими (по масштабу проявлений в эксперименте) подробностями которые упускала классическая электродинамика.

[Vol4estay]

Munin в сообщении #1160538 писал(а):

А вам не приходило в голову, что именно поэтому то, чего вы желаете, бессмысленно?

Вы хотите сказать, что бессмысленно пытаться представить себе электрон графически? А диаграммы Фейнмана тогда для чего были придуманы? Причём они обозначают взаимодействия между частицами, а я предлагаю составить подобие такой диаграммы для одной частицы. Если и это бессмысленно, тогда зачем человечество тратит столько денег на коллайдеры, на зарплату учёных, занимающихся стандартной моделью, ведь практической пользы от этих исследований всё равно нет?

Munin в сообщении #1160538 писал(а):

Эта фраза позволяет диагностировать полное невежество.

Скорее вашу невнимательность. Вырванная из контекста, эта фраза ничего не значит. Возможно я не точно выразился, т.к. имел в виду электроэнергетику и промышленную электротехнику. Лучше приведите конкретный пример, иначе ваша критика, как фотоны, не имеет массы и ничего весит. А смысл этой фразы был в том, чтобы показать, что имеется достаточно большое поле для новых изобретений. Хотя, такое ощущение, что ничего новое вам, в принципе, не интересно, всё придумали до нас, это так?

rustot в сообщении #1160547 писал(а):

Это не есть разъяснение природы ферромагнетизма, не описание механизма его появления, это по прежнему просто описание его параметров, с некоторыми мелкими (по масштабу проявлений в эксперименте) подробностями которые упускала классическая электродинамика.

Точно также, сама индукция была едва заметным эффектом, пока не появилась катушка с сердечником. Давайте, тогда, про сверхпроводимость вспомним. Может она вам будет больше по душе? Вы могли бы показать графически Куперовские пары? Может хоть таким путём удастся получить ответ на вопрос про поле электрона :)

-- 17.10.2016, 22:26 --

Вот ответ пользователя Cos(x-pi/2) в соседней теме это и есть примерно то, что я ищу.

Цитата:

Полагаю, что без уравнений, наверное, единственная возможность ну хоть как-то, хоть в какой-то мере наглядно пояснить картину электромагнитного излучения - вести речь в терминах силовых линий электрического поля.

Грубо говоря, это вот какая картина. Представьте себе, что заряженная частица в вакууме долго-долго покоилась (или двигалась равномерно и прямолинейно - тогда можно рассмотреть её в точно таким же образом движущейся инерциальной системе отсчёта, и частица будет выглядеть покоящейся). Из неё "торчат во все стороны" силовые линии, протянувшись сколь угодно далеко, - так можно пытаться наглядно вообразить себе электрическое поле покоящейся частицы.

И пусть теперь мы эту частицу начнём дёргать туда-сюда (ускорять, стало быть). Что произойдёт с силовыми линиями? Ведь они не смогут начать двигаться вместе с частицей сразу во всём пространстве, потому что скорость распространения любых изменений в картине поля конечна и не может превысить величину фундаментальной постоянной $c.$

Значит, поначалу вдали от частицы картина силовых линии останется прежней, как будто частица всё ещё покоится. И, значит, вблизи частицы её линии начнут изгибаться туда-сюда, и такие возмущения (изгибы линий) побегут вдоль линий, удаляясь от частицы со скоростью $c.$ Кстати, подобная картинка - с изгибами силовых линий - есть в учебниках по физике; например, см. Э. Парселл "Электричество и магнетизм": § 5.7 "Поле начинающего двигаться или останавливающегося заряда".

Так вот: поперечная (к направлению на заряженную частицу) часть электрического поля, образовавшаяся в каждом месте, грубо говоря, где силовые линии уже изогнуты, это и есть электрическая составляющая электромагнитной волны. Движение упомянутых изгибов силовых линий это и есть наглядное пояснение для движения волны, никакого другого "механизма отрыва" волны от заряда не требуется придумывать.

Только к этой картине надо добавить спин и посмотреть, что получится в результате.

[Someone]

Vol4estay в сообщении #1160522 писал(а):

Как это не выходит? Обьяснение ферромагнетизма ориентацией спинов атомов это классическая электродинамика?
Возможно я не понятно выразился. Описание самого явления индукции не выходит за рамки классической электродинамики.
Но, понимание его природы находится за её рамками.

Речь шла не о явлении ферромагнетизма, а о явлении электромагнитной индукции, наблюдаемом в опытах с катушками. Причём тут ферромагнетизм? Объяснять явление ферромагнетизма не требуется. А явление электромагнитной индукции следует из уравнений Максвелла.

[warlock66613]

Vol4estay в сообщении #1160625 писал(а):

я предлагаю составить подобие такой диаграммы для одной частицы. Если и это бессмысленно, тогда зачем человечество тратит столько денег на коллайдеры, на зарплату учёных, занимающихся стандартной моделью, ведь практической пользы от этих исследований всё равно нет?

Весьма странный вывод. Как будто стоит только нарисовать диаграммы Фейнмана (или их подобие) и сразу появится практическая польза. Собственно, диаграммы Фейнмана для уединённого электрона нарисовать можно — если это зачем-то нужно. Непохоже, что вам они на самом деле нужны.

-- 17.10.2016, 22:55 --

Vol4estay в сообщении #1160625 писал(а):

Только к этой картине надо добавить спин и посмотреть, что получится в результате.

Единственное, как к этой картине можно "добавить спин" — к кулоновскому полю добавить поле магнитного диполя, что в общем-то проблемы не составляет.