Страница 1 из 4

Неопределенность энергии ЭМ поля

Добавлено: Ср май 03, 2006 14:55
morozov
где-то еще я встречал упоминание (и ссылки) об этой в общем-то проблеме... возможно и не сильно значимой..

но... как знать

как всегда просто и интересно это изложено у Фейнмана ...лекции, т.6 ..
это стоит привести...

"? 4. Неопределенность анергии поля

  Прежде чем заняться некоторыми приложениями формул Пойнтинга [т. е. выражений (27.14) и (27.15)1, я хотел бы заметить, что на самом деле мы их не ?доказали?. Все, что мы сделали,? это нашли только возможное и и возможное S. Но откуда же нам известно, что, покрутив формулами, мы не придем к другому выражению для и и другому выражению для S? Новое S и новое и будут отличаться от старых, но по-прежнему будут удовлетворять уравнению (27.0). Такое вполне может случиться. Однако в формулы, которые получаются при этом, всегда входят различные производные полей (причем это всегда члены второго порядка типа второй производной или квадрата первой производной). Для и и S можно фактически написать бесконечное число различных выражений, и до сих пор никто не думал над экспериментальной проверкой того, которое же из них истинное. Люди полагают, что простейшее выражение, по-видимому, и должно быть истинным, но надо сознаться, что мы так и не знаем, как же на самом деле распределена энергия в электромагнитном поле. Пойдем по тому же легчайшему пути и постулируем, что энергия поля определяется выражением (27.14). При этом вектор потока S должен задаваться уравнением (27.15).
  Самое интересное то, что единого способа избавиться от неопределенности энергии поля, по-видимому, вообще нет. Иногда утверждают, что эту проблему можно разрешить, используя теорию гравитации; при этом приводятся такие доводы. В теории гравитации источником гравитационного притяжения является вся энергия. Поэтому если нам известно, какие гравитационные силы действуют на свет, то можно правильно определить плотность энергии электричества. До сих пор, однако, такими тонкими экспериментами, которые позволили бы точно определить гравитационное влияние на электромагнитное поле, никто не занимался. Впрочем, установлено, что свет при прохождении около Солнца отклоняется, поэтому мы можем говорить, что Солнце притягивает к себе свет. Во всяком случае, найденные нами выражения для электромагнитной энергии и потока всегда всеми признавались. И хотя иногда результаты, полученные с их использованием, казались странными, никто никогда не обнаружил в них чего-то невероятного, какого-то расхождения с экспериментом. Согласимся со всеми и будем считать, что, по-видимому, здесь все в порядке.
  Мне хотелось бы сделать еще одно замечание о формуле для энергий. Прежде всего формула для энергии поля в единице объема очень проста ? это сумма электрической и магнитной энергий, если электрическую энергию мы определим как Е2, а магнитную ? как В2. Эти выражения были найдены нами как возможные выражения для энергии при рассмотрении статических задач. Кроме него, мы нашли для энергии электростатического поля и несколько других выражений которое в электростатическом случае равно интегралу от Однако в электродинамическом случае это равенство нарушается, и нет критерия, позволяющего установить, которая из формул правильна. Но теперь мы это знаем. Аналогично, мы нашли выражение для магнитной энергии, которое верно в самом общем случае."

Re: Неопределенность энергии ЭМ поля

Добавлено: Ср май 24, 2006 21:11
J.F.
morozov писал(а):где-то еще я встречал упоминание (и ссылки) об этой в общем-то проблеме... возможно и не сильно значимой..

но... как знать

как всегда просто и интересно это изложено у Фейнмана ...лекции, т.6 ..
это стоит привести...

