ИМПУЛЬС ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ


ИМПУЛЬС ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
ИМПУЛЬС ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

       
динамич. характеристика поляг количество движения, к-рым обладает эл.-магн. поле в данном объёме. Тела, помещённые в эл.-магн. поле, испытывают действие механич. сил, к-рое связано с поглощением эл.-магн. волн или изменением направления их распространения (отражением, рассеянием, преломлением). При излучении телом эл.-магн. волн, в частности света, импульс тела также меняется. Т. к. импульс замкнутой материальной системы в результате излучения, поглощения или отражения эл.-магн. волн не может измениться (в силу закона сохранения полного импульса системы), из этого следует, что эл.-магн. волна также обладает импульсом. Существование И. э. п. впервые было экспериментально обнаружено в опытах по давлению света (П. Н. Лебедев, 1899—1901).
Согласно Максвелла уравнениям, И. э. п. распределён в пр-ве с объёмной плотностью g=1/c2 (EH) — в СИ или g=1/4pc(EH) — в СГС системе,
где (ЕН) — векторное произведение напряжённостей электрич. Е и магн. Н полей. Т. о., вектор плотности И. э. п. g перпендикулярен Е и Н и направлен по движению правого буравчика, рукоятка к-рого вращается от Е к Н.
В квант. теории эл.-магн. поля (квантовой электродинамике) носителями энергии и импульса явл. кванты этого поля — фотоны. Фотон частоты v обладает энергией hv и импульсом hv/c. Существование импульса у фотона проявляется во мн. явлениях, напр. в обмене импульсами между эл.-магн. полем и ч-цей в Комптона эффекте.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ИМПУЛЬС ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

- дпнамич. характеристика поля, аналогичная импульсу в механике. <Формально из ур-ний Максвелла в вакууме, связывающих векторы эл.-магн. поля E=D и Н=В (используется гауссова система единиц) с плотностями электрич. зарядов и токов j, следует соотношение:
1-38.jpg
где индексы a, b=1, 2, 3 обозначают декартовы компоненты; по индексу b производится суммирование; вектор g с точностью до размерного коэф. совпадает с Пойнтинга вектором S:
1-39.jpg
тензор Тab наз. Максвелла тензором натяжений:
1-40.jpg
(dab - символ Кронекера); вектор f есть плотность силы Лоренца, действующей на объёмные электрич. заряды и токи со стороны эл.-магн. поля:
1-41.jpg
Ур-ние (1), являющееся интегралом ур-ний Максвелла, по аналогии с соответствующим соотношением в механике сплошных сред интерпретируется как закон изменения И. э. п., в к-ром вектор g, определяемый соотношением (2),- вектор плотности И. э. п. При этом тензор Tab с обратным знаком представляет собой тензор плотности потока И. э. п., а сила Лоренца с обратным знаком является силой, действующей со стороны электрич. зарядов и токов на эл.-магн. поле. <Интегрирование ур-ния (1) по произвольному объёму V даёт:
1-42.jpg
где
1-43.jpg
- И. э. п. в объёме V,
1-44.jpg
- потокa-составляющей И. э. п., втекающий внутрь объёма V через ограничивающую его поверхность s (положительной считается наружная нормаль к поверхности), F=1-45.jpg- сила Лоренца, действующая на электрич. <заряды и токи, находящиеся внутри объёма V. Наличие силы Лоренца в законе изменения И. э. п. (1), (1а) означает, что И. э. п. может передаваться материальнымтелам, изменяя их механич. импульс. Такой обмен импульсом может происходить, напр., в результате поглощения, излучения или рефракции эл.-магн. волн, что впервые было экспериментально подтверждено в опытах по измерению давления света (П. Н. Лебедев, 1899).С квантовой точки зрения эл.-магн. поле представляет собой ансамбль фотонов, каждый из к-рых обладает энергией 1-46.jpgи импульсом 1-47.jpg, где w - частота излучения, k - волновой вектор. Обмен импульсом между полем и частицей происходит при поглощении, излучении и рассеянии фотонов заряж. частицами, напр., в Комптона эффекте. В средах, характеризующихся наличием связанных электрич. зарядов и обусловленных их движением электрич. токов, существуют два определения И. э. п. Одно из них принадлежит М. Абрагаму (М. Abraham) и совпадает с определением И. э. п. в вакууме (2). При этом для сред с линейными материальными соотношениями (D=eE, B=mH,e, m - диэлектрич. и магн. проницаемости среды) можно записать закон изменения И. э . н. типа (1), (1а), в к-ром модифицируется выражение для максвелловского тензора натяжений, а в правой части к плотности силы Лоренца, действующей на свободные электрич. заряды и токи, добавляется член:
1-48.jpg
Величина fA представляет собой плотность т. н. силы Абрагама, действующей на среду в перем. эл.-магн. поле. <Структура выражения (5) такова, что плотность силы Абрагама f А может быть включена в плотность И. з. п. При этом для плотности И. э. п. в среде получается выражение в форме Минковского (Н. Minkowski):
1-49.jpg
для к-рого также справедлив закон изменения И. э. п. типа (1), с модифицированным применительно к среде тензором натяжений. Формально выражение (6) для И. э. п. в форме Минковского больше соответствует духу макроскопич. электродинамики, в к-рой эл.-магн. ноле характеризуется четырьмя векторами E, D, Н. B; однако вывод закона изменения И. э. п. из yp-ний макроскопич. электродинамики также требует привлечения модели среды или материальных ур-ний в среде. Использование выражений для И. э. п. в форме Абрагама или Минковского не вызывает принципиальных противоречий, поскольку в вакууме они совпадают, а в среде с учётом разл. выражении для силы, действующей на среду в эл.-магн. поле, оба выражения удовлетворяют закону сохранения суммарного импульса среды и эл.-магн. поля. <В движущихся средах, а также в любых др. средах с пространственной дисперсией И. э. п. следует отличать от импульса эл.-магн. волн, к-рый складывается из И. э. п. и импульса, обусловленного переносом энергии волновых возмущений частицами среды (пропорционального вектору Умова).В статич. эл.-магн. полях, сосредоточенных в огранич. объёме, суммарный И. э. п. всегда равен нулю, хотя поле вектора g, характеризующее распределение плотности И. э. п. в пространстве, может быть отлично от нуля. Если при этом момент И. э. п.
1-50.jpg
отличен от нуля, его наличие может быть экспериментально обнаружено: при включенин или выключении статич. полей система тел, поддерживающих эти поля, испытывает соответствующий момент импульса отдачи. Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 7 изд., М., 1988; их же, Электродинамика сплошных сред, 2 изд., М., 1982; Стрэттон Д. А., Теория электромагнетизма, пер. с англ., М.- Л., 1918; Гинзбург В. Л., Теоретическая физика и астрофизика, 3 изд., М., 1987. Е. В. Суворов, А. М. Фейгип.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ИМПУЛЬС ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ" в других словарях:

