На какую частицу действует магнитное поле. Влияние магнитного поля на заряженные частицы: траектории движения и применение

Как магнитное поле воздействует на заряженные частицы. Какие траектории движения могут описывать частицы в магнитном поле. Как используется взаимодействие заряженных частиц с магнитным полем в науке и технике.

Основные принципы взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем

Магнитное поле оказывает силовое воздействие только на движущиеся заряженные частицы. На неподвижные заряды магнитное поле не действует. Сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называется силой Лоренца.

Величина силы Лоренца определяется по формуле:

F = qvB sin α

где:

• F — сила Лоренца
• q — заряд частицы
• v — скорость частицы
• B — индукция магнитного поля
• α — угол между векторами скорости и магнитной индукции

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а отогнутый большой палец указывал направление движения положительно заряженной частицы, то четыре вытянутых пальца покажут направление силы, действующей на частицу.

Траектории движения заряженных частиц в магнитном поле

Характер движения заряженной частицы в магнитном поле зависит от угла между векторами скорости частицы и магнитной индукции:

1. Движение перпендикулярно линиям магнитной индукции

Если частица влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, то она движется по окружности. Радиус окружности определяется по формуле:

R = mv / qB

где m — масса частицы.

2. Движение вдоль линий магнитной индукции

Если частица движется вдоль линий магнитной индукции, то сила Лоренца равна нулю и частица продолжает двигаться прямолинейно и равномерно.

3. Движение под произвольным углом к линиям магнитной индукции

В общем случае, когда вектор скорости частицы направлен под некоторым углом к вектору магнитной индукции, траектория движения представляет собой спираль, навивающуюся на силовую линию магнитного поля.

Применение взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем

Масс-спектрометр

Масс-спектрометр позволяет определять массы заряженных частиц. Принцип его работы основан на отклонении заряженных частиц в магнитном поле. Частицы с разной массой будут двигаться по окружностям разного радиуса, что позволяет их разделить.

Циклотрон

Циклотрон — это циклический ускоритель заряженных частиц. В нем частицы движутся в постоянном магнитном поле по спиральной траектории, получая ускорение в электрическом поле на каждом обороте.

Магнитная ловушка

Магнитная ловушка используется для удержания плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза. Заряженные частицы плазмы движутся по спиральным траекториям вдоль силовых линий магнитного поля, отражаясь от областей с более сильным полем на концах ловушки.

Влияние магнитного поля Земли на заряженные частицы

Магнитное поле Земли взаимодействует с заряженными частицами, приходящими от Солнца. В результате образуются радиационные пояса Земли — области, где концентрируются захваченные магнитным полем заряженные частицы.

Полярные сияния возникают при столкновении заряженных частиц солнечного ветра с атомами в верхних слоях атмосферы. Магнитное поле Земли направляет эти частицы к полярным областям, где и наблюдается это красивое природное явление.

Экспериментальное исследование движения заряженных частиц в магнитном поле

Для наблюдения за движением заряженных частиц в магнитном поле используются различные экспериментальные методы:

• Камера Вильсона позволяет наблюдать треки заряженных частиц в газе.
• Пузырьковая камера работает аналогично, но частицы движутся в перегретой жидкости.
• Искровая камера регистрирует прохождение заряженных частиц по возникновению искровых разрядов между пластинами.

Эти методы позволяют изучать траектории частиц, определять их заряд, массу и энергию.

Заключение

Взаимодействие заряженных частиц с магнитным полем лежит в основе множества физических явлений и технических устройств. Понимание законов этого взаимодействия важно для развития современной науки и техники в таких областях как ускорительная техника, управляемый термоядерный синтез, астрофизика и физика элементарных частиц.

Куда дрейфуют частицы? • Игорь Иванов • Научно-популярные задачи на «Элементах» • Физика

Задача

Постоянное магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы специфическим образом. Оно не ускоряет и не замедляет их, а только отклоняет вбок. Особенно просто это изобразить, если скорость частицы перпендикулярна направлению магнитного поля, как на рис. 1. Здесь положительно заряженная частица движется в плоскости рисунка, а магнитное поле перпендикулярно этой плоскости и направлено на нас. Если поменять направление поля на обратное (то есть поле направлено от нас), то частица будет закручиваться в другую сторону.

Когда магнитное поле однородно, то есть одинаково по направлению и величине везде в плоскости рисунка, траектория частицы имеет вид окружности. Чем сильнее магнитное поле, тем больше поворачивающая сила, а значит, тем меньше радиус этой окружности. Если взглянуть на эту ситуацию издалека, то нам будет казаться, что частица практически стоит на месте. Она, конечно, нарезает мелкие круги, двигаясь по маленькой окружности, но в целом эта окружность неподвижна. Магнитное поле словно обездвиживает запущенные в него заряженные частицы с точки зрения далекого наблюдателя.