"? 4. Неопределенность анергии поля

  Прежде чем заняться некоторыми приложениями формул Пойнтинга [т. е. выражений (27.14) и (27.15)1, я хотел бы заметить, что на самом деле мы их не ?доказали?. Все, что мы сделали,? это нашли только возможное и и возможное S. Но откуда же нам известно, что, покрутив формулами, мы не придем к другому выражению для и и другому выражению для S? Новое S и новое и будут отличаться от старых, но по-прежнему будут удовлетворять уравнению (27.0). Такое вполне может случиться. Однако в формулы, которые получаются при этом, всегда входят различные производные полей (причем это всегда члены второго порядка типа второй производной или квадрата первой производной). Для и и S можно фактически написать бесконечное число различных выражений, и до сих пор никто не думал над экспериментальной проверкой того, которое же из них истинное. Люди полагают, что простейшее выражение, по-видимому, и должно быть истинным, но надо сознаться, что мы так и не знаем, как же на самом деле распределена энергия в электромагнитном поле. Пойдем по тому же легчайшему пути и постулируем, что энергия поля определяется выражением (27.14). При этом вектор потока S должен задаваться уравнением (27.15).
  Самое интересное то, что единого способа избавиться от неопределенности энергии поля, по-видимому, вообще нет. Иногда утверждают, что эту проблему можно разрешить, используя теорию гравитации; при этом приводятся такие доводы. В теории гравитации источником гравитационного притяжения является вся энергия. Поэтому если нам известно, какие гравитационные силы действуют на свет, то можно правильно определить плотность энергии электричества. До сих пор, однако, такими тонкими экспериментами, которые позволили бы точно определить гравитационное влияние на электромагнитное поле, никто не занимался. Впрочем, установлено, что свет при прохождении около Солнца отклоняется, поэтому мы можем говорить, что Солнце притягивает к себе свет. Во всяком случае, найденные нами выражения для электромагнитной энергии и потока всегда всеми признавались. И хотя иногда результаты, полученные с их использованием, казались странными, никто никогда не обнаружил в них чего-то невероятного, какого-то расхождения с экспериментом. Согласимся со всеми и будем считать, что, по-видимому, здесь все в порядке.
  Мне хотелось бы сделать еще одно замечание о формуле для энергий. Прежде всего формула для энергии поля в единице объема очень проста ? это сумма электрической и магнитной энергий, если электрическую энергию мы определим как Е2, а магнитную ? как В2. Эти выражения были найдены нами как возможные выражения для энергии при рассмотрении статических задач. Кроме него, мы нашли для энергии электростатического поля и несколько других выражений которое в электростатическом случае равно интегралу от Однако в электродинамическом случае это равенство нарушается, и нет критерия, позволяющего установить, которая из формул правильна. Но теперь мы это знаем. Аналогично, мы нашли выражение для магнитной энергии, которое верно в самом общем случае."
:evil: Интересный вопрос, но ответ скорее всего очень простой.
Понятие плотности это чисто математическое понятие, которое далеко
не всегда имеет физический смысл.

Добавлено: Ср май 24, 2006 21:29
morozov
"Понятие плотности это чисто математическое понятие, которое далеко
не всегда имеет физический смысл."

не так все просто...
если вспомнить, что что есть эффект Ааронова -Бома изменения фазы электрона в отсутствие ЭМ поля...

Добавлено: Ср май 24, 2006 23:05
J.F.
morozov писал(а):"Понятие плотности это чисто математическое понятие, которое далеко
не всегда имеет физический смысл."

не так все просто...
если вспомнить, что что есть эффект Ааронова -Бома изменения фазы электрона в отсутствие ЭМ поля...
:evil: Ну я разумеется не могу судить компетентно, поскольку не знаком с этим вопросом в необходимом объеме. C математической
точки зрения у Бома все чисто и нет проблем--решаем простое
уравнение Ш. и получаем этот знаменитый эффект, хотя с физической
точки зрения может сначала странным показаться. Ну есть аналог
в теории поля
http://www.jetpletters.ac.ru/ps/302/article_4870.pdf

Но меня больше интересует вот этот эксперимент
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0503185
Я не могу оценить в какой степени результаты таких экспериментов могут подтвердить наличие истинных разрывов у траекторий квантовых случайных процессов. :?:

Добавлено: Чт май 25, 2006 12:10
morozov
"Но меня больше интересует вот этот эксперимент
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0503185
Я не могу оценить в какой степени результаты таких экспериментов могут подтвердить наличие истинных разрывов у траекторий квантовых случайных процессов."

