Механизм электромагнитного излучения ускоренными зарядами

[wrest]

Munin в сообщении #1159050 писал(а):

Он просто прочитал, что "у физики есть проблемы", и перевозбудился. А что они по другому поводу - ему не хватает уровня выяснить.

Возможно, меня смутили следующие слова Фейнмана (ФЛФ-6, Глава 28, параграф 5)

Цитата:

Когда вы разгоняете заряд, он излучает электромагнитные волны, т.е. теряет энергию. Поэтому ускорение заряда требует большей силы, чем ускорение нейтрального объекта той же массы; в противном случае энергия не будет сохраняться. Скорость, с которой мы затрачиваем работу на ускорение заряда, должна быть равна скорости потери энергии на излучение. Мы уже говорили об этом эффекте; он был назван радиационным сопротивлением. Снова перед нами вопрос: откуда берутся те дополнительные силы, на преодоление которых затрачивается эта работа? Когда излучает антенна, то эти силы возникают под влиянием токов одной ее части на токи в другой. Но у отдельного ускоряющегося электрона, излучающего в пустое пространство, возможен только один источник таких сил -- действие одной части электрона на другую.

Цитата:

Итак, слагаемое $x'''$ (у Фейнмана там $x$ с тремя точками, третья производная координаты по времени, $d^3x/dt^3$ - прим. моё) в выражении для силы самодействия необходимо для сохранения энергии излучающей системы и не может быть выброшено. Это было одним из триумфов теории Лоренца, доказавшего возникновение такого слагаемого в результате воздействия электрона на самого себя. Мы вынуждены поверить в идею самодействия и необходимость слагаемого с $x'''$

warlock66613 в сообщении #1159017 писал(а):

я просто не вижу как ваш вопрос касается трудностей с самодействием.

Из процитированного следует, что самодействие электрона является источником сил, преодоление которых приводит к излучению.

-- 12.10.2016, 10:04 --

UR4III в сообщении #1159052 писал(а):

Сам электрон не излучает энергию. Нет излучения.

Ну возможно это терминологическая путаница, но вот Фейнман однозначно пишет, что излучает.

http://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_28.html писал(а):

For a single accelerating electron radiating into otherwise empty space, there would seem to be only one place the force could come from—the action of one part of the electron on another part.

-- 12.10.2016, 10:17 --

Касательно "механизма".

Вот еще что пишет Фейнман

http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_32.html писал(а):

we can calculate exactly, of course, what the net radiation resistance force must be, i.e., how much loss there must be when we accelerate a charge, in spite of not knowing directly the mechanism of how that force works.

Можно ли это понимать так что Фейнман говорит нам из 1965 года: "мы можем посчитать сколько энергии расходуется на излучение, но мы не знаем как работает механизм излучения"?

[warlock66613]

wrest в сообщении #1159107 писал(а):

Из процитированного следует, что самодействие электрона является источником сил, преодоление которых приводит к излучению.

Не следует. Вообще, в лекциях Фейнмана предполагается, что читающий 5 параграф 28 главы уже проработал предыдущие главы и параграфы, и, таким образом, уже знает что приводит к излучению и почему.

wrest в сообщении #1159107 писал(а):

Можно ли это понимать так что Фейнман говорит нам из 1965 года: "мы можем посчитать сколько энергии расходуется на излучение, но мы не знаем как работает механизм излучения"?

Как же можно так понимать, если в этой цитате ничего не говорится про механизм излучения напрямую? А косвенно как раз наоборот: мы знаем как работает механизм излучения и именно благодаря этому можем посчитать силу торможения излучением, несмотря на сложности с детальным описанием этой силы.

[wrest]

warlock66613 в сообщении #1159110 писал(а):

в лекциях Фейнмана предполагается, что читающий 5 параграф 28 главы уже проработал предыдущие главы

Это ваше предположение, сам же Фейнман говорит нам

Цитата:

I also didn’t see that there was any reason to make the lectures in a definite order, in the sense that I would not be allowed to mention something until I was ready to discuss it in detail.

warlock66613 в сообщении #1159110 писал(а):

Как же можно так понимать, если в этой цитате ничего не говорится про механизм излучения напрямую?

Надо сделать пару очень простых логических шагов: Излучение происходит при ускоренном движении зарядов и при этом происходит потеря энергии зарядами на излучение. Значит заряд "сопротивляется" ускоренному движению, возникает дополнительная к инерциальной, сила, иначе бы энергия не сохранялась. "Сопротивляется" -- откуда-то берется сила этого сопротивления. Выяснение механизма возникновения этой силы как раз и есть ключ к пониманию механизма излучения.

[warlock66613]

wrest в сообщении #1159114 писал(а):

Надо сделать пару очень простых логических шагов

Вы можете делать логические шаги, но когда вы говорите "можно ли понимать <цитата Фейнмана> так:" вы приписываете свои (возможно неправильные) измышления (логические шаги) Фейнману и это неправильно.

wrest в сообщении #1159114 писал(а):

Выяснение механизма возникновения этой силы как раз и есть ключ к пониманию механизма излучения.

