Stran 1 od 1

kvantizacija el. in magn. polja

Objavljeno: 9.4.2004 0:18
Napisal/-a Marjan
Malo težja tema, vendar hočem razumet zadevo in jo zato izpostavljam kritiki.

---------
Električno polje opišemo kvantno tako, da privzamemo, da vsak naboj oddaja virtualne fotone.

Sedaj naredimo prehod na "drugi nivo" EM valovanja, to je magnetno polje, zanj je značilen dipol. Če se en naboj glede na drugega premika, se med njima ustvari tok virtualnih fotonov. (bodi pozoren na pomembnost relativnosti!)

Ostane samo še združitev obeh polj v EM polje. To pa se ustvari, ko se naboj pospešeno premika glede na drug naboj (zopet relativnost!). Kvantna slika pojava je, da se od takega naboja širijo realni fotoni.
---------

To je moje razmišljanje, za katerega sumim, da bi utegnilo držati, vendar bi ga rad dopolnil (ali celo popravil):
- ali tista dva naboja pri magnetnem polju sama tvorita dipol?
- virtualni fotoni imajo (za razliko od realnih) maso - to lepo pojasni odboj med enakima nabojema ("žoganje"). Kaj pa privlak med različnima?

Vnaprej hvala za pripombe.

Objavljeno: 9.4.2004 17:26
Napisal/-a Pentium
Kolikor mi je razložil zupan, vitualni fotoni nimajo mase.

Ali se res morata magneta premikati eden glede na drugega, in to celo pospešeno, da se med njima ustavri magneno polje?

Jaz imam sicer glede teh virtualnih delcev svojo teorijo, ki pa ne izključuje tvojega razmišljanja.

Tudi za električno polje je značilen dipol. Če v krog priključiš samo +, tok ne bo stekel. Potrebuješ oba pola.

Objavljeno: 9.4.2004 21:01
Napisal/-a Marjan
Mi lahko pokažeš kje je ta razlaga o brezmasnosti virtualnih fotonov?

Vem, da za virtualne fotone ne velja enačba E^2 = (mc^2)^2 + (pc)^2, za realne fotone pa seveda velja.

Še enkrat:

(1) Za električno polje je zadosten že statičen naboj.
(2) Za magnetno polje je potrebna hitrost naboja: v
(3) Za EM polje je potreben pospešek naboja: a

[pazi na relativnost]


Mene zanima bolj kvantno ozadje teh pojavov.

Objavljeno: 11.4.2004 13:42
Napisal/-a Marjan
Se mi zdi, da vem kakšen je kvantni odgovor na privlačno in odbojno silo med nabojema!

Hec je v Heisenbergovi nedoločenosti. Virtualni foton je tako povsem nedoločen med dvema nabojema in ne moremo reči, da zleti ven iz tega naboja in kasneje prileti v drug naboj. Vendar časovna komponenta mora kljub vsemu ostati, drugače bi kršili c=max. Prostorska komponenta pa je nedoločena do te mere, da se Gaussovo nahaja med nabojema.

Kar se pa tiče el. in magnetnega valovanja, pa je tukaj lepa animacija narejena v javi: http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/emWave/emWave.html. Nihanje naboja (pospešeno gibanje!) povzroči električno in magnetno polje, ki sta pravokotna med sabo in imata oba ničlo v isti točki.

Kvantna slika je nekoliko bolj kompleksna, saj se morajo virtualni fotoni obeh komponent zmnožiti v realne fotone!?!

Objavljeno: 11.4.2004 19:50
Napisal/-a Pentium
Na temi z naslovom Kaj je v osnovi gravitacije? Mi je zupan razložil, kako je z realnimi in virtualnimi gravitoni. Mislim, da isto velja za fotone, saj oboji prenašajo silo.

Pri meni žal odgovora o kvantni naravi pojava ne boš dobilm ker ne poznam dobro kvantne teorije in mislim, da ni čisto pravilna (ali pa sploh ne).

To električno in magnetno polje, ki sta pravokotna drugo na drugega, je svetloba oz. fotoni.

Vendar, ali mi natančno razložiš razliko med električnim in magnetnim polje ter samo elektriko oz. potovanjem elektronov?

Objavljeno: 15.4.2004 15:32
Napisal/-a Marjan
Ja, sej sem že napisal od kod izvirajo električne silnice, od kod pa magnetne. Njihov vpliv je pa tudi znan. Ene vplivajo na električno nenevtralne objekte ali pa na magnetno nenevtralne objekte (magnete). Notranja struktura objekta!

Tok elektronov (kar človeštvo definira kot elektriko) povzroča magnetne silnice okoli sebe, kar sem tudi že napisal od kje kvantno izvira.


...zanimive so interakcije naboja v naravi...

Objavljeno: 20.4.2004 19:34
Napisal/-a Marjan
Sedaj pa se poglobimo v specifičnejšo sliko polja ... kot to naredi kvantna fizika. Do sedaj sem zgoraj opisoval bolj na makroskopski ravni in se nisem dosti dotaknil kvantne slike delca.

Če pogledamo karakteristike osnovnih delcev vidimo tri bistvene lastnosti: masa, spin in naboj. Slednji dve sta že dolgo kvantizirani, za maso pa se tudi pričakuje da nekoč bo (takrat bomo tukaj razpravljali o kvantizaciji gravitacijskega polja 8)). Za našo analizo EM polja pa potrebujemo prav spin in naboj.
Takoj se vam lahko prižge lučka "spining naboj" :idea:. Naboj, ki ima neko vrtilno količino se bo verjetno obnašal kot magnetek!

In točno to se dogaja, zadeva je izračunljiva skoraj klasično, zato bom idejo predstavil najprej na sistemu atoma: elektron, ki "kroži" okoli jedra si lahko predstavljamo kot tokovno zanko, ki ustvarja magnetno polje.
Magnetni (dipolni!) moment takega sistema izračunamo:
p = I * S = (e*v / 2Pi*r)*(Pi*r^2), če poračunamo in uvedemo obhodno vrtilno količino (L), ki jo ima elektron, dobimo:
p = e*L / 2m. Dobili smo magnetni moment atoma, ki povzroča magnetno polje okoli sebe. V kvantni fiziki [v ideji standardnega modela] se reče, da oddaja virtualne fotone pri interakciji z drugim npr. atomom.

Ta pristop lahko sedaj prenesemo specifično samo na en osnovni delec. Vzemimo npr. elektron, ta ima spin 1/2, torej ima vrtilno količino L = sqrt(3/4) * hbar. Tukaj imamo naboj, ki "spina" okoli samega sebe (ne smemo reči, da rotira kot Zemlja, ker ne!), vendar ta pojav popolnoma enako povzroča magnetni dipolni moment kot celoten atom, le da zaradi kvantnih efektov v enačbo dodamo giromagnetni popravek, g=2.00232. Tako dobimo:
p = g*e*L / 2m. Torej že sama prisotnost osnovnega delca povzroča magnetno polje (kot tudi električno)!

Tako. Tole sem moral napisat, ker v prejšnih odgovorih nisem bil zadosti natančnen... Ermm, a se kdo (ne?) strinja z mano?

PS: Vprašanje, ki še ostaja nerazrešeno pa je medsebojni odnos virtualnih fotonov magnetnega in električnega polja. In kako se zmnožijo pri pospešenem delcu v realne fotone.

PPS: To so zelo zanimive zadeve, ki si jih je malo težje predstavljat... ali pozna kdo neke animacije, ki naj bi se dobile znotraj nekega programskega paketa, kjer so simulacije iz vse fizike... tudi kvantne?