作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [问题] 关於牛顿第3定律 in electrodynamic
时间Fri May 16 21:27:39 2008
但是这样你就要把电磁场当作受力体
而一般人根本没有在用这样的定义
而且要考虑电磁场的动量,直接用动量守恒就好了
我觉得这样的观念根本不实用
一般的牛顿第三定律,指的就是针对一般的 施力体--受力体的模式
你这样说当然也没错
不过我想原po已经很不懂了
请不要让他再更头痛了
因此我主张以下说法:
在电磁学中
要把场的动量算进来,动量才会守恒
因此只考虑施力体和受力体的话,牛顿第三运动定律不成立
※ 引述《mgtsai ()》之铭言:
: ※ 引述《kirai (人生黑暗)》之铭言:
: : 这次电磁期中出了一题
: : 牛顿第3运动定律in electrodynamic是否可行?
: : 我记得老师上课有讲过不行
: : 可是内容忘了 翻书也找不到
: : 请问有人知道为什麽吗?
: : 感谢解答m(_ _)m
: 其实,若将电磁场本身带有动量一事考虑进来
: 将物体与整个电磁场视为整个系统
: 则,令人意外的结果是:牛顿第三运动定律在电磁场下仍然成立!
: 即使是非静电/静磁场,还是成立!
: p.s. 电磁场带有动量(光压)一事,以古典电磁学即可解释 (亦即 Poynting vector)
: 不须动用到量子力学光子之类的概念
: 一般会说,在电磁场下牛顿第三运动定律不成立
: 是指由於两带电粒子之间有一段距离,一颗运动中的带电粒子,
: 其电磁场要经过一段时间之後(所需时间=距离/光速),才会影响到另一带电粒子
: 但这颗运动中的带电粒子在电磁场尚未传送至另一带电粒子前
: 即受到另一带电粒子的电磁场的影响改变其运动行为
: 换句话说,在这种情况下,以粗浅但不是很精确的讲法说明
: 因为作用力与反作用力有时间差(相差光速传递的时间),牛顿第三运动定律不会成立
: 会产生这种状况,是因为并没有把电磁场的动量纳入整个系统中
: 若把电磁场的动量纳入,把牛顿第三运动用在电磁场间,以及带电粒子与电磁场间
: 那牛顿第三运动定律就会成立
: 这可由直接计算 Maxwell equation,再取 Poynting vector,来验证这整件事
: * * * * * * * * * *
: 若不想计算 Maxwell equation 那麽麻烦,可以由以下的例子,大致感受直观图像
: 考虑两物体之间绑着一个带有质量的弹簧:
: ┌─┐ ┌─┐
: │ ├/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\┤ │
: └─┘ └─┘
: 当左方物体运动时,力会透过弹簧,以波动的形式,传递至右方物体
: 而弹簧传递的速度为 V = √(k/ρ)
: 其中 k 为弹簧的虎克系数,ρ为弹簧单位长度的质量
: 如果忽略掉中间的弹簧,只看左右两物体,很显然地
: 由於左方物体的施力,要经过 L/V 时间之後,才会传递至右方物体
: 使得这两物体之间亦未遵守牛顿第三运动定律
: 这是由於刻意忽略中间带质量的弹簧所产生的有限波速传递效应
: 若把带质量的弹簧纳入系统中,再把弹簧分成许许多多一小块一小块的小弹簧
: ┌─┐ ┌─┐
: │ ├/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\┤ │
: └─┘abcdefghijklmnopqrstuvwxyz└─┘
: 则左方物体与小弹簧a之间符合牛顿第三运动定律
: 小弹簧a与小弹簧b之间符合牛顿第三运动定律
: 小弹簧b与小弹簧c之间符合牛顿第三运动定律
: ...
: 小弹簧y与小弹簧z之间符合牛顿第三运动定律
: 小弹簧z与右方物体之间符合牛顿第三运动定律
: 换句话说,整个系统完全符合牛顿第三运动定律
: * * * * * * * * * *
: 回到电磁场这件事上,套用上面的例子
: 将两物体换成两带电粒子
: 而中间带质量的弹簧换成带动量的电磁场
: (当然,电磁场比弹簧的情况稍微复杂,因为电磁场是布满三度空间
: 不过,也可以想像成在三度空间中布满一堆小弹簧)
: 弹簧传递的波动行为换成电磁波传递行为
: 此时,带电粒子与电磁场之间,完全符合牛顿运动第三定律
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.213.158
1F:→ louis925:你这样讲会造成动量不守恒耶 02/24 15:13