Однако ситуация меняется в неоднородном магнитном поле. Оно по-прежнему не изменяет скорость частицы, а лишь закручивает ее траекторию, но только кривизна теперь непостоянна. Поэтому траектория уже не замыкается в точную окружность, а начинает описывать загогулины. И далекому наблюдателю тогда будет казаться, что частица в среднем куда-то смещается, или, на языке физики, дрейфует.

Рассмотрим неоднородное магнитное поле специального вида (рис. 2). Здесь оно по-прежнему перпендикулярно плоскости рисунка, но только его величина меняется с расстоянием: B_z = c·y. Получается, что на средней линии рисунка магнитное поле нулевое, в верхней половине поле направлено на нас, а в нижней — от нас, и в обоих случаях поле усиливается при удалении от разделительной линии.

Нарисуйте траектории заряженных частиц, запущенных в такое поле в разных его точках. Выясните, в какую сторону будут дрейфовать эти частицы и как скорость дрейфа зависит от места впуска частицы. Скорости частиц считайте одинаковыми.

---

Подсказка 1

Начните с частицы, которая влетает в такое поле где-то в верхней его половине со скоростью, направленной вдоль оси x. Раз поле направлено на нас, траектория будет заворачивать вниз, к разделительной линии. Но там поле ослабевает, и траектория там будет поворачиваться менее круто. Интуитивно понятно, что дальнейшая судьба траектории зависит от того, пересечет частица разделительную линию или нет, — ведь в поле, направленном от нас, она будет поворачиваться в другую сторону. Попробуйте нарисовать разные варианты траектории в зависимости от того, пересекла траектория среднюю линию или нет. Не упустите из виду и зеркальную симметрию этой задачи.

---

Подсказка 2

Если вам трудно рисовать плавно распрямляющуюся траекторию, начните с варианта попроще, как на рис.  3. Здесь тоже есть разделительная линия, выше которой поле направлено на нас, а ниже — от нас, но только в каждой половине поле однородно. Поведение частицы в однородном поле мы знаем, поэтому будет нетрудно нарисовать траекторию частицы таком поле.

Этот прием можно использовать и для случая, когда частица не пересекает разделительную линию. Надо лишь нарисовать две области, в которых поле направлено на нас, но имеет разную напряженность.

---

Решение

Если траектория частицы не пересекает разделительную линию, то траектории частиц, запущенных в разных точках, выглядят, как на рис. 4. Метод их рисования прост: траектория закручивается сильнее там, где сильнее поле. Обратите внимание на две вещи. Во-первых, во всех вариантах частица с положительным зарядом дрейфует налево. Это справедливо и выше, и ниже разделительной линии из-за симметрии задачи. Во-вторых, чем дальше частица от разделительной линии, тем медленнее она дрейфует. Далеко от средней линии поле очень сильно, поэтому радиус окружности маленький, а значит, частица не улетает далеко и «прощупывает» области с практически одинаковым полем. Ее траектория — почти что замкнутая окружность, и она лишь чуть-чуть смещается вбок на каждом обороте. Напротив, если траектория проходит близко к средней линии, то радиус кривизны велик, и частица то улетает достаточно далеко, то приближается очень близко к середине. Ее траектория сильно отличается от окружности, поэтому на каждом цикле она сдвигается вбок очень сильно.

В случае, когда траектория пересекает среднюю линию, появляется новая возможность: частица может дрейфовать как налево, так и направо (рис. 5). Всё зависит от того, в каком именно месте пересекается средняя линия относительно верхней точки траектории.

---

Послесловие

Описанный в задаче вариант дрейфа частицы в неоднородном магнитном поле называется градиентным дрейфом. Для случая, когда траектория не сильно отличается от окружности (как на рис. 4 вдали от линии), формула для скорости этого дрейфа имеет простой вид:

Здесь  — это градиент модуля магнитного поля, то есть вектор, направленный в ту сторону, в которую поле усиливается. В нашем примере он направлен вверх и вниз прочь от разделительной линии. Видно, что чем больше поле, тем сильнее оно «зажимает» частицу и тем медленнее получается дрейф.

