Волновой импульс в механике Ньютона

[tsapel]

Есть классическая физика и есть разделы физики, которые обособляют себя от классической физики.
К таким разделам относятся:
- квантовая физика. Обособляется необъяснимостью квантовых свойств теоретическим аппаратом классической физики;
- релятивистская физика. Обособляется принципиальным ограничением скорости перемещения.
В обособленных разделах утверждается существование волнового импульса - передачи количества движения с помощью волнового процесса.
И похоже в этом заключается результат обособления упомянутых разделов поскольку в механике Ньютона теоретическая возможность существования волнового импульса не допустима.
Не так ли?

[realeugene]

tsapel в сообщении #1725016 писал(а):

Не так ли?

Нет

tsapel в сообщении #1725016 писал(а):

утверждается существование волнового импульса

Никогда не встречал такой термин.

[Anton_Peplov]

tsapel в сообщении #1725016 писал(а):

В обособленных разделах утверждается существование волнового импульса - передачи количества движения с помощью волнового процесса.

Неизвестно, что Вы называете волновым импульсом. Вы сами придумали этот термин? Если нет, то укажите учебник, где он вводится (с точностью до страницы).

Если Вы о том, может ли волна переносить импульс (который $\vec p = m \vec v$ в классической физике), то механические волны в классической механике прекрасно переносят импульс. Потому частицы среды и начинают колебаться, когда до них доходит волновой фронт. Выйдете на берег в шторм (но лучше не надо) - Вам передадут такой импульс, что ой.

Есть еще импульс электромагнитной волны, его можно корректно рассмотреть только в релятивистской физике. А импульс фотона - в квантовой релятивистской физике.

Если же Вы вдруг про, не к ночи будь помянут, "корпускулярно-волновой дуализм" квантовой механики, то волновые функции имеют мало общего с классическими волнами. Во многих начальных учебниках квантовой механики проводится аналогия с классической волной, чтобы облегчить учащимся освоение совершенно новых для них понятий. Однако некоторые принимают эту аналогию чересчур близко к сердцу. Они пытаются применять ее там, где она не применима, и в итоге только запутываются. Имхо, лучше сразу начинать осваивать квантовую механику с того, что состояние - это вектор в гильбертовом пространстве, и не трогать классические волны. Впрочем, я ее не преподаю.

[DimaM]

Anton_Peplov в сообщении #1725024 писал(а):

Есть еще импульс электромагнитной волны, его можно корректно рассмотреть только в релятивистской физике.

Вроде, традиционно классическая электродинамика в релятивистскую физику не включается (хотя и тесно примыкает).

[Anton_Peplov]

DimaM в сообщении #1725026 писал(а):

Вроде, традиционно классическая электродинамика в релятивистскую физику не включается (хотя и тесно примыкает).

Что куда включать - это, конечно, вопрос терминологии. Однако уравнения Максвелла не инвариантны относительно преобразований Галилея, и мне этого достаточно, чтобы назвать их релятивистскими. Классические они в том смысле, что не квантовые.

[EUgeneUS]

Anton_Peplov в сообщении #1725056 писал(а):

Однако уравнения Максвелла не инвариантны относительно преобразований Галилея,

Так-то оно так. Но до 1905 года об этом никто не знал, и натягивали сову уравнений Максвелла на глобус преобразований Галилея с помощью светоносного эфира.

Anton_Peplov в сообщении #1725056 писал(а):

Что куда включать - это, конечно, вопрос терминологии.

Да, конечно. Но по общепринятой терминологии классическая электродинамика - потому и классическая, что включается в классическую физику.

[Anton_Peplov]

EUgeneUS в сообщении #1725060 писал(а):

Но по общепринятой терминологии классическая электродинамика - потому и классическая, что включается в классическую физику.

Я знаю два смысла термина "классическая физика". "Классическая = нерелятивисткая и неквантовая" и "классическая = неквантовая". Какой чаще используется - это еще вопрос. Имхо, классическая электродинамика классическая именно во втором смысле.

EUgeneUS в сообщении #1725060 писал(а):

Но до 1905 года об этом никто не знал, и натягивали сову уравнений Максвелла на глобус преобразований Галилея с помощью светоносного эфира.

Мало ли о чем никто не знал до лохматого года. История науки вообще причудлива и извилиста. Когда Беккерель открыл радиоактивность, он тоже не мог отнести это открытие к ядерной физике. За отсутствием понятия ядра. Нужно смотреть на современный смысл уравнений, а не на тот, который им придавали отцы-основатели.

Ладно, о том, на какой полочке чашка красивше стоит, можно спорить долго. Все всё понимают (кроме, похоже, ТС).

