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从电磁波微分方程探电磁波的本质特征
——兼论电荷匀速圆周运动不可能产生电磁波辐射
是由麦克斯韦尔方程组导出的、著名的电磁波微分方程。从方程可见,空间中某点电场强度E对时间t的二阶微商不为零,才可以引发电磁场的二阶涟漪——即通常概念所说的“电磁波”辐射。
对于电荷沿直线加速运动,可以引起空间中某点的电场强度E(或磁场强度B)对时间的二阶微商不为零,应该是没有异议的;由此可以产生通常概念上的电磁波辐射,也是早已被证明的事实。
对于电荷做匀速圆周运动,不可以引起空间中某点的电场强度E(或磁场强度B)对时间的二阶微商不为零,应该也是没有异议的;因此,坚持——在电荷做匀速圆周运动时,也要辐射“电磁波”——这个传统观点,在理论上是荒谬的。
为什么会产生上述错误认识呢?
根本原因在于,按照麦克斯韦尔方程组,应该还会产生电磁场对时间的一阶微商不为零的时空涟漪,该时空涟漪就是德布罗意所谓的“物质波”。它和电磁波的显著区别是:电磁波对应有能量流矢量,物质波并不对应有能量流矢量。
虽然,物质波并不对应有能量的时空转移,仅仅对应着能量存在形式在B-E之间的起伏变化,但是,其物理效应仍然是可以从电磁场对电荷运动施加的、洛伦兹力的变化得到检验的。
基于电动力学基本定律,考虑推迟势(准确应该称为“提前量”)的影响,氢原子的稳定性及能级现象,都可以得到合理的解释——氢原子中电子和质子的运动,是在自感和互感产生的电磁场一阶涟漪(物质波)环境下的运动。其稳态,对应仅有电磁场的一阶涟漪;其暂态(产生电磁波辐射),对应在能级间的跃迁。
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GMT+8, 2024-11-24 03:25
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