Ликбез по электродинамике

[Bulinator]

GagraTrol в сообщении #436811 писал(а):

Можете ли вы описать ЭМП не формулами?

Что значит описать что-то не формулами? Приведите пример.

[мат-ламер]

До Декарта и Виета уравнения в математике записывались словами.

[Munin]

Bulinator в сообщении #436778 писал(а):

Нееее.... фотон- это частица. И ведет себя он всегда как частица.

Я етому пользователю обещал более серьёзное рассмотрение, а вы :-(
Давайте придерживаться единой терминологии, чтобы человека с толку не сбивать. Предложение:
фотон - квантовая частица
частица "расплывается" или "не расплывается" в зависимости от того, о чём мы говорим: о волновом пакете или о частице самой по себе
квантованное поле не перестаёт быть видом материи
волновая функция имеет физический смысл, она не имеет прямого операционального смысла
о дуализме говорить нельзя, потому что обе стороны "дуализма" - всего лишь проекции полного квантового описания на те или иные неполные
фотон есть э.-м. волна, он не есть классическая волна

[Bulinator]

Munin в сообщении #436833 писал(а):

фотон - квантовая частица

что значит квантовая частица?

[Munin]

GagraTrol в сообщении #436811 писал(а):

Этот вопрос задается с целью понять сущность пространства, времени , полей...

Чтобы понять, надо изучить. Это делается (на вашем уровне) прочтением стопки учебников, решением задач и проделыванием учебных опытов.

GagraTrol в сообщении #436811 писал(а):

Дело в том , что поняв это, мы перестанем забивать гвозди микроскопом , хотя кого-то это может вполне устраивает.

Вы можете перестать забивать гвозди микроскопом, но кроме вас, никто так и не делает.

GagraTrol в сообщении #436811 писал(а):

Ну ладно. Можете ли вы описать ЭМП не формулами?

Описание не формулами - для детей. Не все предметы так вообще можно описать. Для серьёзных людей и серьёзных предметов - формулы.

-- 19.04.2011 22:50:27 --

Bulinator в сообщении #436839 писал(а):

что значит квантовая частица?

Классическая частица после квантования, очевидно :-) Квантование классических полей приводит к вторично квантованной системе таких же частиц, так что эквивалентный термин - квант поля (в данном случае, электромагнитного). При этом такие кванты поля, очевидно, не составляют всего поля, а являются только возбуждениями над вакуумом, так что поле есть вакуум плюс частицы (и то, пока применима теория возмущений).

[Bulinator]

Munin в сообщении #436841 писал(а):

При этом такие кванты поля, очевидно, не составляют всего поля, а являются только возбуждениями над вакуумом, так что поле есть вакуум плюс частицы (и то, пока применима теория возмущений).

Не понял. Причем тут предел применимости теории возмущений? Фотон- реально существующая штука, которую можно "потрогать". Разве нет?

[Munin]

Bulinator в сообщении #436850 писал(а):

Причем тут предел применимости теории возмущений?

Так, стандартная оговорка. Э.-м. поле абелево и линейно, с ним всё чинно-благородно, а в других случаях возникают смещённые вакуумы и топологические солитоны. Не обращайте внимания.

Bulinator в сообщении #436850 писал(а):

Фотон- реально существующая штука, которую можно "потрогать". Разве нет?

Не совсем. Пока он один - он реально существующая штука. А когда их два - уже нет. Нету "двух реально существующих штук фотонов", есть одна реально существующая штука "двафотона". И так далее, для произвольного $N.$ Впрочем, вы это и без меня знаете.

Так что удобно всё-таки считать реально существующей штукой квантованное э.-м. поле, а фотон - всего лишь его состоянием. Впрочем, в ряде случаев такое "удобно" сходит на нет. Но отрицательных значений не принимает :-)

[GagraTrol]

Дайте пожалуйста различия между ЭМВ о классической. А то я нашел лишь то что она может распространяться в вакууме, в отличие от КВ. Опять аксиома получается.