Нет, выяснение механизма возникновения этой силы — это ключ к пониманию механизма возникновения этой силы, а механизм излучения одинаков, что для точечного заряда, что для распределённого и проблем там никаких,

[wrest]

Munin в сообщении #1156821 писал(а):

$I=\dfrac{2e^2w^2}{3c^3},$ где $e$ - заряд, а $w$ - ускорение.

Скажите пож-ста, если в поле тяготения Земли отпустить заряд в свободное падение, он станет двигаться с ускорением свободного падения? Ну скажем, бросаем заряженный шарик, воздуха нет, внешних полей нет, только гравитационное. Будет ли сила "трения излучения" немного притормаживать шарик, вследствие чего его ускорение будет не в точности $g$ а немного меньше?

-- 12.10.2016, 12:16 --

warlock66613 в сообщении #1159118 писал(а):

Вы можете делать логические шаги, но когда вы говорите "можно ли понимать <цитата Фейнмана> так:" вы приписываете свои (возможно неправильные) измышления (логические шаги) Фейнману и это неправильно.

Ну я же не могу спросить у него самого, поэтому спрашиваю ваше мнение. Ваше мнение мне вроде бы понятно. Сила (самодействия) отдельно, излучение отдельно, у вас проблем с механизмом излучения нет, он одинаковый что для одного заряда, что для нескольких. Из слов Фейнмана НЕ следует, что самодействие электрона является источником сил, преодоление которых приводит к излучению. Я ничего не переврал?

[Someone]

Если Вы имеете в виду постоянное ускорение, то при постоянном ускорении сила радиационного трения равна нулю (В. Л. Гинзбург. Об излучении и силе радиационного трения при равномерно ускоренном движении заряда).

[warlock66613]

wrest в сообщении #1159125 писал(а):

Я ничего не переврал?

Самодействие электрона является причиной сил, но сил, которые приводят к торможению электрона, а не сил, которые приводят к излучению. К излучению приводят собственно уравнения Максвелла, в которых сил никаких нет.

[wrest]

Someone в сообщении #1159138 писал(а):

Если Вы имеете в виду постоянное ускорение, то при постоянном ускорении сила радиационного трения равна нулю

А излучение есть? Ведь как пишет тов. warlock66613, "К излучению приводят собственно уравнения Максвелла, в которых сил никаких нет."
С другой стороны, формула которую привел тов. Munin

Munin в сообщении #1156821 писал(а):

$I=\dfrac{2e^2w^2}{3c^3},$ где $e$ - заряд, а $w$ - ускорение.

Не разделяет постоянное ускорение или переменное. В формулу входит квадрат ускорения.

Об этой формуле тов. Munin далее пишет:

Munin в сообщении #1156947 писал(а):

wrest в сообщении #1156935 писал(а):

а у вас $I$ - это что?

Ровно то, что вы спрашивали: сколько джоулей в секунду "улетает". [censored] люди называют это "мощность", ну а вы, видимо, не знаете этого термина.

Так что выходит, что мощность излучения прямо пропорциональна квадрату ускорения заряда (надеюсь, что имеется в виду ускорение именно заряда, величина которого тоже входит в формулу в виде квадрата величины заряда).

[Someone]

wrest в сообщении #1159151 писал(а):

А излучение есть?

А прочесть статью Гинзбурга невозможно?

[wrest]

Someone в сообщении #1159153 писал(а):

А прочесть статью Гинзбурга невозможно?

Возможно. Но есть такое мнение:

Munin в сообщении #1150060 писал(а):

Гинзбург вообще писал про частный вопрос, и сразу хвататься за него - значит, сбить себя с толку.

-- 12.10.2016, 13:13 --

warlock66613 в сообщении #1159141 писал(а):

К излучению приводят собственно уравнения Максвелла, в которых сил никаких нет.

Напряженность электрического поля E по определению является физической величиной, равной силе, действующей на единицу заряда. Так что уравнения Максвелла -- они именно о силах.

[Someone]

wrest в сообщении #1159154 писал(а):

есть такое мнение:

Я правильно понимаю, что, задав частный вопрос, Вы, ссылаясь на некоторое мнение, не желаете искать ответ в статье, посвящённой именно этому частному вопросу, а желаете, чтобы я этот ответ переписал из статьи сюда? Вместе со всеми формулами, рассуждениями и пояснениями?

Разумеется, самый лучший вариант — разобраться в общей ситуации и самостоятельно рассчитать, что получится в данном частном случае. Именно это имел в виду Munin, формулируя своё мнение.

[warlock66613]

wrest в сообщении #1159154 писал(а):

Напряженность электрического поля E по определению является физической величиной, равной силе, действующей на единицу заряда. Так что уравнения Максвелла -- они именно о силах.

Физика - не математика и однозначных определений как в математике у величин нет. Да, можно для начала определить электрическое поле как вы сказали. Но потом оказывается, что поле является самостоятельным объектом со своей динамикой, так что мы можем строить теорию электромагнитного поля в пустоте - то есть при полном отсутствии каких-либо зарядов и действующих на них сил. Так что нет, уравнения Максвелла не о силах, они о поле.

