当前课程知识点:电动力学(下) > 第六章 带电粒子和电磁场的相互作用 > 6.3 带电粒子的电磁场对粒子本身的反作用 > 电磁质量 辐射阻尼力
自作用额外增加了
这个项和这个项
下面我们仔细讨论
这两项是什么含义
这是一般的情况
我们略去相对论效应
所谓略去相对论效应
就是把v比c都统统的扔掉
我们认为这个速度远低于光速
那这个就没有了
这时候这个式子
简单就写成是这个样子
这个有一项是它的
自己能量的变化
一个辐射造成的是这个项
我们一个一个说
首先这个自己的能量
它就好像是使这个电子
因为出现的是
原来有一个质量
现在新加了一部分质量
就是使它的质量
新加了一部分修正
那么质量就是
相对于说它的惯性多加了一部分
这是电子你让它运动的时候
它会 实际上不只是推电子
是推电子所有的电磁场
整个推电磁场
电磁场有一个惯性
那部分会对一个质量有贡献
这样的部分的贡献
叫这个电子的电磁质量
这是说是由那部分
没办法和电子分开的电磁场
来去形成的
因为你那个电磁场
只要是电子有电子在
它就有相应的电磁场
如果它运动就有磁场
不管运动不运动
它都是有电场
所以我们实验上测到的
电子的质量
是整个这一团
因为就测的是总的这个
加速度前面的这个系数
就是它的惯性的度量
是总共的这个
那你就问实际上实验测到的
电子的质量
有多少是电磁的
有多少叫非电磁的部分
结果是不知道
因为我们现在没办法实验上区分
电磁的和非电磁的
就是没有手段来去区分
但是你可以设想
设想实验测到的
电子的质量
实际上是大概0.511个
兆电子伏特
除上c平方
假定你实验测到的
这个电子的质量
里面电磁质量占一个主要的部分
就是绝大部分都是它的话
那你就可以这么着看
就是这是实验上加个下标e
表示实验上测到的电子的质量
如果这个里面占一个主要的部分
从量级上你就可以不管它了
就是比较量级
就是直接就写一个近似的号
这就表示它起主导的时候
就有这么一个关系
而我们把刚才算出来的
一个经典的电子
就是一个均匀分布的小球
电荷球
然后它的这个能量
这个表达式刚才代进去
你就发觉是这么一个关系
就等于它
这是实验测到的数值
这些参数都是知道的
唯一不知道的是
这个电子的
这个电荷分布的半径
那么根据这个关系
你就可以倒推出来
这时候的这个半径是多少
就把这些都移过去
剩下的移过来就是这个
这时候定出来半径
我加一个下标e
这个叫做电子的经典半径
然后这些数都是知道的
这实验测电子质量
什么μ0
这些都是实验可测 电子电荷
这些都是知道
你就可以把那些数代进去
得到是这么大
这就是我们现在有的
人类有的
关于电子的大小的概念
大概十的负十五次米
这叫电子的经典半径
那么从直接的物理上含义
它是要求电子的质量里面
绝大部分是电磁的成分
来倒推出来
根据实验数据倒推出来
电子的电荷分布大概是多大
是这么大
那么为了看到这个多大
再有一个定量的比较的话
你看一下
学原子物理里面有一个
Bohr半径
所谓的氢原子的电子
和它那个原子核
中间的那个半径
这是核子的Bohr半径
十的负十次方
这是差五个量级
这个是核子的大小和它
这是差了两个量级
这是原子核 质子和中子
这个原子核的尺度
然后还有另外几个尺度
可以和它比较一下
光子和电子进行散射
是康普顿散射
康普顿散射造成
光子或者电磁波
散射出来那个波长的变化
是和电子散射
那个变化量叫做康普顿波长
康普顿波长
你会发觉和它是差不多
差不多一个
基本上是一样的
这是因为它是和电子散射
所以电子本身的
这是电子的线度
就是这么大
所以它产生康普顿波长
基本上也是这个限度
再有一个看呢
所谓的引力里面
施瓦茨半径
就是引力里面产生的黑洞的
那个大小
就比它小得很多很多了
这个是十的负五十七次方米
就非常非常小了
好 我们说完了
对质量部分的这部分修正