Градиентный дрейф — это лишь одно из множества дрейфовых явлений, которые возникают при движении заряженной частицы в сложных полях. Магнитное поле с искривленными силовыми линиями, скрещенные электрические и магнитные поля, сила тяжести, поля, меняющиеся во времени, — всё это тоже вызывает соответствующий дрейф заряженных частиц. Ну а когда эти эффекты присутствуют одновременно, картина движения частиц может оказаться очень нетривиальной, что придает этой задаче богатство и глубину. Некоторое введение в эту тему можно найти в лекции Движение частиц в магнитном поле, которая читается на кафедре физики плазмы в НГУ.

Чтобы не казалось, будто бы это чисто академическая задача, приведем два реальных физических примера, где эти вопросы играют важнейшую роль. Во-первых, это поведение плазмы в токамаке и других магнитных ловушках, предназначенных для термоядерной энергетики.

В них плазму — газ заряженных частиц — запускают в сложное внешнее магнитное поле. Плазма движется, текут токи, они искажают внешнее магнитное поле и, в виде обратной связи, влияют на собственное движение. Разобраться с дрейфом частиц, а значит, и с поведением плазмы в этой ситуации — одна из сложнейших задач, которую предстоит решить на пути к успешной термоядерной энергетике.

Второй пример — космический. Космос — как далекий, так и близкий — наполнен магнитными полями и заряженными частицами. Можно сказать, что природа постоянно ставит многочисленные эксперименты по поведению заряженных частиц в магнитных полях самых разных конфигураций. Магнитные поля с дрейфующими в них частицами присутствуют и вблизи Земли. Радиационные пояса ван Аллена, опоясывающие планету, — это надолго застрявшие в дрейфе заряженные частицы. Они создают токи вокруг Земли, порождают полярные сияния, а также создают проблемы для пилотируемой космонавтики.

5

Показать комментарии (5)

Свернуть комментарии (5)

---

• spinor  03. 04.2015  11:01 Ответить

  Так и хочется спросить: Как будут вести себя электроны в металле, помещенном в градиентное магнитное поле? Не превратятся ли тепловые «метания» в упорядоченное движение? Не станет ли магнитное поле тем самым «Демоном Максвелла»? Заранее спасибо.

  Ответить

  • новый учаcтник spinor 04.04.2015  11:20 Ответить

    а почему «тепловые «метания» должны во что-то превращаться? Этот компонент таким же и останется, если температура не изменится. Наличие или отсутствие магнитного поля на него не влияет.

    Ответить

    • spinor новый учаcтник 05.04.2015  20:50 Ответить

      А потому, что в решении сказано: любая начальная скорость приводит к дрейфу частиц в одном и том же направлении (по крайней мере если поле везде одного знака). Если длина свободного пробега электрона в металле больше чем диаметр «петли», которую описывает электрон, то электрон между столкновениями с кристаллической решеткой будет сносить в одном и том же направлении, а значит появится электрический ток.

      Ответить

• komod spinor 05.04.2015  20:36 Ответить

  Ну зачем Вы так?
  Задача эта про движение частиц в коллайдере, а не о том, о чем Вы подумали.
  

  Вечный двигатель из него никак не получится. Если создать препятствие дрейфу частиц, возникнет электрическое поле ортогонатьное дрейфу (току).

  Ответить

berd  05.04.2015  21:12 Ответить

Интересно, что траектории (в случае линейного изменения поля) совпадают с формой упругого стержня, который изгибают, держа за концы.

Ответить

Написать комментарий

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция» 11 класс Вариант 1

А1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током?

1. взаимодействие электрических зарядов;

2. действие электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике;

3. действие магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.

А2. На какую частицу действует магнитное поле?

1. на движущуюся заряженную;

2. на движущуюся незаряженную;

3. на покоящуюся заряженную;

4. на покоящуюся незаряженную.

А3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током. А; 2) Б; 3) В.

А4. Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 30⁰ к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 3 А?

1. 1,2 Н; 2) 0,6 Н; 3) 2,4 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник? от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

А6.Электромагнитная индукция – это:

1. явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд;

2. явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока;

3. явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с током.

А7. На квадратную рамку площадью 1 м² в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл действует максимальный вращающий момент, равный 4 Н∙м. чему равна сила тока в рамке?

1. 1,2 А; 2) 0,6 А; 3) 2А.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

ВЕЛИЧИНЫ		ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
А)	индуктивность		1)	тесла (Тл)
Б)	магнитный поток		2)	генри (Гн)
В)	индукция магнитного поля		3)	вебер (Вб)
			4)	вольт (В)

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении скорости движения?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А)	радиус орбиты		1)	увеличится
Б)	период обращения		2)	уменьшится
В)	кинетическая энергия		3)	не изменится

С1. В катушке, индуктивность которой равна 0,4 Гн, возникла ЭДС самоиндукции, равная 20 В. Рассчитайте изменение силы тока и энергии магнитного поля катушки, если это произошло за 0,2 с .

