有幾個電磁感應與輻射問題要請教大家~~ a.電荷等速度運動不會輻射電磁波 這問題可能是老梗了,但還不是很清楚 若是用能量守恆或是相對座標來看,就馬上結案了,沒什麼問題存在. 但若是從電磁學角度去看,為何不會輻射呢? 空間上各點的電場與磁場都隨時間變化,即會有電磁感應,應該會有電磁波 若一個電磁場既不是靜電靜磁場也非電磁波,那他到底是什麼場? Griffiths上說輻射場的E,B必須有1/r特性,否則在無窮遠處,功率會趨近於0,就不叫輻射 不太懂為何要強調1/r,就算以1/r^2會衰減很快就不能算電磁波嗎? 為何不強調場有沒有(kx-wt)的特性,有這特性才算波不是嗎? b.跟a問題一樣,只是把等速運動的電荷換成磁鐵 換成磁鐵照能量守恆或相對座標觀點應該也不輻射對吧 但同樣的用電磁學去看有時變磁場可感應時變電場,如此交替,為何不輻射呢? c.電子繞原子核做圓周運動也不輻射電磁波 這問題需要量子力學來解釋.另外電子若是繞磁場做圓周運動時 也就是把向心力換成勞倫茲力qvxB,此時電子確實會輻射 但是電子怎麼知道他做圓周運動時,是原子核的靜電力還是磁場的勞倫茲力造成 然後要不要產生輻射. 或者是說,兩者皆做圓周運動,一個要用量子理論解釋不會輻射,另一個卻用電磁學來 解釋即可且會輻射. d.問題跟a.b很類似,就是有電磁感應為何也不太會輻射電磁波 例如60Hz市電是幾乎不輻射電磁波,用電磁爐也不用擔心坐在旁邊會被電磁波烤焦 照理說有電磁感應,他們的輻射為何很少不太需要考慮? 或者是說為何電磁場不會通通輻射出去,會有相當大部分保留在源的附近? 什麼機制把他們侷限住阿? e.電磁感應 在空間中(半徑r<a內)有一時變磁場(例如B正比於sin(wt)) 從法拉第定律知道周圍可產生環狀感應電場,加入線圈後可以產生電流 問題e-1:那這樣的話,在繞著此B外多放幾個線圈,能量不就可以無限制增加了? 問題e-2:若有一線圈放在非常遠處,跟一個放很近的相比,感應電場好像也是同時產生 但是我們知道訊息傳遞不會超過光速,這樣好相矛盾? (可參考Griffiths P306 Ex7.7或類似的問題,算出來的感應電場E正比於dB/dt, 這裡B~sin(wt),所以E~cos(wt),似乎看不出電場有時延現象,不管線圈放多遠都同時產生E f.Poyting vector問題 兩組正交擺放的靜電與靜磁場(如velocity selector,可參考wiki上的圖 http://en.wikipedia.org/wiki/Velocity_selector) 依照圖中擺設,會有Poyting vector S=ExB從左邊源源不絕往右邊流動 這樣不是很奇怪嗎 也就是有能量從左邊流到右邊 雖然沒違反能量守恆. 問題有點多,但都是一些想很久無法釐清的觀念,請大家幫幫忙了>< --

※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 220.132.236.155