Re: [問題] 靜電場裡儲存的能量是光子能量嗎 ?

作者mgtsai ()

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標題Re: [問題] 靜電場裡儲存的能量是光子能量嗎 ?

時間Wed Sep 15 17:30:39 2010

: → pp2009:這些都是想得到的概念, 但是要湊出 E^2/2 的能量密度 09/14 13:10 : → pp2009:你必須解釋那一鍋 "光子湯" 裡究竟有哪些料 ? 09/14 13:11 要看待這個問題，可以由古典電磁學的角度切入：何謂能量密度 u = 1/2 (ε_0 Ｅ^2 + Ｂ^2/μ_0) 以及能量密度 u 從 0 充至 1/2 (ε_0 Ｅ^2 + Ｂ^2/μ_0) 過程中，發生哪些事這時我們引入一條守恆式： du/dt + ▽.Ｐ + Ｊ.Ｅ = 0 其中 u = 1/2 (ε_0 Ｅ^2 + Ｂ^2/μ_0) 為能量密度Ｐ為 Poynting vector (Ｐ = 1/μ_0 ＥxＢ) Ｊ為電流密度 p.s. 完整的守恆式要考慮 electromagnetic stress-energy tensor Ｔ^μν D_μ Ｔ^μν + η^μρ ｆ_ρ = 0 其中 D_μ 為對μ分量偏微 η^μρ = diag[-1, 1, 1, 1] 而 u = Ｔ^00 Ｐ = [T^01 T^02 T^03] 在 source free 的情況下，Ｊ= 0 所以，du/dt = -▽.Ｐ (under source free condition) 從古典電磁學可知，Ｐ即為電磁波通過單位面積能量傳遞的功率Ｐ/c^2 即為電磁波單位體積的動量 du/dt = -▽.Ｐ一式，恰好說明單位體積內電磁場能量時變率，等於Ｐ進入該單位體積的量 (使用 divergence theorem) 這麼說吧，能量密度 u 從 0 充至 1/2 (ε_0 Ｅ^2 + Ｂ^2/μ_0) 的過程就是電磁波透過 Poynting vector Ｐ將能量帶入那一小塊的區域內帶入能量的電磁波可以是高頻的電磁波，也可以是極低頻的電磁波 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 60.250.129.52

推 xgcj:好懷念的式子阿~給個推 09/15 17:42

→ faxer:期待下禮拜TBBT中 09/15 20:02

推 pleasetoyou:這跟波導有關係嗎???靜電場能儲存光子能量???有請熟悉 09/15 20:13

→ pleasetoyou:電磁學的先進講解一下 09/15 20:14

推 pleasetoyou:如果說駐波能儲存光子能量,或許還比較可行 09/15 20:44

推 xgcj:這裡都是古典的喔～ 09/15 21:19

推 hanabiz:怎麼突然冒出TBBT XDDD 09/15 22:33

推 pp2009:可是有漏洞.要讓充電停下來才能成為靜電場.這需要耗散機制 09/15 23:11

→ pp2009:如何證明耗散機制沒把電磁波的能量帶走呢? 此外,這裡仍然沒 09/15 23:12

→ pp2009:用到量子力學或量子場論................ 09/15 23:13

→ pp2009:好奇什麼是 TBBT ? 09/15 23:14

推 kuanun:The Big Band Theory 09/15 23:22

→ kuanun:一部美劇 09/15 23:22

推 hanabiz:BIG "BANG" .... 09/15 23:45

→ hanabiz:一部很好笑跟物理學家有關的美國影集 09/15 23:46

推 xgcj:有正妹喔~ 09/15 23:48

推 pp2009:哪一台? 09/15 23:50

→ xgcj:下載 09/15 23:51

→ xgcj:我回去有嘗是要算一算結果太難而放棄了 09/15 23:52

推 hanabiz:pps上面有 09/15 23:58

推 pp2009:to xgcj: 算出來投稿 Science 吧! 哈哈 ! 09/16 00:14

→ xgcj:你自己怎不算! 09/16 00:24

推 pp2009:我如果算得了, 早就算了. 09/16 08:04

→ xgcj:算出來了~晚點再PO 09/16 12:30

推 pp2009:願聞其詳! 有 PDF 檔或圖檔嗎 ? 09/16 16:10

→ xgcj:先算出修正後的propagator之後再轉成電位~你在算兩板間的位能 09/16 20:16

→ xgcj:得到的值和用古典能量密度算出來的一樣 09/16 20:17

推 pp2009:如果你算的是沒有 self energy 的 propagator, 那只是在算 09/16 21:23

→ pp2009:古典電磁學的 Green function 而已, 當然一樣啊! 09/16 21:24

→ pp2009:而且電位不是又回到了 qV (能量被 q 攜帶) 的詮釋了嗎 ? 09/16 21:26

→ xgcj:那電位應該解釋成將電子拉開時所需的能量~我們將兩塊電容板 09/16 22:12

→ xgcj:上的電荷生出來後~在將他拉開這時兩版之間就產生了電場了~ 09/16 22:13

→ xgcj:=而這能量剛好對應到了電場上面 09/16 22:13

→ xgcj:這樣講好了~我們將電子拉出來的時候附近的真空受到了微擾 09/16 22:24

→ xgcj:而隨著拉的距離增加~微擾的範圍擴大~而這些受到影響的地方就 09/16 22:25

→ xgcj:有電場得出現~將兩個電子拉開的能量就化為她附近的噓粒子 09/16 22:27

→ xgcj:我們知道現在在兩個電子間傳遞能量的虛粒子就攜帶能量~而要 09/16 22:29

→ xgcj:研究這些虛粒子的最簡單方法就是直接算他們如呵傳遞的... 09/16 22:29

→ xgcj:也不能說最簡單~應該說最直接~好累喔~休息一下 09/16 22:35

推 pp2009:先不管對不對. 為你的努力精神鼓掌 !!!!! 09/16 22:59

→ xgcj:我得是有真空極化的propagator 09/16 23:07

→ sneak: 怎麼突然冒出TBBT https://muxiv.com 08/13 15:47

→ sneak: 願聞其詳! 有 PDF https://daxiv.com 09/17 13:48

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→ sneak: 我們知道現在在兩個電子 https://noxiv.com 01/02 14:31

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