Здравствуйте, уважаемые участники форума!
У меня поднакопились кое-какие вопросы по физике, пожалуйста, помогите разобраться.
Вообще-то я от точных наук далековат, думаю, что мои вопросы для более менее разбирающихся людей будут совсем простыми.
Спасибо.

1. Электромагнитные волны - это перемещающиеся в пространстве со световой скоростью фотоны. А электромагнитное поле - это фактически то же самое или есть какая-то существенная разница в этих терминах?

2. Вот мы берем кусок обыкновенного магнетита - вокруг него имеется магнитное поле с полюсами - из одного силовые линии выходят, в другой заходят. И при движении электрического тока по проводам тоже вокруг них появляется магнитное поле, вроде так? Какие частицы перемещаются по силовым линиям магнитного поля - электроны что ли? То есть, какова вообще природа этих силовых линий - из чего они, извиняюсь за выражение?

3. Такая же непонятка с электрическим полем. Пытался разобраться сам - вроде как оно возникает вокруг покоящегося электрического заряда. А вокруг движущегося заряда его нет, так? В каких случаях оно вообще возникает? И опять же - какова его природа - тоже электроны гоняют по силовым линиям? Но в чем тогда принципиальная разница между магнитным и электрическим полями?

4. Как возникает статическое электричество при трении диэлектриков? Чисто механически выбиваются электроны с внешних оболочек атомов? Можно ли сказать, что это в какой то степени аналогично пьезоэлектрическому эффекту? Ведь при последнем электрический ток в кристалле тоже возникает при механическим воздействием.

5. Какие физические процессы генерируют радиоволны? Нашел такую инфу - круговое движение электронов в электрическом и магнитном полях. А как образуются сами фотоны (кванты радиоволн) - в результате столкновения электронов с атомами, или друг с другом или еще как-то? Если не трудно - приведите пример простейшего устройства для генерирования радиоволн (радиопередатчик), как оно устроено?

6. Как наглядно представить электромагнитную волну? Можно ли сказать, что фотон летит и колеблется то в одну, то в другую сторону по пути, напоминающему колебания веревки, когда дергаешь ее в руке за один конец? Какова амплитуда колебаний фотона, разная ли она для волн разной длины?

И мне тоже помогите. Эл.магнитная волна - поперечная. Как это понимать? Откуда это узнали? В чем это выражается. про поляройды знаю, можно не рассказывать.

2. Вот мы берем кусок обыкновенного магнетита - вокруг него имеется магнитное поле с полюсами - из одного силовые линии выходят, в другой заходят. И при движении электрического тока по проводам тоже вокруг них появляется магнитное поле, вроде так? Какие частицы перемещаются по силовым линиям магнитного поля - электроны что ли? То есть, какова вообще природа этих силовых линий - из чего они, извиняюсь за выражение?

Ты задаешь приметивные простейшие вопросы, типа " раскажите мне теорему Пифагора, или скажите а как выглядит таблица умножения?"

Почитай школьный учебник, найди параграф " магнитное поле в проводнике с током.

1. Электромагнитные волны - это перемещающиеся в пространстве со световой скоростью фотоны. А электромагнитное поле - это фактически то же самое или есть какая-то существенная разница в этих терминах?

Вообще некорректный вопрос. Разница у них во всем, а в чем разница между слоном и столом? Ответь на мой вопрос и я отвечу на твой.

И все остальные вопросы -- тоже самое -- читай школьный учебник. Там все написано![size=4]

Сообщение отредактировал Aleh - 28.9.2007, 17:48

Электромагнитные волны - это распространяющиеся в пространстве колебания электромагнитного поля.

Силовые линии магнитного и электрического поля не из чего не стостоят. Это линии, касательная к которым в каждой точке совпадает с направлением магнитного (или соответственно электрического) поля. Силовые линии обычно рисуют просто для иллюстрации.

Вокруг движущегося заряда тоже есть электрическое поле, только оно меняется во времени. Одновременно есть и магнитное поле. Если заряд движется равномерно и прямолинейно, то мы можем перейти в систему отсчета, где заряд покоится. Тогда в этой системе отсчета останется только электрическое поле. Точно так же, если у нас есть покоящийся заряд, мы можем перейти в систему отсчета, в которой заряд движется. Тогда появится еще магнитное поле.

Переменное во времени электрическое поле порождает магнитное. Переменное во времени магнитное поле порождает электрическое. Если такие поля меняются по периодическому закону, то они вот так вот друг на друга воздействуют - и образуется электромагнитная волна.