Частицы в магнитных полях: типы

Знаете ли вы, что магнетизм обеспечивает работу магнетрона, а значит, и микроволновой печи? Однако до изобретения микроволновой печи магнетроны фактически использовались в радиолокационных системах во время Второй мировой войны! Микроволны — это электромагнитные волны с длиной волны от миллиметра до метра. Их можно искусственно генерировать с помощью устройства, называемого магнетроном , которое заставляет быстро движущиеся электроны двигаться по круговым траекториям. Нелегко заставить что-то столь маленькое, как электроны, двигаться по кругу, но это возможно, если мы приложим к ним магнитное поле. Когда заряженные частицы движутся через магнитное поле, взаимодействие создает магнитную силу на частице, которая заставляет ее отклоняться. В этой статье мы исследуем физику в работе, чтобы создать силу на заряженную частицу, проанализируем, как это влияет на движение частиц в магнитном поле, и, наконец, рассмотрим поведение некоторых различных типов частиц.

Как мы знаем, электричество и магнетизм — это разделы физики, которые кажутся разными, но связаны через поле электромагнетизма . Это раздел физики, изучающий электромагнитную силу , которая является одной из четырех фундаментальных сил природы и влияет на взаимодействие между электрически заряженными частицами.

Уравнения Максвелла описывают, как электрические и магнитные поля генерируются вместе и постоянно взаимодействуют и влияют друг на друга. Однако это выходит за рамки того, что вам нужно понимать для экзаменов GCSE!

Определения магнитной силы и магнитного поля

Экспериментально было обнаружено, что когда электрические заряды движутся (т. е. имеют ненулевую скорость), в дополнение к электрической силе измеряется еще один вклад в силу, которую испытывают заряженные частицы. , что было уже известно. Эта загадочная сила была электромагнитной силой (также называемой магнитной силой), вызванной движением носителей заряда через какое-то внешнее магнитное поле.

Простой эксперимент, который вы можете провести дома, чтобы наблюдать за действием магнитной силы, использует полоску алюминиевой фольги, батарею и подковообразный магнит. Изначально магнит не должен воздействовать на полоску фольги, так как она сделана из алюминия. Однако, если мы создадим цепь, прикрепив каждый конец полоски фольги к клеммам батареи, теперь через фольгу будут течь электроны (заряженные частицы). Если мы теперь приблизим полоску к магнитному полю, она отклонится! Это демонстрирует, что магнитная сила создается движением заряженных частиц через магнитное поле, поскольку сила исчезает, когда мы разъединяем цепь из фольги и частицы перестают двигаться.

Магнитная сила — это сила, ощущаемая заряженной частицей (электроном, протоном, ионом и т. д.), когда она движется через магнитное поле.

Магнитная сила измеряется в ньютонах, как и любая другая сила. Также важно отметить, что заряженная частица должна двигаться на относительно магнитного поля на , чтобы испытать на себе магнитную силу.

Теперь мы должны выяснить, как магниты создают эту силу, и для этого нам нужно обсудить магнитное поле. Определение магнитное поле выглядит следующим образом.

Магнитное поле представляет собой область в пространстве, где движущийся заряд или постоянный магнит испытывает силу .

Магнитное поле присутствует в любой точке пространства, где на движущуюся заряженную частицу действует сила. Сила магнитного поля обычно называется плотностью магнитного потока или напряженностью магнитного поля и обозначается символом Единицей измерения магнитного поля является Тесла , что эквивалентно ньютонам на ампер-метр ,.

Магнитное поле не всегда имеет постоянную силу или плотность потока . Поля обычно представляются линиями магнитного поля, которые проходят от северного к южному полюсу магнита, причем напряженность поля максимальна там, где линии ближе всего друг к другу. Как правило, это приводит к тому, что поля становятся сильнее ближе к полюсам магнита и ослабевают с увеличением расстояния.

Заряженные частицы в магнитном поле

Как мы узнали из темы электричества, поток положительных электрических зарядов представляет собой обычный электрический ток. Следовательно, электрические токи будут испытывать силу в магнитном поле. Если мы подумаем об электронах, движущихся по кругу в магнетроне, как мы упоминали в начале статьи, как мы можем быть уверены, что электроны будут двигаться именно таким образом, поскольку они не содержатся внутри провода? Оказывается, существует связь между направлениями магнитное поле , магнитная сила и ток . Если мы знаем направление любых двух из этих величин, мы можем найти направление третьей.

