光子作为电磁力的运营商

最近回答:10/22/2007

问:
为什么光子(所有波长)被认为是仪器所谓的“电磁力”?据我所知,请纠正我,光子没有电荷也不受磁场的影响。“电磁波谱”这个词对我来说是非常不恰当的和高度误导。也许我遗漏了什么东西?谢谢你!
-格雷厄姆写(60岁)
巴勒斯坦权力机构
答:
格雷厄姆写- - - - - -你是对的,电磁波,是否认为经典的量子化的光子,并不受静态电场或磁场的影响。他们没有收取。然而,他们对带电粒子产生电力和磁力和磁粒子。经典,只不过他们由电场和磁场通过空间传播,所以它是完全适合称之为电磁波。

迈克·W。

和一些思想之间的关系的经典和量子观点电磁波:



光子是光的小单位,它们是原始的量子力学的“量子”。他们的存在是假设来解释光电效应的细节——光子与足够的能量可以把电子从材料。从那时起,光子被发现发挥核心作用在许多物理现象的解释,从解释多少热量由热物体辐射现代量子密码学。

但你的问题!电和磁的经典模型利用电场和磁场的想法。麦克斯韦方程描述这些字段的行为,和洛伦兹力方程,描述了领域如何推和拉带电粒子和磁铁。麦克斯韦方程的预测是有海浪的电磁场以光速旅行。这些波识别与光赫兹的实验等。所以我们有两种截然不同的想法的光线是如何工作的——波电场和磁场,以及运动的粒子——光子。这对解释叫做“波粒二象性”,是量子力学的一个反复出现的主题。根据实验情况下,光作为波或粒子(但不同时)。

更奇怪的是,静态电场和磁场也具有波粒二象性。带电粒子的碰撞与另一个(排斥或吸引人)可以建模为光子的交换,你会得到同样的答案如果你计算一切只有经典的字段(在经典计算适用的限制——缓慢的粒子)。光子的量子计算涉及交流更准确描述实际碰撞在更高的能量。

现在很奇怪的部分。你可能会问——“光子在直线以光速旅行。为什么不带电物体的电场就放大以光速?”It turns out that the photons which make up a static electric or magnetic field are "virtual" -- their energy and momentum doesn’t satisfy the relationship for "real" photons -- E=p*c (E is energy, p=momentum, and c is the speed of light). The virtual photons are constantly emitted and reabsorbed. A charged object with an electric (and possibly also a magnetic) field is surrounded by an entourage of photons, constantly being emitted and reabsorbed.

光子,现实和虚拟,是由带电粒子发射和吸收的,即使他们不带电。他们只与带电粒子相互作用,而不是彼此。这就是为什么光子不与磁场相互作用,光子组成的磁场不收取其他光子不能与它们进行交互。

技术的留言。:光子有随行人员的电子(和其他东西)周围,所以光子可以与其他光子相互作用这个云的带电的东西。影响太小低能光子尚未观察到的。很高能光子产生的粒子加速器可能会撞上自己。

汤姆

(发表在10/22/2007)

后续# 1:光子源

问:
…如何一个光子(真实或虚拟)携带或代表的信息(如+ / -)的相互作用?
-保罗(57岁)
英国
答:
它可能容易描述这个经典的电磁场,这已经包含必要的成分。带电粒子在这些字段的来源。带电粒子产生字段的方式捕获的麦克斯韦方程。电荷本身产生一个电场的“分歧”。电流产生磁场的旋度的。然而,看着一些地区的字段不给所有可能的信息来源。例如,一个静态字段可能来自一个附近的电荷或很多遥远的电荷。
迈克·W。

我授予我们的当地专家在这个问题上,教授迈克尔·斯通。他想了一会儿,然后说‘棘手’。自由,他的解释是,一个普通的光子有两个不同的横向偏振状态通常可以很容易地证明了交叉偏振实验。电子与光子的相互作用不能关心是从哪里来的。它只是ala康普顿散射。现在的情况时,光子是虚拟的,例如当两个电子相互接近,正在经历Coulomb-like部队,光子有一个额外的,纵向,极化状态。这额外的状态的电荷信号携带的信息来源。因此电子接收光子可以决定是否被吸引或排斥。

LeeH


(发表在10/22/2007)

后续# 2:新理论?

问:
我高压更好xplaination 2这些,你能请建议想法如何发布它。xplains几乎我所遇到的一切,其更基本,但比弦理论简单的谢谢你
- sanoy(23岁)
印度
答:
我不得不说,我持怀疑态度。最好的办法是找一个熟悉该地区的其他工作,可以和你讨论如何符合。然后,人们总是可以开始通过发布在线物理归档。然后,如果这个想法历经一些审查,您就可以开始处理的麻烦发表在同行评议的杂志上发表。

迈克·W。

(发表在06/08/2011)