电子圆周运动产生电磁场,如果有超导圆周导线通电,岂不等同电子圆周运动,但它不会产电磁场,

电子圆周运动产生电磁场,如果有超导圆周导线通电,岂不等同电子圆周运动,但它不会产电磁场,
封闭的线圈,还有,电子圆周运动相当通电封闭线圈,通电封闭线圈产生的磁场类似条形磁铁,条形磁铁会产电磁波吗?注意是电磁波
物理人气:973 ℃时间:2020-05-08 16:07:22
优质解答
你这个问题的一个根本说法,就是有问题的,电子匀速圆周运动是不会产生电磁场的,只会产生均匀磁场.在物理课本上有这个提法,大意在探究原子核结构时传统理论遇到了问题.即电子圆周运动会发射电磁波,电子失去速度抱歉,当时回答问题的时候对电动力学生疏了,想当然用横流线圈去理解了,刚才又查了一下书,确实是会产生电磁波的。你的模型用错了。如果是单原子绕核运动,是不能简单地考虑为一个恒流线圈的,因为电子的场是定域的,速度和加速度都会产生一个电场,需要用到林纳-维谢尔势(Lienard-Wiechert potential)来考虑运动电荷的辐射,推导过程比较复杂,最后推导出来的结果是拉莫尔公式(Larmor formula),是电子圆周运动辐射功率。一般而言,这个辐射功率很小,与加速度的平方项相关,我刚才算了一下,在一个不是绕核运动(10^-10m量级)的电子中,辐射的功率与电子本身的动量相比非常小,基本可以忽略不计(~0.001%)。这也应该是为什么电子圆周运动可以近似为恒流线圈的原因,我推测。能不能把当年科学家的错误理论讲一下,还有能不能通俗的解释一下上面的理论首先,这不是个错误理论,只是一个在量子化效应上和相对论效应上不那么适用的理论而已。通俗解释这个理论真的很难,他牵扯到一个相对论里面的概念就是推迟势,非常粗略的说,就是带电粒子在某一点形成的电场,关系到带电粒子前一刻运动的运动状态,而不是现在的状态,于是自然地就要考虑加速度。而一个电子产生的电场是由两部分决定的,一部分是库仑场,由库仑定律推导而出,只与电子电量有关,另一部分是推迟势形成的场,与电子加速度有关,当带电粒子受到加速的时候,就有电磁波辐射。在低速时候,这个带电粒子的辐射场可以近似为偶极辐射(不懂这个概念,可以直接看后面),这个电磁波辐射形成的方向是r×(r×a),这是向量计算,r是带电粒子的位置矢量,a是带电粒子的加速度,×是叉乘不是点乘。而r×a为零(再次强调这是叉乘,值为r*a*sin(θ),方向由右手定则确定,其中θ为零,这是因为r从圆心指向带电粒子,带电粒子加速度指向圆心,两者夹角为180°,sin180°=0),所以可得形成的辐射场的电场强度为0,于是只用考虑库仑场就可以了,也就是近似为线圈就可以了。但是在电子绕核运动中,低速近似失效,电场方向变成r×[(r-v/c)×a],其中r,v,a都是矢量,分别为位置矢量,速度矢量和加速度矢量,因为v/c不能近似为零,r-v/c与a也不再形成180°角,所以会形成一个电场E,同时会形成一个磁场B。两者相互激发,从而会有辐射。大概就是这样,希望你能理解吧。如果实在不能理解,我建议你找本电动力学的书看看,或者等将来上来大学学了电动力学再思考这个问题,因为它确实比较复杂,数学和物理概念牵扯都比较多。
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