Правило левой руки

Чтобы определить направление силы, которую будет ощущать движущийся заряд, когда он входит в магнитное поле, используется правило левой руки Флеминга . Правило левой руки гласит, что вы должны расставить большой, указательный и средний пальцы так, чтобы они находились под прямым углом друг к другу (как показано на диаграмме ниже).

1. Укажите своим указательным пальцем в направлении магнитного поля, то есть с северного полюса на южный полюс.
2. Ваш средний палец дает направление условного тока(движение положительного заряда).
3. Ваш большой палец укажет направление силы, действующей на частицу.

Правило левой руки используется для определения направления силы, действующей на заряженную частицу, когда она движется через магнитное поле под прямым углом к ​​нему. Викисклад CC BY-SA 4.0

Сила, действующая на заряженные частицы в магнитном поле

Общий закон, определяющий поведение электрического заряда в присутствии электромагнитного поля, известен как сила Лоренца . Общее выражение также включает влияние внешнего электрического поля, но здесь мы ограничимся ситуациями, когда присутствует только магнитное поле.

Выражение для силы, действующей на заряженную частицу, движущуюся перпендикулярно магнитному полю, имеет вид:

где — заряд частицы, — величина ее скорости (ее скорость), а — напряженность магнитного поля.

Это уравнение ясно указывает на то, что частица должна двигаться, чтобы магнитная сила вообще ощущалась. У нас есть отношение, в котором направление движения, силы и поля находятся под прямым углом друг к другу и могут быть определены с помощью правила левой руки.

Если заряженная частица движется через магнитное поле неперпендикулярно, на нее все равно действует сила, однако она будет меньше максимальной силы, действующей, когда два вектора находятся под прямым углом. При добавлении члена к уравнению, где угол между магнитным полем и вектором скорости частицы, уравнение магнитной силы принимает вид:

Круговое движение заряженных частиц в магнитном поле

Мы видели, что на заряженную частицу действует сила, перпендикулярная направлению ее движения, когда она входит в магнитное поле под прямым углом к ​​полю. Это означает, что направление движения частицы будет меняться по мере того, как магнитная сила отклоняет частицу. Поскольку заряженная частица теперь изменила направление, это представляет собой изменение направления тока. Если поле остается постоянным, а ток меняет направление, то создаваемая магнитная сила также должна постоянно менять направление! Это приводит к запутанному сценарию, но объясняет, как заряженная частица в магнитном поле может двигаться по круговой путь .

Не будем слишком запутываться и попытаемся понять, что происходит, на примере рисунка ниже.

1. Представьте себе электрон, движущийся с постоянной скоростью в однородном магнитном поле и указывающий на страницу (обозначается этим символом ⊗) .
2. Когда электрон движется в поле, на него действует сила, действующая под прямым углом к ​​скорости. Траектория электрона слегка искривляется, и теперь его скорость имеет другое направление. Однако скорость по-прежнему находится под прямым углом к ​​направлению магнитного поля.
3. Сила и скорость по-прежнему находятся под прямым углом друг к другу и остаются в одной плоскости. На самом деле магнитная сила направлена ​​к центру кругового пути, по которому движется электрон.
4. Это продолжается, сила и скорость всегда перпендикулярны. Если мы помним из движения по кругу, у нас есть движения по окружности , если эти две величины перпендикулярны с постоянными величинами.

На этом изображении показана отрицательно заряженная частица, такая как электрон, движущаяся в магнитном поле. Сила, действующая на частицу, постоянно меняет направление, но постоянна по величине, как и скорость. Поскольку две величины всегда перпендикулярны, электрон движется по окружности, Wikimedia Commons CC 4. 0

Определяем направление силы по правилу левой руки. Электроны заряжены отрицательно, а это означает, что ток противоположен направлению движения электрона.

Рассмотрение положения электрона в магнитном поле, подобного изображенному на диаграмме ниже, не позволяет частицам двигаться по круговой траектории. Это происходит по двум причинам:

1. Частица сначала начинает двигаться по круговой траектории, но покидает нижнюю часть плоскости, потому что магнитное поле заканчивается. Это можно решить, расширив магнитное поле в этом направлении.
2. Если магнитное поле распространяется в направлении, указанном в пункте 1, частица выйдет из области в левую сторону, завершив один полукруг. Это произошло бы в любом случае, когда частица попадает в область магнитного поля: частица вырвется, пройдя половину окружности.
3. Чтобы заставить частицу двигаться по кругу, магнитное поле должно быть приложено извне, когда частица уже находится в его области. Площадь магнитного поля также должна быть достаточно большой, чтобы охватывать весь круговой путь, по которому будет двигаться заряженная частица.