[quote name='petrovich' date='28.9.2007, 19:02' post='345372']
[quote name='Aleh' post='345364' date='28.9.2007, 18:46']
2. Вот мы берем кусок обыкновенного магнетита - вокруг него имеется магнитное поле с полюсами - из одного силовые линии выходят, в другой заходят. И при движении электрического тока по проводам тоже вокруг них появляется магнитное поле, вроде так? Какие частицы перемещаются по силовым линиям магнитного поля - электроны что ли? То есть, какова вообще природа этих силовых линий - из чего они, извиняюсь за выражение?

Ты задаешь приметивные простейшие вопросы, типа " раскажите мне теорему Пифагора, или скажите а как выглядит таблица умножения?"
Почитай школьный учебник, найди параграф " магнитное поле в проводнике с током.
Во первых, никаких силовых линий не существует. То что мы видим на листке бумаги посыпанной железным порошком, это слипание частичек железа - в магнитном поле железочки намагничиваются, и эти микромагниты слипаются. Вот и все. А силовых линий нет, это условное выражение. Есть магнитное поле, сплошное, а не из слоев, вроде луковицы.
Во вторых, из чего состоит магнитное поле людям до сих пор не известно, также как неизвестна и природа гравитационного поля и электрического

Извиняюсь, я немного некорректно задал вопрос. Я в курсе, что силовые линии магнита, изображаемые на рисунке - абстракция, удобная для представления. Это как горизонтали высот на физической карте - если ты пойдешь на сопку, и будешь там искать эти самые горизонтали, то конечно ничего не найдешь, но сопка то со своими склонами есть, вот она - прямо парадокс какой-то. А я спрашиваю, вообще из чего сделана эта сопка (то бишь магнитное поле). С сопкой понятно. И магнитное поле - оно так же реально существует. Магнит на расстоянии оказывает воздействие на железку. Я спрашиваю - Какие частицы являются переносчиками этого воздействия?
Слегка удивлен Вашим ответом - 'Из чего состоит магнитное поле людям до сих пор не известно'. Про гравитационное поле и предполагаемые пока не обнаруженные гравитоны знаю конечно. А откуда у Вас такая информация о магнитном поле, что его природа также неизвестна. Может быть Вы знаете какие-нибудь теории на этот счет? Я как-то наивно предполагал, что наверное это электроны вылетают из одного полюса магнита, и залетают в другой, образуя это самое магнитное поле. Как думаете, такое теоретически возможно, или это полный бред?
И еще. Магнетизм очень тесно связан с электричеством и наоборот. И это по-любому какая-то форма электромагнитного взаимодействия, разве не похоже? А в нем участвуют в основном такие элементарные частицы, как кварки и электроны и фотон как переносчик. Может все-таки электроны образуют магнитное поле?

1. Электромагнитные волны - это перемещающиеся в пространстве со световой скоростью фотоны. А электромагнитное поле - это фактически то же самое или есть какая-то существенная разница в этих терминах?

Вообще некорректный вопрос. Разница у них во всем, а в чем разница между слоном и столом? Ответь на мой вопрос и я отвечу на твой.Есть электрическое поле, а есть магнитное, (и еще есть гравитационное). Электромагнитного поля нет. Електромагнитные волны, например, свет - тоже довольно условное понятие. Официальная наука утверждает, что свет, радиоволны - это электромагнитные волны. Однако, могу сказать, что среди тех физиков, которые занимались природой света были и сторонники волновой теории и сторонники корпускулярной. Обе стороны приводили факты подтверждающие и ту и другую теории. Вот и возникло представление о дуализме света - электромагнитная волна, которая однако испускается фотонами(частицами). Гибрид слона и удава. Смею уверить, что природа света (так называемых электромагнитных волн) нам еще не известна. Для умников, повторяющих, что написано в учебнике, могу привести ряд вопросов, которые их поставят в тупик.

Ну посмотрите в первой попавшейся энциклопедии - там есть статьи 'Электромагнитное поле', 'Магнитное поле' и 'Электрическое поле'. Понимаю, что это все условности и абстракции, но сам термин 'электромагнитное поле' есть.
Про феномен корпускулярно-волнового дуализма говорят, что вот, мол, свет проявляет и свойства волны, и свойства совокупности частиц. Как-то не совсем понятно, а почему вообще такое противопоставление - волна и частица. Вроде как здесь подразумевается, что есть свойства, присущие частицам, а есть - присущие волнам. Как будто волна сделана не из частиц, а из чего-то другого. Это все модели, удобные для физиков.
Присоединяюсь к вопросу о поперечности электромагнитных волн - Каким образом это можно представить? Кто и как это установил?
Кстати, я не согласен с традиционным определением волны, как возмущения, несущего с собой энергию без переноса вещества - По-моему, оно некорректное.
Ну, с поперечными волнами типа морских - тут правильнее будет сказать, что перенос энергии идет перпендикулярно переносу вещества.
А с продольными? Как же нет переноса вещества? Вот, распространяется звуковая волна в воздухе. Воздух - это молекулы газов, причем находящиеся друг от друга на некотором расстоянии, значительно большем, чем в жидкостях и тем более в твердом веществе. Для того, чтобы одна молекула сильно ударила другую (то есть не просто как в броуновском движении, а намного сильнее, ведь так), она должна пролететь это расстояние в определенном направлении - направлении распространения звуковой волны. И так, молекула за молекулой ударяются - идет звук. То есть есть перенос вещества, но он просто очень мал, на молекулярном уровне. И эти малые переносы вещества в сумме как раз и дают перенос энергии в нашем макромире. Ничего, что я отдельную молекулу считаю веществом? Попробуйте кто-нибудь доказать мне, что я здесь где-то не прав.