прям так сразу и разрывав?
откуда? в КМ все пристойно не скачков не разрывов...

иногода можно и даже УДОБНО пропустить промежуточные процессы и сразу получить результат..
...пример
возбуждение атома в поле ЭМ волны невозможно описать как "скачек".. ну никто и не описывает...

Добавлено: Чт май 25, 2006 14:44
J.F.
morozov писал(а):"Но меня больше интересует вот этот эксперимент
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0503185
Я не могу оценить в какой степени результаты таких экспериментов могут подтвердить наличие истинных разрывов у траекторий квантовых случайных процессов."

прям так сразу и разрывав?
откуда? в КМ все пристойно не скачков не разрывов...

иногода можно и даже УДОБНО пропустить промежуточные процессы и сразу получить результат..
...пример
возбуждение атома в поле ЭМ волны невозможно описать как "скачек".. ну никто и не описывает...
:evil: Ну я примерно так и подумал, что это как то связано с опусканием каких то промежуточных процессов...
Если я Вас правильно понял, то Вы хотите сказать, что
физики рассматривают такие модели
http://arxiv.org/abs/quant-ph/9608038
со скачками траекторий, как чисто феноменологические :?:

Добавлено: Пт май 26, 2006 2:11
morozov
"физики рассматривают такие модели
http://arxiv.org/abs/quant-ph/9608038
со скачками траекторий, как чисто феноменологические"

я не по ссылке (просто некогда), по совести, просто иногда общие принципы, теремы и просто народная смекалка позволяют обойтись без, казалось бы необходимых данных..
..пример
для того чтобы решить задачу о распределении нуклонов в ядре дейрия не нужно знать точный закон взаимодействия, достаточно знать только энергию взаимодействия...

хороший пример такого расчета приведен у А.Кларка (если не напутал) в романе "облако" (библиотечка фантастики 60-х)
задача выглядит так есть некое тело (облако) приближающееся к Земле. мы не знаем ни его размера, ни скорости ...однако можно вычислить время "прибытия" объекта на землю...
..Кларк профессиональный астрофизик и писатель-фантаст

Добавлено: Пт май 26, 2006 2:18
morozov
уточнение

3 Ф. Xойл, Черное облако

Добавлено: Пт май 26, 2006 5:38
J.F.
morozov писал(а):уточнение

3 Ф. Xойл, Черное облако
:evil: Вот в этом Черном облаке как раз и вся проблема. Физик
как правило имеет неограниченное право на феноменологию. Если теория окажется плохой, то он обычно ничем не рискует. Ну в лучшем
случае не получит Нобеля, ну засмеют на худой конец. Все это нормальный физик может легко пережить. Но когда решается задача
про Черное облако, то как правило игра в феноменологию становится
в известном смысле опасной...ну типа того, что в случае неправильных
рекомендаций, одними насмешками коллег дело не закончится.
Как ни странно к уравнению Шредингера это имеет прямое отношение.
Уравнения такого типа описывают не только загадочный мир квантов,
но и совершенно прозрачные обыденные ситуации в которых стохастическая модель достаточно прозрачна и возмущения пуассоновского типа заведомо отсутствуют, но скачки наблюдаются даже невооруженным глазом. Связь между решениями уравнения Ш. и решениями таких задач формально определена в рамках Нелсоновской
формулировки КМ. В простых ситуациях физики эту связь тоже пытаются использовать
http://www.iisc.ernet.in/pramana/v59/p405/fulltext.pdf

Неопределенность энергии ЭМ поля II

Добавлено: Сб июн 21, 2008 12:14
morozov
где-то еще я встречал упоминание (и ссылки) об этой в общем-то проблеме... возможно и не сильно значимой..

но... как знать

как всегда просто и интересно это изложено у Фейнмана ...лекции, т.6 ..
это стоит привести...

