электромагнитное взаимодействие

[klynxe]

Помогите разобраться с электромагнитным взамодействием. Его переносчиками являются фотоны, как понимаю, это возмущения электрического и магнитного поля?
Если рассматривать только магнитное поле постоянного магнита, 2 магнита действуют друг на друга по средствам чего? Они же не излучают фотонов?
То есть, что такое магнитное (и электрическое) поле и является ли оно непрерывным или дискретным?

[Munin]

klynxe в сообщении #1057604 писал(а):

Если рассматривать только магнитное поле постоянного магнита, 2 магнита действуют друг на друга по средствам чего? Они же не излучают фотонов?

Они излучают фотоны. Это необычные фотоны. Они называются виртуальными.

klynxe в сообщении #1057604 писал(а):

То есть, что такое магнитное (и электрическое) поле и является ли оно непрерывным или дискретным?

Понятия "непрерывное" и "дискретное" здесь слишком простые. Электромагнитное поле (оно одно, а не два разных) устроено гораздо сложнее, и математически это называется квантованное поле (или квантовое поле).

klynxe в сообщении #1057604 писал(а):

Помогите разобраться с электромагнитным взамодействием.

"Разобраться" - смотря на каком уровне вы находитесь, и до какого уровня способны добраться. Потому что если взять слишком высокую планку, то вам придётся несколько лет потратить на изучение математики и физики, чтобы разобраться. Если вы не готовы на такие усилия - ограничьтесь более простыми представлениями.

Можно представить себе:
- школьный уровень представлений;
- уровень первых курсов вуза ("общая физика");
- уровень средних курсов физического вуза ("теоретическая физика": СТО, лагранжев формализм, калибровочная инвариантность);
- уровень старших курсов физического вуза (КЭД).
Этого, в принципе, достаточно для принципиального понимания большинства вопросов. Можно углубляться в частные области: ГВС/СМ, ФТТ, квантовая оптика, и т. д.

Сложность от уровня к уровню растёт в геометрической прогрессии.

[klynxe]

С ФТТ знаком, с математикой тоже не плохо, однако много формул затрудняют понимание, интересует для начала именно КТП, может подскажите книгу (на русском) с минимумом формул?

-- 29.09.2015, 18:03 --

Как понимаю в КТП описывается фундаментальное представление о том, что такое поле?

[Ms-dos4]

klynxe
Высказывание выглядит довольно странно, т.к. в квантовой ФТТ такое же "огромное" количество формул, причём того же уровня (вообще, методы КТП применяются в ФТТ повсеместно). В общем, поменьше формул, это неверный путь. Возьмите того же Пескина-Шрёдера "Введение в квантовую теорию поля", или Боголюбова-Ширкова "Введение в теорию квантованных полей"

[Munin]

klynxe в сообщении #1057659 писал(а):

С ФТТ знаком, с математикой тоже не плохо, однако много формул затрудняют понимание, интересует для начала именно КТП, может подскажите книгу (на русском) с минимумом формул?

Тогда рекомендую такую траекторию:
1. (опционально, но задаёт общий настрой; формул нет вообще) Фейнман. КЭД: странная теория света и вещества.
2. Фейнман, Хибс. Квантовая электродинамика и интегралы по траекториям. Фейнман. Квантовая электродинамика.
Хелзен, Мартин. Кварки и лептоны.
Окунь. Физика элементарных частиц.
3. Учебники КТП без прикрас, например, Пескин, Шрёдер. Боголюбов, Ширков "толстый" (которого вам и назвали).

klynxe в сообщении #1057659 писал(а):

Как понимаю в КТП описывается фундаментальное представление о том, что такое поле?

Да.

Это получается примерно то же, что в ФТТ - какие-нибудь вторично-квантованные квазичастицы. Например, поле фононов. Оно очень похоже на электромагнитное. Поле электронов и дырок - очень похоже на поле электронов и позитронов.

[klynxe]

Ms-dos4 в сообщении #1057662 писал(а):

klynxe
Высказывание выглядит довольно странно, т.к. в квантовой ФТТ такое же "огромное" количество формул, причём того же уровня (вообще, методы КТП применяются в ФТТ повсеместно). В общем, поменьше формул, это неверный путь. Возьмите того же Пескина-Шрёдера "Введение в квантовую теорию поля", или Боголюбова-Ширкова "Введение в теорию квантованных полей"

Я студент 4-го курса тех ВУЗа, и ФТТ понимаю от определенного уровня (естественно не все огромное количество формул я знаю и вообще видел). Я понимаю принципы используемые ФТТ, а вот фундаментальные формулы из которых получено все остальное, очень плохо. Так же был курс Квант. меха и стат. физики, однако фундаментального понимания, что такое поле, я так и не получил(

