Заряд в лифте Эйнштейна

apv · 04/12/10 363

Если расматривать движение заряда относительно СО, связанной с массивным телом, в гравитационном поле которого движется заряд, то он должен излучать, поскольку движется с ускорением. Если же мы расмотрим заряд в собственной свободнопадающей СО, то с точки зрения наблюдателя той же СО заряд движется равномерно, следаовательно не должен излучать. Как разрешить этот парадокс?

Acapello · 18/02/12 35

Наблюдатель является не инерциальной системой отсчёта, поэтому законы физики относительно массивного тела и относительно наблюдателя не инвариантны.
Как мне кажется.

Someone · 23/07/05 17976 Москва

Вопрос в том, что это значит: "излучает".
Заряд, движущийся в некоторой ИСО по прямой с постоянным ускорением "излучает" в том смысле, что если выделить некоторую (неподвижную) область, внутри которой находится в данный момент заряд, то можно обнаружить ненулевой поток энергии электромагнитного поля через границу области.
В системе отсчёта заряда можно считать, что имеется постоянное гравитационное поле, в котором заряд покоится. В этой системе отсчёта заряд создаёт постоянное электрическое поле и, естественно, ничего не излучает. Однако та область, которую мы выделили в ИСО, в системе отсчёта заряда движется, меняя при этом форму и размеры, поэтому количество электромагнитной энергии, заключённой в этой области, изменяется - точно так же, как оно изменяется в ИСО.
Наоборот, если мы выделим (неподвижную) область, содержащую заряд, в системе отсчёта самого заряда, то потока электромагнитной энергии через границу области не будет. Однако в ИСО эта область движется (вместе с зарядом), меняя при этом форму и размеры, причём, так, что количество энергии электромагнитного поля внутри этой области не изменяется.

Аналогично дело обстоит и в рассматриваемом Вами случае - с той только разницей, что в свободно падающей системе отсчёта, если она протяжённая, гравитационное поле всё-таки будет, причём, вообще говоря, переменное, что приведёт к некоторому излучению. Но если рассматривать очень маленькую область вокруг заряда, то излучение будет пренебрежимо малым.

BISHA · 08/01/09 ∞ 1098 Санкт - Петербург

apv в сообщении #544125 писал(а):

в гравитационном поле которого движется заряд, то он должен излучать, поскольку движется с ускорением.

Вместе с зарядом движутся и заряды другого знака, излучения не будет, максимум - это разделение свободных зарядов в массивном теле. Ваша система не является инерциальной системой отсчета, она движется с ускорением.

apv · 04/12/10 363

Someone в сообщении #544157 писал(а):

Заряд, движущийся в некоторой ИСО по прямой с постоянным ускорением "излучает" в том смысле, что если выделить некоторую (неподвижную) область, внутри которой находится в данный момент заряд, то можно обнаружить ненулевой поток энергии электромагнитного поля через границу области.

А разьве такое нельзя сказать про заряд движужийся с постоянной скоростью?

Someone в сообщении #544157 писал(а):

гравитационное поле всё-таки будет, причём, вообще говоря, переменное, что приведёт к некоторому излучению.

Не пойму этого момента, почему переменное поле гравитационное поле приведет к излучению?
Если у нас имеется всего один единственный заряд, то обнаружить его ускоренное движение нам никак не удастся буть то поле однородное или неоднородное, поэтому излучения не должно быть в свободнопадающей СО.
Если у нас два заряда, тогда при движении у них будет относительное ускоренное движение в неоднородном поле и вопрос об излучении не приводит к парадоксу, оно будет.

Парджеттер · 07/10/07 3368

!

BISHA в сообщении #544324 писал(а):

Вместе с зарядом движутся и заряды другого знака, излучения не будет, максимум - это разделение свободных зарядов в массивном теле. Ваша система не является инерциальной системой отсчета, она движется с ускорением.

Какой абсурд. Прекратите уже нести бред. Предупреждение за распространение невежества в учебном разделе форума.