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1725024 писал(а):

то механические волны в классической механике прекрасно переносят импульс. Потому частицы среды и начинают колебаться, когда до них доходит волновой фронт. Выйдете на берег в шторм (но лучше не надо) - Вам передадут такой импульс, что ой.

Кстати, нет. Под переносом импульса волной обычно понимают средний импульс, а не на частоте волны. Классический звук в линейной среде импульс не переносит, насколько я помню.

[DimaM]

realeugene в сообщении #1725082 писал(а):

Под переносом импульса волной обычно понимают средний импульс, а не на частоте волны. Классический звук в линейной среде импульс не переносит, насколько я помню.

На границах сред возникают напряжения. С электромагнитными волнами так же, насколько я понимаю.
С заявлениями ТС это, конечно, никак не связано.

[Anton_Peplov]

realeugene в сообщении #1725082 писал(а):

Под переносом импульса волной обычно понимают средний импульс, а не на частоте волны. Классический звук в линейной среде импульс не переносит, насколько я помню.

Ну если средний по времени за много периодов волны, то в некотором смысле не переносит (хотя на границах сред действительно возникают напряжения). Но я сужу по рабоче-крестьянски: вот моя барабанная перепонка была неподвижна, а тут Вы что-то сказали, и она пришла в движение. Откуда она взяла этот импульс?

А вообще волны разные бывают, не только линейные. Слово "волна" вообще не термин без уточнения, какая волна. Может, ударная от взрыва.

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1725084 писал(а):

Ну если средний по времени за много периодов волны, то в некотором смысле не переносит

Нулевая компонента преобразования Фурье.

Anton_Peplov в сообщении #1725084 писал(а):

тут Вы что-то сказали, и она пришла в движение. Откуда она взяла этот импульс?

Про импульс тут стоит начинать рассуждать только если эта барабанная перепонка впечаталась в мозги. Если она просто колеблется, её средний импульс нулевой.

-- добавлено через 3 минуты --

DimaM в сообщении #1725083 писал(а):

На границах сред возникают напряжения. С электромагнитными волнами так же, насколько я понимаю.

Поперечные и на частоте волны. Как выводится давление света не помню. Это ещё эффект СТО или уже квантов?

Продольный звук думаю и на границе сред импульс не переносит. Неоткуда взяться нулевой частотной компоненте в линейной среде.

[DimaM]

realeugene в сообщении #1725086 писал(а):

Поперечные и на частоте волны.

При усреднении напряжения ненулевые (если не равны акустические импедансы).

realeugene в сообщении #1725086 писал(а):

Как выводится давление света не помню. Это ещё эффект СТО или уже квантов?

При нормальном падении на проводящую поверхность давление получается из классической электродинамики, кванты точно не требуются. СТО неявно присутствует (вроде как, магнитное поле - это эффект СТО).

realeugene в сообщении #1725086 писал(а):

Продольный звук думаю и на границе сред импульс не переносит. Неоткуда взяться нулевой частотной компоненте в линейной среде.

При неравенстве акустических импедансов даже линейный звук частично отражается, из-за этого давление и возникает.

[realeugene]

DimaM в сообщении #1725089 писал(а):

При неравенстве акустических импедансов даже линейный звук частично отражается, из-за этого давление и возникает.

В классической электромагнитной волне, когда она отражается от проводника, на поверхности проводника возникают синфазные с магнитным полем токи. Так что сила Лоренца пропорциональна квадрату напряжённости магнитного поля, и среднее от квадрата не нуль. Что квадратично в случае продольной звуковой волны? Пусть звуковая волна в газе отражается от поверхности очень массивного абсолютно твёрдого тела.

[amon]

realeugene в сообщении #1725082 писал(а):

Классический звук в линейной среде импульс не переносит, насколько я помню.

Переносит. Средний импульс плоской волны - $\langle \rho\mathbf{v}\rangle.$ При этом, в волне меняется как скорость, так и плотность: $ \rho\mathbf{v}=\rho_0\mathbf{v}+\rho'\mathbf{v}.$ Последний член переписывается как $ \rho\mathbf{v}=\rho_0\mathbf{v}+\frac{E_\text{АК}}{C},$ где $E_\text{АК}$ -- плотность акустической энергии, а $C$ -- скорость звука. Первый член при усреднении дает ноль, а второй благополучно выживает, и дает аналог квантовомеханического соотношения $\hbar k=\frac{\hbar\omega}{C}$.

[realeugene]

amon в сообщении #1725094 писал(а):

а второй благополучно выживает

Да, верно, спасибо. Поправка плотности среды пропорциональная частной производной отклонения частицы по координате, а скорость - частной производной этого отклонения по времени. В плоской волне эти две частные производные синфазны.