-- 29.09.2015, 19:05 --

Цитата:

Тогда рекомендую такую траекторию:
1. (опционально, но задаёт общий настрой; формул нет вообще) Фейнман. КЭД: странная теория света и вещества.
2. Фейнман, Хибс. Квантовая электродинамика и интегралы по траекториям. Фейнман. Квантовая электродинамика.
Хелзен, Мартин. Кварки и лептоны.
Окунь. Физика элементарных частиц.
3. Учебники КТП без прикрас, например, Пескин, Шрёдер. Боголюбов, Ширков "толстый" (которого вам и назвали).

Спасибо, то есть начать с книги 3 без книг 1 и 2 будет сложно?

[Munin]

По поводу магнита.

1. Фотон - частица спина 1, что означает, что его поляризация задаётся 4-мерным вектором потенциала. В переводе на электрические и магнитные поля, сочетание двух 4-векторов: вектора поляризации и вектора направления распространения фотона (его импульса) - даёт 4-тензор 2 ранга, тензор поля. В зависимости от его проекции на пространственные оси, он может давать векторы электрического и магнитного поля, или иногда - чисто электрическое или чисто магнитное.

2. Свободный фотон - это фотон без источников - распространяется как волна со скоростью света. Его поляризация всегда поперечная, и это приводит к тому, что его электрическое и магнитное поле всегда перпендикулярны и равны по величине.

3. При наличии источника, фотон становится несвободным. Если источник статический, то и фотон становится статическим: его частота $\omega=0.$ Такой фотон в пространстве устроен как решение уравнения Лапласа или Пуассона, с соответствующими граничными условиями или правой частью. Да, именно это решение есть решение уравнений электростатики или магнитостатики, или магнетизма постоянного тока. Поляризация такого фотона всегда имеет один из 4-векторов сонаправленным с осью времени. Это приводит к тому, что такой фотон описывает или чистое электрическое, или чистое магнитное поле.

4. Величина поля, с точки зрения фотона, есть амплитуда волновой функции, то есть, плотность вероятности обнаружить фотон в данной точке. Вне источника, она всегда спадает. Это аналогично туннельному эффекту квантовой частицы: вне "разрешённой" области вероятность всегда спадает с удалением от неё. (Ещё пример: спадение плотности вероятности электрона в атоме, с удалением от атома.)

5. Аналогию с туннельным эффектом можно продолжить дальше. Если источник один, сам по себе, то это отвечает барьеру бесконечной ширины: туннелирования не происходит, все "пытающиеся протуннелировать" частицы "возвращаются на базу". Если поднести другой источник, то у барьера получается "второй конец", и частицы начинают туннелировать: выходить из одного источника, и поглощаться другим. Это отвечает обмену виртуальными частицами (фотонами) между источниками: например, между двумя электрическими зарядами, или между двумя магнитами.

6. К какому эффекту приводит такое туннелирование - зависит от импульса и поляризации фотона. Фотон выходит из источника, неся с собой поляризацию, заданную источником. (Например, для электрического заряда, это будет 4-вектор вперёд или назад по оси времени.) Он приходит с такой поляризацией к приёмнику, и сравнивает её с поляризацией приёмника. В зависимости от этого, получается поглощение с той или иной фазой, приводящее либо к притяжению, либо к отталкиванию, либо к поперечной силе.

-- 29.09.2015 20:27:33 --

klynxe в сообщении #1057674 писал(а):

Я понимаю принципы используемые ФТТ, а вот фундаментальные формулы из которых получено все остальное, очень плохо. Так же был курс Квант. меха и стат. физики, однако фундаментального понимания, что такое поле, я так и не получил(

Самое главное, что от вас нужно, - это понимание вторичного квантования. Квантовое поле - это практически вторично-квантованное поле, вот и всё.

klynxe в сообщении #1057674 писал(а):

Спасибо, то есть начать с книги 3 без книг 1 и 2 будет сложно?

Нет. Скорее, книги пунктов 1 и 2 предназначены:
- для задания общего направления;
- для удовлетворения вашей жажды в объяснениях "без математики".
В конечном счёте, книги пункта 3 самодостаточны, но к книгам пунктов 1 и 2 стоит иногда возвращаться, чтобы напомнить себе общую картину, и в каком её месте вы сейчас находитесь.

[klynxe]

Pphantom:

Не стоит цитировать сообщение целиком без необходимости. Лишнее удалил.