Aleksand · 12/09/11 ∞ 463

Вопрос интересный. В школьных учебниках ответа Вы не найдёте. Я попытаюсь ответить на него. (надеюсь меня не забанят за невежество или лженауку). Определить своё ускорение в Лифте Эйнштейна не составляет труда. Достаточно выглянуть в окно. Но этого делать нельзя. Шторы должны быть завешеня, и никакой связи с внешнем миром не должно быть. Вы же придумали метод, как "зацепиться" за окружающий мир. Я согласен, заряженное тело при падении будет иметь большее ускорение, т.к. будет дополнительная сила притяжения. Но если этот заряд находится в кабине, то заряд приобретает вся кабина. И падать они будут вместе. Насчёт излучения - то же самое. Мне кажется правильнее было бы задать вопрос: Заряд взаимодействует с гравитационным полем? Ответ: нет. А значит всё в порядке.

apv · 04/12/10 363

(Оффтоп)

Aleksand в сообщении #545015 писал(а):

Вопрос интересный. В школьных учебниках ответа Вы не найдёте.

А Вы думаете, я такой наивный, что искал ответ в школьном учебнике? Вопрос по ОТО, которая даже в курсах общей физики не излагается.

Munin · 30/01/06 72407

Aleksand в сообщении #545015 писал(а):

Мне кажется правильнее было бы задать вопрос: Заряд взаимодействует с гравитационным полем? Ответ: нет.

Ответ неверный. Подразумевается не абстрактный заряд (это свойство, а не объект), а заряженная частица. А частицы все с гравитационным полем взаимодействовать обязаны, это его фундаментальное свойство.

Так что правильный ответ дал всё-таки Someone, хотя понять его и посложнее.

-- 04.03.2012 04:31:38 --

Кстати, не менее интересно рассмотреть, что происходит с зарядом, неподвижным относительно лифта Эйнштейна (например, подвешенным к потолку на ниточке). Объяснить, или оставить на самостоятельное упражнение?..

Aleksand · 12/09/11 ∞ 463

Рассматривать заряженую частицу сложнее, т.к. там и электрическое и гравитационное поле. А Лифт Эйнштейна показывает лишь равенство инерциальной и гравитационной массы. Заряд тут ни при чём.

Ну а что же будет происходить с зарядом, подвеменному на ниточке? Если заряд находится в центре лифта, то ни чего не произойдёт. А вот если заряд не удерживать ни чем, то он прилипнет к потолку. С внешней стороны лифта напряжённость электрического поля будет разная (у потолка больше). Лифт начнёт разворачиваться. По-моему так.

apv · 04/12/10 363

Aleksand в сообщении #545060 писал(а):

А Лифт Эйнштейна показывает лишь равенство инерциальной и гравитационной массы.

Лифт Эйнштейна показывает эквивалентность поля ускорения и гравитации.

Если исходить из этого, то заряд находящийся в покое в в ускоренном лифте, должен излучать, но почему он не излучает находясь в покое на перхности Земли? Или наоборот, ускоренный гравитационным полем заряд должен излучать, но есть ли излучение в падающем лифте, в относительно которого заряд покоится? Поэтому вопрос можно задать более глобально: применим ли принцип эквивалентности к заряженной частице?

Я погуглил немного на счет этого вопроса и вот что я нашел в статьях:
Equivalence Principle and Radiation by a Uniformly Accelerated Charge
и
Radiation from a Uniformly Accelerated Charge and the Equivalence Principle.

К первой у меня доступа нету, а вторую я пока не прочитал.Но судя по анотациям, авторы утверждают, что ПЭ может нарушаться (если я правильно понял). Приведу цитаты из аннотаций:

Цитата:

We address the old question of whether or not a uniformly accelerated charged particle radiates, and consequently, if weak equivalence principle is violated by electrodynamics. We show that radiation has different meanings; some absolute, some relative.

Вторая более радикальна

Цитата:

We argue that purely local experiments can distinguish a stationary charged particle in a static gravitational field from an accelerated particle in (gravity-free) Minkowski space.

Munin · 30/01/06 72407