модель электромагнитной волны и ее энергия.

[specialist]

У меня совершенно дурацкий вопрос.
Есть классическая модель свободной электромагнитной волны.
Так вот, ее энергия которая считается в зависимости от напряженностей, считается по СКЗ этих значений или по мгновенным значениям?
если по СКЗ, то почему?
если по мгновенным, то что происходит с энергией когда напряженности равны нулю (имеются введу узлы Эл-М волны)? если она сохраняется в суммарном импульсе Эл-М волны, то он же должен постоянным.
Это косяк представления электромагнитной волны? просто даже если электромагнитная волна узлом врежется в детектор, импульс у нее обязан остаться, а значит и энергия и детектор увидит?
Наверное можно все сузить до одного кванта, но у него тоже должно быть проявление в виде напряженностей, а значит та же ерунда с узлами.
Так вот вопрос, в модели Эл-М волны, энергия этой самой волны в чем запасается в том месте где волна имеет узел?
я так думаю, ответ на этот вопрос какой то простой, если ткнете в нужную книжку с ответом, буду благодарен.

[sergey zhukov]

specialist
По мгновенным.
В узлах плотность энергии ЭМ-волны равна нулю.
Энергия вдоль волны распределена не равномерно. В пучностях максимум плотности энергии. Если ЭМ-волна и "врежется узлом в детектор", то уже в следующий момент ее узел на детекторе сменится пучностью, не так ли? Волна же не стоит на месте, и она не из одного узла состоит.

Энергия перемещается вместе с волной, и ее больше в пучностях, а в узлах нет. Есть определенный вектор потока этой энергии. Если в узле нет энергии, то она туда скоро перетечет из соседней области с пучностью, ведь волна движется.

[epros]

specialist в сообщении #1692878 писал(а):

Так вот, ее энергия которая считается в зависимости от напряженностей, считается по СКЗ этих значений или по мгновенным значениям?

Средних по какому множеству?

Плотность энергии считается в точке в заданный момент времени.

specialist в сообщении #1692878 писал(а):

если по мгновенным, то что происходит с энергией когда напряженности равны нулю (имеются введу узлы Эл-М волны)?

Плотность энергии движется вместе с волной.

specialist в сообщении #1692878 писал(а):

Это косяк представления электромагнитной волны?

Это не косяк. Сопоставьте с потоком энергии, всё сходится.

[sergey zhukov]

specialist в сообщении #1692878 писал(а):

имеются введу

Тут просто не могу пройти мимо. Я, как профессиональный неисправимый невежда по части правописания именно этого слова просто обязан указать, что "имеются введу" правильно пишется "имеются в виду".

[realeugene]

specialist в сообщении #1692878 писал(а):

Наверное можно все сузить до одного кванта,

Не надо никаких квантов - классическая электродинамика.

Обратите внимание, что энергия электрического и магнитного полей https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0 ... 0%BB%D1%8F зависит от их мгновенных напряженностей, но не зависят от истории, скорости изменения поля и так далее. То есть, какими бы ни были колебания электромагнитного поля, в каждый момент времени в каждой точке можно приписать некоторую плотность электрической и магнитной энергии. То, что суммарно (интегрально по пространству) эта энергия сохраняется при отсутствии электрических токов как бы электромагнитное поле ни колебалось - это следствие уравнений Максвелла. Качественно выглядит это так, что со временем электрическая и магнитная энергия могут переходить друг в друга, и суммарно они перетекают от одной точки к другой, суммарно сохраняясь (при отсутствии токов или аналогичных истоков и стоков). В плоской волне эта энергия просто летит вперёд вместе с максимумами напряженностей, и равна нулю в нулях.

[specialist]

так. понял что по мгновенным напряженностям.
Так я правильно понял, распределение плотности энергии Эл-М волны неравномерное, то фотоны в ней тоже неравномерно распределены, и модель Эл-М волны для 1 фотона применять нельзя, так как узлах фотон будет исчезать?
Про СКЗ - профдеформация, по времени конечно же.
я просто думал, что фотон - это такая точка в центре поперечного сечения этой самой модели Эл-М волны) от туда и таки вопросы)

[sergey zhukov]

specialist
Вы фотоны с классической ЭМ-волной просто не смешивайте. Это объекты из разных теорий. Не нужно пытаться их как-то "бесшовно" склеивать. Фотон - это из квантовой теории, а классическая ЭМ-волна из классической электродинамики - нет.

[chislo_avogadro]

specialist в сообщении #1692878 писал(а):

ее энергия которая считается в зависимости от напряженностей, считается по СКЗ этих значений или по мгновенным значениям?

Если СКЗ у Вас означает "среднеквадратичное", то да, энергия зависит от полей квадратично.

specialist в сообщении #1692878 писал(а):

если по СКЗ, то почему?

Грубая схема, например, такая - берём энергию (мощность) из электротехники, UI, и замечаем, что I ~ U.

[specialist]

Ладно, я понял что так просто склевать нельзя, хотя мне всегда казалось, что система ур. Максвелла это предельный случай КЭД, а значит и решения ур. Максвелла тоже предельный случай КЭД, то есть так делать нельзя, а почему?

[realeugene]

specialist в сообщении #1692892 писал(а):

я просто думал, что фотон - это такая точка

Фотон - это очень сложно. Всё, что пишут про фотоны в популярной литературе, лишь грубые приближения, быстро ломающиеся при попытке в них вникнуть. Когда рассуждаете про классические электромагнитные поля, описываемые уравнениями Максвелла, избегайте даже думать про фотоны.

[sergey zhukov]

specialist
Да сложно это все. Нет простого ответа.

[epros]

specialist в сообщении #1692900 писал(а):

мне всегда казалось, что система ур. Максвелла это предельный случай КЭД

В КЭД поле вообще не описывается вектором с численными значениями компонент. Там поле описывается оператором. Если же мы хотим перейти к численным значениями компонентов напряжённости, то это делается через процедуру измерения. А измерение в квантовой механике - это процесс, результаты которого предсказуемы лишь с некоторой вероятностью. Так что переход к классической электродинамике есть, но он не такой простой, как Вам кажется. Уж точно не через то, в каких точках волны "находятся кванты".

[specialist]

Ладно, понятно. Большое спасибо всем. Это среднее значение оператора потенциала по некоторому состоянию -является измерением, надо запомнить.

[epros]

specialist в сообщении #1692892 писал(а):

узлах фотон будет исчезать?

Кстати, узлы есть только у волны с линейной поляризацией. У волны с круговой поляризацией узлов нет.

[realeugene]

epros в сообщении #1692923 писал(а):

Кстати, узлы есть только у волны с линейной поляризацией. У волны с круговой поляризацией узлов нет.

Как и у любой волны в однофотонном состоянии вне зависимости от её поляризации.