[Munin]

Различия вам пока не понять, увы. И нет, здесь речь не об аксиомах, а о реальных физических законах, взятых из экспериментов. Но просто эти законы слишком сложны, чтобы их разом рассказать.

На начальном этапе, в качестве подготовки, вам надо изучить простое (классическое) электромагнитное поле, волны в нём, вакуум.

[obar]

GagraTrol в сообщении #436771 писал(а):

Если свет волна , то должно существовать то посредством чего она распространяется

Так рассуждали в XIXв. и придумали эфир. Сейчас эта конструкция не нужна.

Bulinator в сообщении #436778 писал(а):

Нееее.... фотон- это частица. И ведет себя он всегда как частица.

Волна или частица? Об этом спорили в начале прошлого века. Затем решили спор замять, придумав мутное понятие «дуализм».
Если фотон – частица, то она должна быть где-то локализована, т.е. должен существовать некий объем, внутри которого фотон есть, а вне - отсутствует. Такое не возможно. Если фотон – волна, то как объяснить его поглощение при взаимодействии (проблема редукции в КМ). Думаю, что сейчас эти споры бессмысленны и лишь туманят головы новичков.

GagraTrol в сообщении #436811 писал(а):

Можете ли вы описать ЭМП не формулами?

Когда у Дирака спрашивали, что такое электрон, он лишь записывал свое уравнение. Если Вас спросят, что такое ферзь, бессмысленно говорить о том, из чего он сделан и как выглядит. Ферзь - это то, что ходит как ферзь. Рассказать без уравнений о том, как «ходит» фотон сложно:)

[Bulinator]

obar в сообщении #436922 писал(а):

Если фотон – частица, то она должна быть где-то локализована,

То же самое можно сказать и об электроне и всех прочих элементарных частицах. Они частицы и локализованы. Во всяком случае, в рамках КЭД(и более обще- в стандартной модели) элементарные частицы рассматриваются как материальные точки. Другое дело, что вероятность их распределения ведет себя как волна. Но регистрируя фотон или электрон вы его либо регистрируете либо не регистрируете. Невозможно поглотить половину фотона. И, кстати, число частиц является хорошим квантовым числом для описания системы.
Всех, почему-то, сбивает с толку наглядная иллюстрация электрона в атоме как облака с плотностью, пропорциональной квадрату модуля в.ф. Однако, если рассматривать 2 электрона(или хотя бы 2 никак невзаимодействующие частицы), сразу чтановиться ясно, что эти "плотности" не складываются а перемножаются. Иллюстрация с облаками- плохая иллюстрация.

-- Ср апр 20, 2011 13:20:08 --

Впрочем, я не спорю о понятии "дуализма". Вопрос изначально был поставлен так:

GagraTrol в сообщении #436771 писал(а):

непонятно каким образом свет преодолевает межгалактическое пространство. Свет ведет себя и как волна и как частица. Если свет волна , то должно существовать то посредством чего она распространяется если это частица то каким образом он ведет себя как волна, фотон? Но ведь фотон также описывается и как волна и как частица.

Если быть точным, то нельзя говорить о перемещении фотона из одной точки в другую. Нужно рассматривать эволюцию волновой функции фотона(ов). Так что, по любому, возвращаемся к первому случаю распростроняющейся волны(уже вероятности).

[obar]

Bulinator в сообщении #436944 писал(а):

Они частицы и локализованы. Во всяком случае, в рамках КЭД

Неверно.

Bulinator в сообщении #436944 писал(а):

элементарные частицы рассматриваются как материальные точки

Не путайте понятие точечности частицы (бесструктурности) и локализации. Это совсем не одно и то же.

Bulinator в сообщении #436944 писал(а):

Но регистрируя фотон или электрон вы его либо регистрируете либо не регистрируете. Невозможно поглотить половину фотона.

Совершенно верно. Но вероятность регистрации фотона отлична от нуля во всем пространстве (хотя и может быть экспоненциально малой).

Bulinator в сообщении #436944 писал(а):

И, кстати, число частиц является хорошим квантовым числом для описания системы.

Для фотонов это как раз совершенно не верно. Для них нет энергетического барьера рождения.