[wrest]

Someone в сообщении #1159161 писал(а):

Вы, ссылаясь на некоторое мнение, не желаете искать ответ в статье, посвящённой именно этому частному вопросу, а желаете, чтобы я этот ответ переписал из статьи сюда? Вместе со всеми формулами, рассуждениями и пояснениями?

Нет, конечно. Статью я читать начал, о чем писал в этой теме, но потом по совету Munin бросил до окончания прочтения "детской книжки с картинками" Парселла.

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1156821 писал(а):

Потому что Парселл - это детская книжка с картинками.

Так что теперь посоветуете -- Тамма, ЛЛ, Гинзбурга?

Пожалуй, вернусь к Гинзбургу. ЛЛ для меня зубодробительный.

-- 12.10.2016, 14:32 --

warlock66613 в сообщении #1159170 писал(а):

так что мы можем строить теорию электромагнитного поля в пустоте - то есть при полном отсутствии каких-либо зарядов и действующих на них сил.

Можем, но вся эта тема не о поле в пустоте, а об электромагнитном излучении ускоренно движущегося заряда.

[warlock66613]

wrest в сообщении #1159176 писал(а):

Можем, но вся эта тема не о поле в пустоте, а об электромагнитном излучении ускоренно движущегося заряда.

Именно так, поэтому мы должны рассматривать полные уравнения Максвелла, но сил в них по прежнему нет. Силы появятся только при добавлении в теорию формулы силы Лоренца, чего у нас делать нет причин.

[Munin]

wrest в сообщении #1159107 писал(а):

Возможно, меня смутили следующие слова Фейнмана

Смутили - да. Научили чему-нибудь - нет пока.

wrest в сообщении #1159114 писал(а):

Надо сделать пару очень простых логических шагов: (1) Излучение происходит при ускоренном движении зарядов и при этом происходит потеря энергии зарядами на излучение. Значит заряд "сопротивляется" ускоренному движению, возникает дополнительная к инерциальной, сила, иначе бы энергия не сохранялась. "Сопротивляется" -- откуда-то берется сила этого сопротивления. (2) Выяснение механизма возникновения этой силы как раз и есть ключ к пониманию механизма излучения.

(1) - верно, (2) - нет. Механизм излучения - вещь гораздо более простая, чем механизм возникновения радиационного трения.

wrest в сообщении #1159114 писал(а):

сам же Фейнман говорит нам

Ошибка, которую вы совершаете, - "подмена физики филологией". Вы смотрите не на суть дела, а на цитаты из текстов, и комбинируете их так, чтобы получилось что-то похожее на то, что вам хочется. Физика так не работает. И вообще, наука.

Тем не менее, такую ошибку совершают многие дилетанты. Примерно с частотой 50 % на 50 % это приводит или к культу личности "Великих" (Эйнштейна, Ньютона, Герца и т. д.), или к опровергательству науки (иногда одно совмещается с другим).

wrest в сообщении #1159125 писал(а):

Скажите пож-ста, если в поле тяготения Земли отпустить заряд в свободное падение, он станет двигаться с ускорением свободного падения? Ну скажем, бросаем заряженный шарик, воздуха нет, внешних полей нет, только гравитационное. Будет ли сила "трения излучения" немного притормаживать шарик, вследствие чего его ускорение будет не в точности $g$ а немного меньше?

Эта задача сложнее, по причинам, которые вам излагать бесполезно. Скажу только то, что сила трения излучения в данном случае меньше, чем эффект, связанный с тем, что Земля будет ускоряться навстречу шарику. Поэтому вы не сможете заметить один эффект на фоне другого.

Someone
Вы сбиваете пациента с толку, предлагая ему материалы слишком высокого уровня. Он и в Фейнмане-то умудрился запутаться. И перед этим с трудом выпутался из Парселла. Я не знаю, Ландсберга ему, что ли, предлагать. А вы - Гинзбурга!

wrest в сообщении #1159154 писал(а):

Напряженность электрического поля E по определению является физической величиной, равной силе, действующей на единицу заряда. Так что уравнения Максвелла -- они именно о силах.

Нет, определение $\mathbf{E}$ другое, и нет, уравнения Максвелла - не о силах. Вам надо хорошо изучить букварь, перед тем как заявлять что-то с уверенностью Буратино.

wrest в сообщении #1159176 писал(а):

Так что теперь посоветуете -- Тамма, ЛЛ, Гинзбурга?

Пожалуй, вернусь к Гинзбургу. ЛЛ для меня зубодробительный.

Я вам не рекомендую читать ни Гинзбурга, ни ЛЛ, ни Тамма. Все они для вас слишком сложны. (Я процитировал формулу из ЛЛ, но не рекомендовал вам читать ЛЛ - это разные вещи.)

Поскольку у вас даже с Парселлом возникли существенные затруднения, наверное, вам по уровню подойдёт хорошая книжка
Зильберман. Электричество и магнетизм.
Там почти ничего не написано про излучение и волны, но эта книга даст хороший базис понимания тех фундаментальных вещей, без которых нельзя двигаться дальше и выше. Например, позволит понять, что уравнения Максвелла - не про силы.