alex4130Ответы на ваши вопросы в принципе простые, но к ним прилагается куча нюансов и уточнений.
Что такое, в принципе, излучение? У неподвижного или равномерно движущегося заряда есть сформировавшееся электромагнитное поле. По сути, оно простирается до бесконечности. Если заряд вздумает поменять своё движение, то поменяться придётся и полю (тут есть отличие от гравитационного поля: гравитационное поле может быть сформировавшимся и для постоянно ускоряющейся частицы). Вначале поле меняется около заряда, а потом это изменение распространяется в более удалённые области пространства. Распространение происходит со скоростью света. Это - основа.
Есть типичный частный случай такого процесса, когда заряд меняет своё движение периодически. Тогда он в целом стоит на месте (для примера), а изменения поля разбегаются во все стороны. Для этого частного случая сначала возникли все представления об излучении, а потом они расширились на более общий случай любого изменения движения (то есть - любого ускорения). Поэтому все нюансы относятся именно к разным обобщениям.
На излучение часто смотрят как на волны. В периодическом процессе так оно и есть, а в непериодическом приходится рассматривать разложение в интеграл Фурье, и оно не всегда помогает. У волн есть амплитуда. Поле отдельного заряда (сформировавшееся) уменьшается с расстоянием как
а амплитуда волн - как
Так что на достаточно больших расстояниях статическое поле зарядов уже незаметно, а излучение остаётся. Поэтому эти расстояния называют "волновой зоной" (или "дальней зоной", в противоположность "ближней зоне"). Наличие волн в дальней зоне - один из признаков излучения. Например, если мы возьмём заряд внутри замкнутой проводящей оболочки, и будем его ускоренно двигать, снаружи в дальней зоне никакого излучения не будет: оболочка всё экранирует. Но есть случай, когда нельзя выделить дальнюю зону: релятивистски ускоренный заряд движется настолько быстро, что почти догоняет своё собственное излучение, и оно частично остаётся в его ближнем поле. Этот случай как раз доставляет трудности, и требует уточнений. Правда, только в том случае, если ускорение продолжается неограниченно: если ускорение прекратится или повернёт по направлению, заряд постепенно отстанет от своего поля излучения. В среде заряд может двигаться даже быстрее света, это случай черенковского излучения.
Кроме критерия волновой зоны, об излучении судят по энергии. Энергия есть у любого ненулевого состояния поля, но когда заряд меняет своё движение, в области изменения поля энергия больше. Это связано с тем, что величина поля связана с его производной (например, величина электрического поля - с производной магнитного, и наоборот), а производную можно набрать очень большую, если менять движение заряда быстро (дать большое ускорение). А энергия квадратична по величине поля. Так что когда от заряда расходится область изменения поля, она заодно несёт в себе энергию (и не тратит её, потому что энергия спадает как
а площадь сферы растёт так же). Но опять же, это наиболее хорошо видно на примере периодических волн, или волны от однократного ускорения, потому что тогда между областями с энергией есть области без энергии, и можно проследить её общее движение (можно ориентироваться на вектор Пойнтинга, но он показывает поток энергии с точностью до произвольного бездивергентного слагаемого, так что тоже сомнительный критерий). Если у нас ускорение непериодическое и непрекращающееся, ориентироваться на энергию сложнее. Возможен вариант: пусть ускорение "плохое", но всё движение ограничено некоторой пространственной областью. Тогда можно отойти от неё подальше, окружить сферой, и измерить поток энергии (вектор Пойнтинга) через эту сферу наружу. На некотором расстоянии окажется, что он всегда будет наружу, постоянный по знаку - тогда это излучение. Но понятное дело, для релятивистского неограниченно ускоренного заряда этот способ не годится.
Наконец, есть и ещё один энергетический критерий: потери энергии самим зарядом, знаменитое "радиационное трение". Чтобы правильно эти потери найти, надо учесть, откуда заряд может получать энергию, и написать полностью его энергетический баланс. Например, в электрическом поле заряд может и получать энергию от внешнего поля, и отдавать её в излучение, и немножко оставлять себе, запасая в кинетической энергии. Если энергия излучения рассматривалась на больших расстояниях, радиационное трение, наоборот, рассматривается на малых расстояниях, так что в конечном счёте к излучению может не относиться. Но тут как раз бывают разные уточнения: иногда удобно считать (называть) излучением любой процесс потери энергии зарядом на изменение поля, и неважно, что там происходит вдали. Обычно это оговаривается или ясно по смыслу. Разночтения бывают значимыми, потому что радиационное трение пропорционально не просто ускорению, а производной ускорения по времени (точнее, произведению
), так что бывают случаи, когда ускорение есть, а радиационного трения нет (излучение при этом может быть или не быть). Обычно под излучением подразумевается излучение в дальней зоне.
Теперь по вашим вопросам:
Как электрон излучает фотон, ну при поглощении еще как то можно себе это представить, а вот при ускорении магнитным полем ? или электрическим, что происходит ?
По сути то же самое, только свободный электрон движется в области непрерывного спектра состояний по энергии, так что может излучать сколь угодно малые и слабые фотоны в больших количествах. Вместо скачкообразного излучения получается плавное.
откуда берется вторая волна? ведь фотон это электро-магнитная волна т есть там два поля участвуют магнитное и электрическое.
Второй волны там нет. Есть только одна волна - электромагнитная. По сути, и поле там одно - электромагнитное. Разделять его на электрическое и магнитное - это упрощение с тех времён, когда изучали не все явления, а только статические или с постоянным током. В волне оба поля неразделимы, они оба нужны, чтобы волна могла распространяться, точно так же как для волны в струне нужны и её отклонение, и скорость.
ион и дальше это совокупности зарядов..но я читал что ионы тоже излучают..нейтроны ведь не излучают ??
Когда говорят, что ионы излучают, подразумевают, что излучают заряды, которые находятся внутри ионов. Нейтрон может излучать, если по нему сильно стукнуть, ведь в нём тоже внутри заряды есть.
а нейторны ими можно както управлять? фокусировать ускорять ? магнитное поле на них действует ?
Нейтроны - очень неподатливые частицы, но ими можно управлять, ставя у них на пути вещество с большим содержанием водорода (например, парафин, они в нём преломляются), или кристалл (они могут отражаться от кристаллической решётки). Подробнее можно почитать, например, Мухина "Экспериментальная ядерная физика".