Bulinator в сообщении #436944 писал(а):

Иллюстрация с облаками- плохая иллюстрация.

И что из этого?

Bulinator в сообщении #436944 писал(а):

Если быть точным, то нельзя говорить о перемещении фотона из одной точки в другую. Нужно рассматривать эволюцию волновой функции фотона(ов). Так что по любому возвращаемся к первому случаю распростроняющейся волны(уже вероятности).

Согласен. Этим утверждением Вы отрицаете свое предыдущее, что фотоны всегда ведут себя как частицы.
Только ситуация с фотонами усложняется еще и тем, что у них нулевая масса и всегда есть возможность рождения пар. Строгое описание системы фотонов (при наличие взаимодействия) возможно лишь в КТП, где они описываются не волновой функцией, а вектором в пространстве Фока (бесконечномерным).

[Bulinator]

obar,
не буду продолжать спор а просто объясню откуда идет недопонимание(друг друга).
ТС в своем исходном сообщении запутался в понятии частично-волнового дуализма. Я пытался ему втолковать, что частица(фотон!) она всегда частица в том смысле, что она- материальная точка, которую либо регистрируем либо нет. Локализована в этом смысле( а как сказать по-другому?). Что касается их "движения", само собой разумеется, что "летящий" фотон- это наглядная иллюстрация, которая, вообще говоря, не совсем верна: эволюционирует вектор состояния в пространстве Фока(бесконечномерном)(тут должен был быть смайлик с ехидной улыбкой, показывающий, что тут Вы зацепились за слова).

obar в сообщении #436948 писал(а):

Bulinator в сообщении #436944 писал(а):

И, кстати, число частиц является хорошим квантовым числом для описания системы.

Для фотонов это как раз совершенно не верно. Для них нет энергетического барьера рождения.

Эдак Вы всю теорию равновесного излучения, например, делаете совершенно неверной.

[obar]

Bulinator в сообщении #436957 писал(а):

Эдак Вы всю теорию равновесного излучения, например, делаете совершенно неверной.

В равновесном излучении число фотонов не сохраняется (даже в квазиклассическом понимании), у фотонного газа нулевой хим.потенциал.
Согласен, спор продолжать нет смысла.

[Munin]

obar в сообщении #436922 писал(а):

Затем решили спор замять, придумав мутное понятие «дуализм».

А затем придумали ясную прозрачную квантовую механику и квантовую теорию поля, и мутное название оказалось не у дел. Не забывайте об этом. В смысле, не давайте забыть новичкам :-) А то им только дай набрать тумана в голову, они это сделают радостнее, чем наберутся ясного понимания.

obar в сообщении #436922 писал(а):

Если Вас спросят, что такое ферзь, бессмысленно говорить о том, из чего он сделан и как выглядит. Ферзь - это то, что ходит как ферзь.

Отличный пример!

Bulinator в сообщении #436944 писал(а):

Иллюстрация с облаками- плохая иллюстрация.

Ну почему, хорошая иллюстрация, но иллюстрация не того. Если накачать студента знаниями, что именно он видит, то после этого показать ему облако совсем не вредно.

obar в сообщении #436948 писал(а):

Только ситуация с фотонами усложняется еще и тем, что у них нулевая масса и всегда есть возможность рождения пар.

Точнее, просто рождения, выше вы написали аккуратнее. Фотоны совпадают с со своими античастицами, и не должны рождаться парами, а глядя на лагранжиан / диаграммы, и просто не умеют.

obar в сообщении #436948 писал(а):

Строгое описание системы фотонов (при наличие взаимодействия)

На первых порах можно и без взаимодействия.

-- 20.04.2011 16:37:16 --

GagraTrol в сообщении #436858 писал(а):

Дайте пожалуйста различия между ЭМВ о классической. А то я нашел лишь то что она может распространяться в вакууме, в отличие от КВ. Опять аксиома получается.

На самом деле, я ответил слишком резко, а хотел начать тему доброжелательно. Давайте так, вы сформулируете вопрос внятно, и я попытаюсь сказать для вас что-то содержательное и вам понятное.