"? 4. Неопределенность анергии поля

Прежде чем заняться некоторыми приложениями формул Пойнтинга [т. е. выражений (27.14) и (27.15)1, я хотел бы заметить, что на самом деле мы их не ?доказали?. Все, что мы сделали,? это нашли только возможное и и возможное S. Но откуда же нам известно, что, покрутив формулами, мы не придем к другому выражению для и и другому выражению для S? Новое S и новое и будут отличаться от старых, но по-прежнему будут удовлетворять уравнению (27.0). Такое вполне может случиться. Однако в формулы, которые получаются при этом, всегда входят различные производные полей (причем это всегда члены второго порядка типа второй производной или квадрата первой производной). Для и и S можно фактически написать бесконечное число различных выражений, и до сих пор никто не думал над экспериментальной проверкой того, которое же из них истинное. Люди полагают, что простейшее выражение, по-видимому, и должно быть истинным, но надо сознаться, что мы так и не знаем, как же на самом деле распределена энергия в электромагнитном поле. Пойдем по тому же легчайшему пути и постулируем, что энергия поля определяется выражением (27.14). При этом вектор потока S должен задаваться уравнением (27.15).
Самое интересное то, что единого способа избавиться от неопределенности энергии поля, по-видимому, вообще нет. Иногда утверждают, что эту проблему можно разрешить, используя теорию гравитации; при этом приводятся такие доводы. В теории гравитации источником гравитационного притяжения является вся энергия. Поэтому если нам известно, какие гравитационные силы действуют на свет, то можно правильно определить плотность энергии электричества. До сих пор, однако, такими тонкими экспериментами, которые позволили бы точно определить гравитационное влияние на электромагнитное поле, никто не занимался. Впрочем, установлено, что свет при прохождении около Солнца отклоняется, поэтому мы можем говорить, что Солнце притягивает к себе свет. Во всяком случае, найденные нами выражения для электромагнитной энергии и потока всегда всеми признавались. И хотя иногда результаты, полученные с их использованием, казались странными, никто никогда не обнаружил в них чего-то невероятного, какого-то расхождения с экспериментом. Согласимся со всеми и будем считать, что, по-видимому, здесь все в порядке.
Мне хотелось бы сделать еще одно замечание о формуле для энергий. Прежде всего формула для энергии поля в единице объема очень проста ? это сумма электрической и магнитной энергий, если электрическую энергию мы определим как Е2, а магнитную ? как В2. Эти выражения были найдены нами как возможные выражения для энергии при рассмотрении статических задач. Кроме него, мы нашли для энергии электростатического поля и несколько других выражений которое в электростатическом случае равно интегралу от Однако в электродинамическом случае это равенство нарушается, и нет критерия, позволяющего установить, которая из формул правильна. Но теперь мы это знаем. Аналогично, мы нашли выражение для магнитной энергии, которое верно в самом общем случае."

я нашел источник. достаточно солидный и со ссылками..
Стреттон

Добавлено: Сб сен 27, 2008 3:11
morozov
Стреттон...стр. 126
...........
Классическая интерпретация теоремы Пойнтинга в значительной мере покоится на гипотезе. Время от времени предлагались различные взаимно-исключающие формы теоремы *), но ни одна из них не имеет большей правдоподобности или большей простоты, чтобы её можно было рекомендовать. Не лишено значения и то, что ни одна другая трактовка до сих пор не дала ничего ценного для теории. С другой стороны, предположение о распределении энергии в поле с определённой плотностью и о пбтоке энергии с интенсивностью S = [Е, Н] оказалось необычайно плодотворным. Всякая теория является не абсолютной истиной, а внутренне согласованной аналитической формулировкой соотношений, которым подчиняется определённая совокупность явлений природы. При таком подходе всё говорит за то, чтобы придерживаться точки зрения Пойнтинга-Хевисайда, пока столкновение с новыми экспериментальными фактами не потребует её пересмотра.
...............
^Macdonald, Electric Waves, Cambridge University Press, 1902; Livens, The Theory of Electricity, Cambridge University Press, стр. 238 и далее, 1926; Mason and Weaver, The Electromagnetic Field, University of Chicago Press, стр. 204 и далее, 1929.

Добавлено: Сб сен 27, 2008 3:13
morozov
МакДональд есть на сайте Макдональда...
... Судя по пересказу Оначина не очень впечатляет

остальные две книги искал сегодня в РГБ. не нашел.