Электрон будет двигаться по окружности, если он входит в однородное магнитное поле с постоянной скоростью. Он прекратит свое круговое движение, если выйдет из области, содержащей магнитное поле, что происходит в нижней части этой диаграммы. Изучайте умные оригиналы.

Типы частиц в магнитных полях

Мы видели, как электроны отклоняются магнитными полями, но мы можем наблюдать подобные отклонения и для других частиц. Здесь мы рассмотрим три из этих частиц; альфа-частица, бета-частица и гамма-частица .

Альфа-, бета- и гамма-частицы в магнитном поле

Из атомов и излучения мы знаем, что альфа-частицы представляют собой ядра гелия (они содержат два нейтрона и два протона, что делает их положительно заряженными). Они также довольно тяжелые, по крайней мере, по сравнению с электроном, а это означает, что требуется большая магнитная сила, чтобы отклонить их на ту же величину.

Бета-частицы — это быстро движущиеся электроны, поэтому они демонстрируют то же поведение отклонения, которое мы наблюдали ранее. На рисунке ниже показана разница между тем, как альфа- и бета-частицы отклоняются одним и тем же однородным магнитным полем при движении через него.

Гамма-частицы представляют собой фотоны высокой энергии, испускаемые при радиоактивном распаде. Они часто испускаются вместе с альфа- и бета-частицами. Однако большая разница в том, что это фотоны и, следовательно, незаряженных . Они не будут отклоняться магнитным полем. На приведенной ниже диаграмме показаны пути альфа-, бета- и гамма-частиц, когда они движутся первоначально по прямой линии в область, содержащую магнитное поле.

Альфа- и бета-частицы будут отклоняться, если попадут в область с магнитным полем. Частицы отклоняются в противоположных направлениях, так как они заряжены противоположно. Альфа-частица отклоняется меньше, потому что она намного тяжелее бета-частицы. Гамма-частица не отклоняется в магнитном поле, так как она не заряжена. StudySmarter Originals

Альфа-частица отклоняется в меньшей степени, даже если она имеет больший заряд, чем бета-частица. Это потому, что он тяжелее (имеет большую массу) и силе труднее его отклонить. Две частицы отклоняются в противоположных направлениях из-за того, что их заряды имеют противоположные знаки (альфа-частицы положительные, а бета-частицы отрицательные), создавая магнитные силы в противоположных направлениях. Гамма-частица не взаимодействует с магнитным полем и проходит через область без отклонения.

Частицы в магнитных полях — основные выводы

• Магнитная сила — это сила, которую испытывает заряженная частица (электрон, протон, ион и т. д.), когда она движется через магнитное поле.

• Магнитное поле — это область в пространстве, где движущийся заряд или постоянный магнит испытывает силу.

• И заряд, и движение частицы необходимы для проявления силы полем.

• Сила, действующая магнитным полем силы на заряженную частицу, движущуюся со скоростью, определяется по приведенной ниже формуле. Направление силы перпендикулярно направлению движения частицы и магнитного поля и определяется выражением:

• Движущаяся заряженная частица в области с однородным магнитным полем движется по круговой траектории.

• Сила, действующая на частицу, и ее скорость остаются постоянными, когда она движется по окружности в магнитном поле.

• Альфа-частицы и бета-частицы будут отклоняться при входе в магнитное поле, поскольку они являются заряженными частицами.

• Альфа-частицы отклоняются меньше, чем бета-частицы из-за их большей массы.

• Альфа- и бета-частицы отклоняются в противоположных направлениях при входе в одно и то же магнитное поле, поскольку они имеют противоположные заряды.

Магнитное поле состоит из фотонов | Физика Фургон

Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния вещества и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 22.10.2007

Вопрос:

Мой вопрос: из чего состоит магнитное поле? Я много читал о магнитах и ​​полях, которые они создают, и даже о том, что вокруг самих электронов есть магнитные поля, но я пока не встречал ничего, что говорило бы о том, из чего состоит само поле. Это материя, поэтому она должна быть сделана из чего-то. Есть ли название для этих «частиц»? Или они сами просто электроны?
— Дуглас (35 лет)
Луизиана США

A:

Привет, Дуглас!

Электромагнитное взаимодействие опосредовано константой обмен фотонами от одного заряженного объекта к другому. Магнитный поле на самом деле просто классическое приближение к фотонному обмену картина. В движущейся системе отсчета вместо нее появляется магнитное поле как комбинация магнитного поля и электрического поля, поэтому электрическое а магнитные поля состоят из одного и того же «вещества» (фотонов).

