作者fnbest (白色)
看板Physics
标题Re: [问题] 静电场里储存的能量是光子能量吗 ?
时间Tue Sep 14 10:15:42 2010
※ 引述《pp2009 (pp)》之铭言：
: ※ 引述《pp2009 (pp)》之铭言：
: : 我在其他地方问过这个问题，也跟我的朋友讨论过，但我还是没找到满意的答案。请大家
: : 发表意见。谢谢 ﹗
: 我再解释一下这个问题为何不是一个无聊的问题, 因为有人不知我究竟在问什麽.
: 问题是这样的: 我们对 "电磁波量子化就得到光子" 已经耳熟能详, 对此我并没有疑问.
: 然而, 如果大家仔细检查量子化的程序, 就会发现必须将电磁波先写成 Fourier 分量的
: 叠加, 而每一个频率的分量对应於一个谐振子. 然後把量子谐振子的上昇与下降算符重新
: 解释成光子的产生与湮灭算符, 就达到了量子化的目的 (当然还有各个 polarizaion 该
: 如何处理的问题). So far so good.
: 现在让我们看看静电场, 它是 Fourier 级数中的 0 频率分量. 可是问题来了: 没有 0
: 频率的谐振子 ! 可是在电磁学中, 我们知道无论电场是否为时变性, 在有电场的空间中
: 都储存着能量. 那麽静电场中的能量是由什麽光子贡献的呢 ? 好了, 这就是我的问题,
: 希望大家都看懂了.
当讨论电磁波被量子化时，为类比简谐振子，我们利用电磁波在空腔模态展
开及其所遵守的马克斯威方程，赋予电磁场有对应於简谐振子的位置与动量
的一组正则变数，因此，可将电磁波类比为简谐振子的量子化，而其相隔空
腔模态所对应的电磁波能量通常被称为"光子"，所以在这模型下，"光子"是
分散在整个空腔模态空间里，其概念已经跟古量子论所称的一颗光子不同。
而且，要找到一组正则变数，周期性运动是很重要的概念，所以据此，我反
而想对你的问题提出一个问题：
"光"是有一种波动周期性运动的量形式，你为何要讨论将一没有周期性变化
运动的静电能能量形式转化成有周期性变化的"光"呢?
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.116.91.159
1F：推 pp2009:你认为静电场可不可以有量子力学(或量子场论)解释 ? 09/14 10:19
2F：推 obluda:那楼上 请问真空中的能量hv/2 怎麽解 09/14 10:24
3F：→ obluda:就一样的东西 09/14 10:24
4F：推 xgcj:我从头到尾都用场论来解释... 09/14 10:46
5F：→ xgcj:而且世界上根本没有所谓静止不动的东西~你换个座标系她又开始 09/14 10:50
6F：→ xgcj:动了~ 09/14 10:51
7F：→ xgcj:而你所谓的静电场只不过是受到微扰下的真空罢了 09/14 10:54
8F：→ pp2009:to oblude: hv/2可以解释Casimir energy, 不是静电能 E^2/2 09/14 11:27
9F：→ pp2009:to xgcj:你说的这些我知道,但你要如何面对不一致的物理图像 09/14 11:29
10F：→ pp2009:也就是说, 能量中的一部份是量子化的, 但另一部份不是 09/14 11:30
11F：推 pp2009:还有, 如何计算充电平板电容两板之间的微扰真空能量 ? 09/14 11:37