Munin в сообщении #1057684 писал(а):

Нет. Скорее, книги пунктов 1 и 2 предназначены:
- для задания общего направления;
- для удовлетворения вашей жажды в объяснениях "без математики".
В конечном счёте, книги пункта 3 самодостаточны, но к книгам пунктов 1 и 2 стоит иногда возвращаться, чтобы напомнить себе общую картину, и в каком её месте вы сейчас находитесь.

Тогда в моем случае нужно начать с книг 1 и 2, а то довольно большое количество моих знаний плохо связаны между собой.

Еще вопрос, температура является электромагнитным полем? Что такое "поглощение фотона" и к изменением каких характеристик это приводит (то есть, что является температурой)?

[Munin]

klynxe в сообщении #1057705 писал(а):

Еще вопрос, температура является электромагнитным полем?

Нет. Что такое температура - читайте курс статфизики. Я рекомендую начать с простенькой книжки
Киттель. Статистическая термодинамика.
По крайней мере, формула $\dfrac{1}{\tau}\equiv\Bigl(\dfrac{\partial\sigma}{\partial U}\Bigr)_N$ там есть.

klynxe в сообщении #1057705 писал(а):

Что такое "поглощение фотона" и к изменением каких характеристик это приводит (то есть, что является температурой)?

Поглощение фотона приводит к изменению движения (то есть, в том числе, энергии и импульса) и направления спина электрона.

Если вас интересует теплопередача излучением, то каждый фотон (невиртуальный, свободный) передаёт энергию. Делают они это вразнобой, и поэтому эта энергия передаётся в беспорядочное движение частиц поглощающего тела. В твёрдом теле - в энергию электронов и фононов.

И ещё. Не цитируйте целиком предыдущего сообщения, а оставляйте ту часть, на которую отвечаете. Если вы отвечаете "вообще", то можно вообще не цитировать. Для цитирования используйте выделение и кнопку , ещё можно нажать на никнейм того пользователя, которому отвечаете.

[Alex-Yu]

Munin в сообщении #1057671 писал(а):

Хелзен, Мартин. Кварки и лептоны.

К Хелзену-Мартину я бы еще добавил Зи "Квантовая теория поля в двух словах". В некоторам смысле эти две книжки (обе начального уровня) являются взаимодополняющими. Первая --- это физика частиц и КТП в ней --- по мере необходимости. А вторая --- наоборот. На любой предмет нужно посмотреть с разных сторон (хотябы с двух).

P.S. Какая жалость, что этих двух книг не было в мои студентческие времена... Очень хорошие книжки.

[AL Malino]

klynxe в сообщении #1057705 писал(а):

Еще вопрос, температура является электромагнитным полем?

Munin в сообщении #1057718 писал(а):

По крайней мере, формула $\dfrac{1}{\tau}\equiv\Bigl(\dfrac{\partial\sigma}{\partial U}\Bigr)_N$ там есть.

Пожалуй, не стоит с ходу пугать человека формулами, да ещё такими, где смысл ни одного из символов с ходу непонятен. Достаточно просто сказать, что температура не то что не электромагнитное, но и вообще никакое не поле! Температура — мера средней энергии для некоторых (вообще говоря, не для всех) степеней свободы объектов, и может быть корректно введена только для определённого типа распределения по энергии.
Температура не является полем уже хотя бы потому, что для разных степеней свободы ансамбля объектов она может быть существенно различной (например для вращательных, колебательных и поступательных степеней свободы молекул многоатомного газа; и даже для различных колебательных мод тех же молекул).
То, что называется температурой в обиходе, соответствует случаю, когда между различными степенями свободы установилось термодинамическое равновесие.

[Munin]

AL Malino в сообщении #1059401 писал(а):

Пожалуй, не стоит с ходу пугать человека формулами

Студента 4 курса, знакомого с математикой и ФТТ? Его формулами не запугаешь.

AL Malino в сообщении #1059401 писал(а):

Достаточно просто сказать, что температура не то что не электромагнитное, но и вообще никакое не поле!

Ну, это-то и в школе рассказывают.

AL Malino в сообщении #1059401 писал(а):

Температура — мера средней энергии для некоторых (вообще говоря, не для всех) степеней свободы объектов

А вот с этого уровня я и хотел поднять собеседника выше. Это-то бла-бла-бла он уже слышал.

AL Malino в сообщении #1059401 писал(а):

То, что называется температурой в обиходе, соответствует случаю, когда между различными степенями свободы установилось термодинамическое равновесие.

Вообще-то, что называется температурой где угодно, соответствует случаю, когда установилось термодинамическое равновесие. Без т.-д. равновесия температуры в принципе нет и быть не может!