Сколько я понимаю, магнитное поле образуют фотоны. А вот как они его образуют - этого уж я не знаю. Но ни о каких "вылетающих электронах" не может быть и речи.

В случае элементарных частиц, речь идет о "волне вероятности". То есть даже отдельные частицы проявляют свойства волны - дифракцию и интерференцию. В то же время, регистрируются они всегда целиком.

Что касается определения волны - имеется в виду, что волна переносит некоторый средний поток энергии без среднего потока вещества. Колебания же отдельных частиц в среднем дают ноль.

Луч света может иметь выделенное направление - плоскость поляризации. В то же время, продольная волна его иметь не может. Значит, свет должен быть поперечной волной.

Жил такой дяденька по фамилии Малюс. И написал закон I=Io*cos^2 @, определяющий интенсивность света прошедшего через пару "поляройдов". "Интересно отметить, что Малюс свой закон вывел совершенно иным способом, основываясь на корпускулярных представлениях о природе света". - Н.М.Годжаев, Оптика, глава?9 Поляризация света.

На самом деле это довольно серьезные вопросы, и вряд ли возможно коротко ответить на них, и дать при этом исчерпывающий ответ.
Но попробую.

Согласно современным представлениям, электромагнитные (ЭМ) взаимодействия обязаны своим существованием фотонам. Заряженные частицы испускают и поглощают виртуальные фотоны (если слышали про принцип неопределенности и "кипящий" вакуум - то поймете, о чем я). Таким образом происходит обмен импульсами между заряженными частицами, а импульс в единицу времени - это и есть Кулоновская сила. И в этой модели совершенно естественным образом возникает обратно-квадратичная зависимость этой силы от расстояния. И запаздывание взаимодействия, т.е. его распространение со скоростью света - также естественное следствие. Движущиеся частицы также излучают виртуальные фотоны, естественно, но в этом случае взаимодействие посредством их выглядит сложнее.
Фотоны обладают достаточно специфическим набором характеристик, кроме энергии и импульса, в частности, поляризацией и фазой. И эти параметры определяют их взаимодействие с зарядами. Идейно описание очень простое, хотя математически оно довольно тяжелое, впрочем, в этом ничего удивительного нет, т.к. в этом описании учитываются как квантовые, так и релятивистские эффекты.

Теперь о взаимодействии магнитном. Прежде всего обратите внимание, что магнитное поле создается исключительно движущимися зарядами и воздействует исключительно на движущиеся же заряды. И, если хотя бы один заряд неподвижен, магнитное взаимодействие никак не проявляется! Т.е. магнетизм обладает весьма специфическими свойствами (которые в свое время даже ставили в тупик физиков) - это релятивистский эффект (в смысле связанный с движением).

Магнитные эффекты возникают действительно как релятивистские поправки к кулоновскому взаимодействию.
Т.е. можно сказать так, что магнитного взаимодействия вообще говоря, и нет вовсе. Это просто нам удобнее отделять ту часть электрического взаимодействия, которая отличается от классического кулоновского и называть ее по-другому. Появляется это различие в силу того, что движение фотонов - переносчиков взаимодействия - описывается теорией относительности.
В релятивистской механике скорости движущихся тел складываются весьма специфическим способом, который обусловлен тем, что скорость света невозможно превысить. Силы также преобразуются при переходе в другую систему отсчета очень своеобразно. Поэтому при переходе из СО одного из зарядов (где взаимодействие чисто электрическое), мы получаем, что сила, действующая на этот заряд, изменилась таким образом, что к ней как-бы добавилась компонента, перпендикулярная скорости. Математическая кухня этого дела достаточно сложна. Сложность обусловлена необходимостью одновременнного учета как квантовых, так и релятивистских эффектов, но эта модель все прекрасно описывает, количественное согласие идеальное. И главное, такое описание базируется на очень немногих сущностях, а именно на фотоне и его свойствах.