  • Импульс электромагнитного поля —         динамическая характеристика поля Количество движения, которым обладает электромагнитное поле в данном объёме. Тела, помещенные в электромагнитное поле, испытывают действие механических сил. Воздействие поля на тело при этом связано с… …   Большая советская энциклопедия

  • ПОТЕНЦИАЛЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ — энергетич. характеристики эл. магн. поля, к рые вводят для описания поля наряду с силовыми хар ками напряжённостью электрич. поля Е и магн. индукцией В. В электростатике векторное электрич. поле можно характеризовать одной скалярной ф цией… …   Физическая энциклопедия

  • Потенциалы электромагнитного поля —         величины, характеризующие электромагнитное поле. В электростатике векторное электрическое поле можно характеризовать одной скалярной функцией потенциалом электростатическим (См. Потенциал электростатический). В общем случае для описания… …   Большая советская энциклопедия

  • Векторный потенциал электромагнитного поля —     Классическая электродинамика …   Википедия

  • Импульс — У этого термина существуют и другие значения, см. Импульс (значения). Импульс Размерность LMT−1 Единицы измерения СИ …   Википедия

  • Импульс — (от лат. impulsus удар толчок)         1) импульс механический, мера механического движения; представляет собой векторную величину, равную для материальной точки произведению массы m этой точки на её скорость v и направленную так же, как вектор… …   Большая советская энциклопедия

  • Импульс (значения) — Импульс (лат. impulsus  удар, толчок, побуждение): В Викисловаре есть статья «импульс» …   Википедия

  • Поля физические —         особая форма материи; физическая система, обладающая бесконечно большим числом степеней свободы. Примерами П. ф. могут служить электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантованные) поля, соответствующие …   Большая советская энциклопедия

  • ИМПУЛЬС — в физике, 1) мера механического движения (то же, что количество движения). Импульсом обладают все формы материи, в том числе электромагнитные, гравитационные и другие поля (смотри Поля физические). В простейшем случае механического движения… …   Современная энциклопедия

  • ИМПУЛЬС — в физике: 1) мера механического движения (то же что количество движения). Импульсом обладают все формы материи, в т. ч. электромагнитные и гравитационные поля;..2) импульс силы мера действия силы за некоторый промежуток времени; равен… …   Большой Энциклопедический словарь


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.