В некоторых электромагнитных взаимодействиях участвуют «настоящие» фотоны с определенные частоты, энергии и импульсы. Электростатические и магнитные вместо этого поля включают обмен «виртуальными» фотонами. Очень близко к электрон представляет собой плотное облако виртуальных фотонов, которые постоянно испускается и вновь поглощается электроном. Некоторые из этих фотонов расщепляются на электрон-позитронные пары (или пары еще более тяжелых веществ), которые рекомбинируют в фотоны, которые повторно поглощаются исходным электрон. Эти виртуальные петли частиц экранируют заряд электрон так, что вдали от электрона кажется, что он имеет меньше зарядить чем рядом. 92 (в системе отсчета, в которой электрон не имеет импульс).

Том

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение №1: представление о магнетизме

Вопрос:

Можно ли четко ответить на вопрос, используя более элементарные термины для обозначения элементарных частиц? Или, может быть, схема частиц как каскада в различных энергетических состояниях, производящих взаимные силы или действия на другую материю?
— Дж. С. БЭРД (67 лет)
Davao City,Philippines

A:

Похоже, вы просите диаграмму Фейнмана для представления электромагнитных взаимодействий. Вы можете получить это в обсуждении в Википедии: https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_electrodynamics.

А пока я воспользуюсь случаем, чтобы немного изменить презентацию Тома. Мы обычно говорим что-то вроде «виртуальные фотоны… постоянно испускаются и повторно поглощаются электроном», но на самом деле мы имеем в виду не это. Две частицы, взаимодействующие электромагнитным образом, действительно окружены виртуальным фотонным облаком. Однако в известных случаях (например, атом водорода) это облако совершенно неизменно во времени. Вообще ничего не происходит. Слова о колеблющихся вокруг вещах — грубый способ передать одно из специфических свойств квантовых полей. Электрические и магнитные поля имеют не только средние значения, но и диапазоны возможных значений вокруг среднего. Вот что так отличается от классических полей. (Это похоже на положения квантовых частиц, которые имеют диапазон около среднего положения, в отличие от классических частиц.) Вы можете передать образ этого диапазона, притворившись, что поля прыгают между различными возможными значениями, точно так же, как вы можете представить что частица прыгает между различными положениями в своем облаке. Однако поля (включая их разброс значений) должны прыгать не больше, чем частицы в пространстве. Например, в хорошем стабильном атомном состоянии ничего не меняется во времени. Статический диапазон возможностей превращается в действительный диапазон результатов только тогда, когда система определенным образом взаимодействует с большим внешним миром.

Майк В.

(опубликовано 27.04.2011)

Дополнение №2: вернемся к механическим полям Максвелла

Вопрос:

Я действительно хочу знать, из чего состоит магнитное поле ? Пожалуйста, не используйте фотоны в своем ответе, поскольку все мы знаем, что магнитные поля не состоят из фотонов. На вопрос Дугласа так и не ответили. Дуглас не спрашивал об электромагнитном поле, которое наиболее тесно связано с фотоном. Предоставленные ответы были неполными и не относились к вопросу Дугласа. Из чего состоит магнитное поле? Вот что современная наука знает о магнитных полях. Честный ответ: мы не знаем, что такое магнитное поле. Что мы знаем, так это то, что поле Магнита генерируется движением электростатических зарядов внутри самого магнита. Электрические заряды — это электроны. Электроны движутся когерентно и синхронно, что вызывает выброс сильного магнитного поля из магнита. Чего мы не знаем, так это того, из чего состоит это поле. Некоторые люди говорили, что он состоит из магнитных монополей. Магнитные монополи никогда не открывались, так что есть большая вероятность, очень большая вероятность того, что теория неверна. Я считаю, что магнитное поле вообще не состоит из поля какой-либо частицы. Дуглас, думайте о магнитном поле как о прямой деформации физического пространства. Так должны работать все чистые поля. Это должны быть механические деформации пространства. Вы можете думать о пространстве как о твердой упругой ткани с низкой плотностью и высоким натяжением. Магнитное поле есть механическая деформация самого пространства. Я бы хотел, чтобы вы напечатали этот вопрос и ответили, но мы оба знаем, что вы этого не сделаете.
— Марк (58 лет)
Флорида

A:

Когда Максвелл впервые придумал свои знаменитые уравнения электромагнетизма, он попытался сделать механическую модель с маленькими шестеренками, колесами и прочим. От него быстро отказались, поскольку он не добавлял ничего, кроме усложнения уравнений поля.