Далее. Почему ЭМ волны - поперечные? В отличие от виртуальных фотонов, которые могут поглощаться зарядами, реальные фотоны поглотиться не могут, это нарушило бы законы сохранения энергии и импульса. Они испытывают Комтоновское рассеяние на зарядах на малые углы. При таком рассеянии энергия фотона практически не меняется, а заряд получает импульс, перпендикулярный импульсу фотона. Поляризация фотона и его фаза определяют, в каком именно направлении он рассеется. Если заряд в поле волны движется, то импульс рассеяния из-за относительного движения становится другим, приобретая дополнительную компоненту, пропорциональную скорости заряда и перпендикулярную ей, - ее-то и относят к магнитному взаимодействию.





Если Вы рассмотрите гармоническую волну, то в ней частицы вещества колеблются вокруг средних положений, остающихся на месте.
Т.е. макропереноса вещества нет. Периодические колебания в пределах доли длины волны не в счет.

А перенос энергии может быть и без переноса вещества, ее можно передавать, как эстафетную палочку "из рук в руки".
Молекулы при столкновениях обмениваются кинетической энергией, и так и осуществляется ее передача. И не только в акустике, но и в теплопроводности, например.

Сообщение отредактировал Snowman - 1.10.2007, 15:49

А что действительно кто-то ставил опыты по Комптоновскому рассеиванию поляризованных рентгеновских фотонов? И эти фотоны рассеивались в одной плоскости?
Если нет, то корпускулярная теория прекрасно объясняет рассеивание случайностью. (Да как мне и представлялось, эффект Комптона вообще то подтверждает корпускулярную теорию - свет это не волна, а частица).

Во-первых у фотона нет плоскости поляризации. Поляризация - это спиральность, она может быть правая и левая. И соответствует моменту импульса фотона и это обнаруживается при поглощении фотона атомом, при этом состояние электрона меняется таким образом, что момент импульса изменяется на единицу (одно из правил отбора), в соответствии с законом сохранения момента импульса.
Во-вторых, рентгеновский фотон здесь совершенно не нужен. Комптон использовал рентгеновские фотоны для того лишь, чтобы суметь измерить импульс отдачи электрона, а для этого нужен энергичный фотон. Рассеяние же самого фотона можно зафиксировать и при его оооочень малой энергии. А в закон сохранения импульса - просто поверим


Если Вы внимательно перечитаете мой пост, то м.б. поймете, что я именно и пишу про фотоны, т.е. частицы.
А волновые свойства у этих частиц точно такие же, как и у других микрочастиц - в точном соответствии с квантовой механикой.

Вопрос то был о поперечности волны

А я знаю. И даже ответил на этот вопрос - про поперечность.

К сожалению, ничего принципиально нового добавить не могу.
Когда разберетесь с написанным, можно будет обсуждать детали...

Как плохо быть необразованным, очень трудно понять грамотных людей.

Сообщение отредактировал petrovich - 2.10.2007, 16:52

То есть, как я понял, и электрическое и магнитное поля - это потоки этих самых виртуальных (существующих очень короткое время) фотонов, испускаемых в первом случае покоящимися электронами, а во втором - движущимися. Значит, в куске магнетита по каким-то причинам существует направленный ток электронов, испускающих виртуальные фотоны. Они что, способны перемещаться по силовым линиям вокруг магнита по кривой траектории? Интересно, хотя бы теоретически можно эти виртуальные фотоны как-то исследовать, узнать, какая например у них длина волны?

Некие частицы обеспечивают силу магнитного поля или электрического поля. Сила направлена не по силовым линиям, а по направлению к электрическому заряду, или к магниту. К магниту железо притягивается с любого направления, как вдоль силовых линий так и поперек.

Некие частицы обеспечивают силу магнитного поля или электрического поля. Сила направлена не по силовым линиям, а по направлению к электрическому заряду, или к магниту. К магниту железо притягивается с любого направления, как вдоль силовых линий так и поперек.


Извиняюсь, не понял. Вы хотите сказать, что эти виртуальные фотоны все таки не могут двигаться по кривой? Или пока вообще точно не известно, как они движутся относительно магнита?
И еще. Все-таки очень странно, как фотоны могут вызывать такое сильное притяжение тел? Никак не укладывается это в голове. Наверное, все дело в том, что они испускаются электронами, которые сами движутся с околосветовой скоростью. Но какой все-таки механизм притяжения, есть теории на этот счет?

Про виртуальные фотоны не ко мне. Про них вообще не заикался. Писал о "неких" частицах. Если что-то двинулось в одну сторону, значит что-то двинулось в другую. Если железяка двигается к магниту по прямой, значит что-то ее толкает и отскакивает по той же прямой в другую сторону. Ньютон, понимаете ли.

Нет, не Ньютон. Не каждое взаимодействие - это "что-то толкает".

Доказательства в студию!