Re: Неопределенность энергии ЭМ поля

Добавлено: Ср дек 28, 2011 13:00
Khrapko
morozov писал(а):где-то еще я встречал упоминание (и ссылки) об этой в общем-то проблеме... возможно и не сильно значимой.. но... как знать как всегда просто и интересно это изложено у Фейнмана ...лекции, т.6 ..
Эту древнюю дискуссию обнаружил с удивлением, потому что тему Однозначное определение энергии тот же Морозов закрыл 27.07.2011 viewtopic.php?f=24&t=3753
Я писал там:
Повсеместно распространено странное заблуждение, что однозначное определение тензора энергии-импульса электромагнитного поля не возможно. Статья «Локализация энергии-импульса и спин» [1] игнорируется. Сейчас мы вновь привлекаем внимание к этому удивительному феномену [2].
В качестве примера однозначного определения тензора энергии-импульса, мы напоминаем определение Дж. Л. Синга: «Мы наделяем материальную среду симметричным тензором энергии-импульса. Этот тензор характеризует механические свойства материи, такие, как натяжение и плотность». И мы напоминаем, что электромагнитное поле является материальной средой. Синг провозглашает интерпретацию тензора энергии-импульса в терминах плотности потоков. Если рассматриваемая среда оказывается электромагнитным полем, то вектор Пойнтинга и максвелловский тензор напряжений являются компонентами этого тензора.
Если давление света измерено, измерены фарадеевские натяжения вдоль силовых линий и давление поперёк силовых линий, то, тем самым, однозначно определён максвелловский тензор напряжений. Мой радиоприёмник определяет вектор Пойнтинга локально и однозначно (в некотором частотном интервале).
Ключом к определению тензора энергии-импульса электродинамики через напряженности электромагнитного поля служит дивергенция этого тензора. Она равна плотности 4-силы Лоренца (с обратным знаком). Это даёт максвелловский тензор энергии-импульса в качестве однозначного тензора энергии-импульса электромагнетизма.
Статья [2] направлена в УФН. Интересная дискуссия разгорелась по поводу неё с Зотьевым Д.Б. на портале http://www.physics-online.ru/php/paper. ... erid=14737
[1] Храпко Р. И., «Локализация энергии-импульса и спин» Вестник Российского университета дружбы народов, Серия Физика. – 2002, № 10(1).- с.35-39. http://khrapkori.wmsite.ru/ftpgetfаile. ... аule=files
[2] Khrapko R.I. "Spin is not a moment of momentum" http://khrapkori.wmsite.ru/ftpпgetfile. ... dule=files

Re: Неопределенность энергии ЭМ поля

Добавлено: Ср дек 28, 2011 14:10
morozov
Khrapko писал(а):Если давление света измерено, измерены фарадеевские натяжения вдоль силовых линий и давление поперёк силовых линий, то, тем самым, однозначно определён максвелловский тензор напряжений.
Ну и что?
Khrapko писал(а):Если рассматриваемая среда оказывается электромагнитным полем, то вектор Пойнтинга и максвелловский тензор напряжений являются компонентами этого тензора.
ну и?
Khrapko писал(а):Ключом к определению тензора энергии-импульса электродинамики через напряженности электромагнитного поля служит дивергенция этого тензора. Она равна плотности 4-силы Лоренца (с обратным знаком).
далее позволю себе перефразировать:
Это даёт максвелловский тензор энергии-импульса тензора энергии-импульса электромагнетизма с точностью до произвольной постоянной.

Re: Неопределенность энергии ЭМ поля

Добавлено: Ср дек 28, 2011 19:03
Khrapko
morozov писал(а):
Khrapko писал(а):Если давление света измерено, измерены фарадеевские натяжения вдоль силовых линий и давление поперёк силовых линий, то, тем самым, однозначно определён максвелловский тензор напряжений. Мой радиоприёмник определяет вектор Пойнтинга локально и однозначно
Ну и что?
Странный вопрос! Объясняю. Это означает, что Неопределённость энергии ЭМ поля - ложь. Плотность энергии и плотность сил электромагнитного поля определяются ОДНОЗНАЧНО.