有几个电磁感应与辐射问题要请教大家~~ a.电荷等速度运动不会辐射电磁波 这问题可能是老梗了,但还不是很清楚 若是用能量守恒或是相对座标来看,就马上结案了,没什麽问题存在. 但若是从电磁学角度去看,为何不会辐射呢? 空间上各点的电场与磁场都随时间变化,即会有电磁感应,应该会有电磁波 若一个电磁场既不是静电静磁场也非电磁波,那他到底是什麽场? Griffiths上说辐射场的E,B必须有1/r特性,否则在无穷远处,功率会趋近於0,就不叫辐射 不太懂为何要强调1/r,就算以1/r^2会衰减很快就不能算电磁波吗? 为何不强调场有没有(kx-wt)的特性,有这特性才算波不是吗? b.跟a问题一样,只是把等速运动的电荷换成磁铁 换成磁铁照能量守恒或相对座标观点应该也不辐射对吧 但同样的用电磁学去看有时变磁场可感应时变电场,如此交替,为何不辐射呢? c.电子绕原子核做圆周运动也不辐射电磁波 这问题需要量子力学来解释.另外电子若是绕磁场做圆周运动时 也就是把向心力换成劳伦兹力qvxB,此时电子确实会辐射 但是电子怎麽知道他做圆周运动时,是原子核的静电力还是磁场的劳伦兹力造成 然後要不要产生辐射. 或者是说,两者皆做圆周运动,一个要用量子理论解释不会辐射,另一个却用电磁学来 解释即可且会辐射. d.问题跟a.b很类似,就是有电磁感应为何也不太会辐射电磁波 例如60Hz市电是几乎不辐射电磁波,用电磁炉也不用担心坐在旁边会被电磁波烤焦 照理说有电磁感应,他们的辐射为何很少不太需要考虑? 或者是说为何电磁场不会通通辐射出去,会有相当大部分保留在源的附近? 什麽机制把他们局限住阿? e.电磁感应 在空间中(半径r<a内)有一时变磁场(例如B正比於sin(wt)) 从法拉第定律知道周围可产生环状感应电场,加入线圈後可以产生电流 问题e-1:那这样的话,在绕着此B外多放几个线圈,能量不就可以无限制增加了? 问题e-2:若有一线圈放在非常远处,跟一个放很近的相比,感应电场好像也是同时产生 但是我们知道讯息传递不会超过光速,这样好相矛盾? (可参考Griffiths P306 Ex7.7或类似的问题,算出来的感应电场E正比於dB/dt, 这里B~sin(wt),所以E~cos(wt),似乎看不出电场有时延现象,不管线圈放多远都同时产生E f.Poyting vector问题 两组正交摆放的静电与静磁场(如velocity selector,可参考wiki上的图 http://en.wikipedia.org/wiki/Velocity_selector) 依照图中摆设,会有Poyting vector S=ExB从左边源源不绝往右边流动 这样不是很奇怪吗 也就是有能量从左边流到右边 虽然没违反能量守恒. 问题有点多,但都是一些想很久无法厘清的观念,请大家帮帮忙了>< --

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