下面我们说另外一个效应
就是这一项
这一项叫辐射反冲
这个特点是它和
加速度的时间变化率有关
图像上说就像
这种辐射反冲
就像是我们打枪
把子弹放射出去以后
枪有后坐力
这个时候是这个带电的粒子
辐射出电磁场
它会有一个后坐力的效果就是
所以把它移到等号这边
是用力来体现它
这个辐射反冲力的应用是
有一定的局限性的
不是能随便乱用的
其中一种往往经常出现
误导的应用是说
假定 以后我们这块
就都用电子的
这个实际的质量来去写了
假定这个体系
根本没有什么外力
就是它自己的辐射反冲
那就是这一项
然后再加这一项
就这么一个体系
就是说什么意思呢
假定这个体系一开始
是你推了它一下
然后没有其他的外力
就推一下
那推的一瞬间有一个
让它一开始
有一个初始加速度
然后就没有外力了
那么就是加速度的
初始值不为零
然后它的自作用
然后它就会
辐射反冲的意思就是说
它会放出电磁场
因为有加速度放出电磁场
然后它就往后退
加速往后退
加退退它又会放
更多的电磁场
然后加速得更厉害
然后就会放得越来越多
然后越来越快
最后往无穷大的速度
也就是这个方程
猜它的解是这个样子
你直接解就是
解出来它的样子是这样
这块在加速度这块
因为只要初始的加速度不为零
这块是一个指数上升的
所以它就是越来越快
就是体现说
这个粒子初始要动一下
它就会越来越快
越来越快动一下
这显然没看到
这样的体系
这就是会出现得
奇怪的结论
但是这样的结论
这样的讨论
是不适于这个方程
为什么呢
因为当初我们
推这个方程的时候
是认为这个粒子
是有一个周期性的条件
是去掉一项的
而这样解出来的
是不满足那周期条件
所以这样的解一开始是
和我们最开始加的那个
约束条件是不满足
你只有讨论
给出来的那个解
满足我们那个周期条件
才是我们那个自洽的解
这个不是
-3.1 理想绝缘介质中的波动方程及平面电磁波解
--波动方程
--平面电磁波解
-3.2 定态波动方程及平面波解
--导体
--定态电磁波
-3.3 电磁波在界面上的反射和透射
--边界条件
--反射透射波的波矢
--反射透射波的能流
-3.4 谐振腔
--方程及边界条件
--矩形谐振腔
-3.5 电磁波的定向传播
--方程及边界条件
--TEM波
--TE波
--矩形波导
-3.6 电磁波的几何光学极限
--光学方程
-第三章 电磁波的传播--3.7 第三章作业
-4.1 电磁场的矢势和标势
--达朗伯方程
-4.2 推迟势
-4.3 有效光子质量
-4.4 辐射电磁场
--一般性质
--多极展开
-第四章 电磁波的辐射--4.5 第四章作业
-5.1 基础
--基础原因
--相对性原理
--实验基础
-5.2 相对论基本原理,洛伦兹变换
--基本原理
--伽利略变换
--基本洛伦兹变换
-5.3 相对论的时空理论
--关于时间的评注
--间隔不变性
--类时间隔
--类空间隔
--类光间隔
-5.4 相对论理论的协变形式
--四维时空坐标变换
-5.5 相对论力学
--最小作用量原理
--点粒子力学
--协变表达
--协变推导
-5.6 相对论电动力学
--作用量
--麦克斯韦方程组
--能动量守恒
--真空能
--劳厄定理
-5.7 磁单极-规范不变性-Witten效应
--电荷磁单极共生
-第五章 狭义相对论--5.8 第五章作业
-6.1 运动带电粒子的电磁场
--李纳-维谢尔势
--电磁场
--辐射功率及角分布
-6.2 辐射频谱分析、切伦柯夫辐射
--辐射频谱分析
--切伦柯夫辐射
-6.3 带电粒子的电磁场对粒子本身的反作用
--谱线的自然宽度
-6.4 电磁波的散射与吸收,介质的色散
--介质的色散
--负折射率
--电磁感应透明
--因果性与色散关系
-6.4 第六章作业--作业
-电动力学在现代物理学中的地位
-结束语作业--作业