У вас есть различные словесные утверждения о том, что такое поле «на самом деле». Вы говорите, что он сделан не из монополей, но я никогда не слышал, чтобы кто-то предполагал, что это так. Вы говорите, что это не имеет ничего общего с фотонами, то есть с квантовой механикой. Ваша картина звучит так, будто не соответствует специальной теории относительности.

Сочетание специальной теории относительности и квантовой механики позволяет проводить расчеты вещей, которые можно измерить. Например, он дает предсказание гиромагнитного отношения электронов. Экспериментально значение равно 2,00231930462 с небольшой погрешностью в последнем десятичном разряде. «Предсказание КЭД согласуется с экспериментально измеренным значением более чем на 10 значащих цифр…»   

Какое значение дает ваша модель?

Майк В.

шт. Я не могу удержаться от того, чтобы не привести первые две строчки из примерно 100-страничного интервью, которое Фонд химического наследия провел с ученым (мой отец), который работал с магнитами в течение ~ 9 лет.0 лет. «Ребенком я обнаружил, что могу заставить булавки в коробке стоять, и, перемещая магнит, я могу заставить их двигаться. Я понятия не имел, что такое магнитное поле, и подозреваю, что до сих пор понятия не имею, что такое магнитное поле. магнитное поле есть, за исключением некоторых вещей, которые оно делает».

(опубликовано 04.09.2013)

Дополнение №3: электрические поля как виртуальные фотонные облака

Вопрос:

Кажется, что виртуальное фотонное облако существует очень близко к статическому заряду. Как мы примирим это с (а) тем фактом, что силовые линии электрического поля тянутся вечно и (б) тем фактом, что виртуальные фотоны обмениваются на расстояниях, превышающих расстояние виртуального фотонного облака? Я представляю себе виртуальное фотонное облако, окружающее изолированный электрон. сдача. Внезапно протон оказывается рядом с электроном. Прежде чем протон прибудет на сцену, виртуальное фотонное облако плотно упаковывается вокруг электрона. (Виртуальное фотонное облако представляет собой статическое квантовое состояние, но это не означает, что виртуальные фотоны не движутся — подобно электронному облаку вокруг атома водорода). виртуальное фотонное облако меняет форму? Например, «растягивается ли» виртуальное фотонное облако, чтобы достичь протона, представляя повышенное присутствие виртуальных фотонов на пути, где они обмениваются между двумя заряженными частицами?
— JD (29 лет)
Луисвилл, Кентукки, США

A:

Классическое выражение поля говорит вам, как распространяется виртуальное фотонное облако. Таким образом, эти виртуальные фотоны не более и не менее сконцентрированы на заряде, чем классические поля. Изменения формы, когда присутствуют два заряда, определяются суммированием классических векторных полей. Так что да, между зарядами существует особенно сильное поле, но далеко от них поля имеют тенденцию гаситься.

Майк В.

(опубликовано 11.04.2015)

Дополнение №4: фотоны и магнитные поля

Вопрос:

Магнитные поля нельзя объяснить, просто сказав, что они состоят из «фотонов». Какая дата их физического макияжа?
— Роберт Понсе (69 лет)
Port Hueneme

A:

В одном смысле вы правы, что не должны думать, что магнитные поля состоят из фотонов. Если у вас есть определенное количество фотонов каждого типа, ожидаемое магнитное поле равно нулю. Чтобы получить что-то вроде классического четко определенного магнитного поля, вам нужен большой разброс возможных чисел фотонов.* Это сильно отличается от предположения, что каждый фотон вносит какое-то поле.

С другой стороны, возможно, вы думаете, что помимо фотонов есть еще какой-то ингредиент. Нет.

Майк В.

*Если вы посмотрите, например, на уравнение 21 в этой статье (https://www.phys.ksu.edu/personal/wysin/notes/quantumEM.pdf), вы найдете выражение для магнитное поле в терминах операторов рождения и уничтожения фотонов.

(опубликовано 13.12.2015)

Дополнение № 5: фотоны и магнетизм поле равно нулю. Чтобы получить что-то вроде классического четко определенного магнитного поля, вам нужен большой разброс возможных чисел фотонов». механика. Эта тема сбивает меня с толку, потому что я думаю, что у меня есть базовое понимание «обычных» фотонов (например, видимого света), но такие фотоны имеют определенные энергии и длины волн, и они не движутся по замкнутому контуру, как магнитное поле.

к. «Магнитный» фотон кажется другим, чем «обычный» фотон, и я хотел бы понять, почему, если это возможно без понимания математики. Спасибо!
— Джеймс (30 лет)

A:

Я не смогу это объяснить, но могу прояснить некоторые моменты.

Фотоны, вносящие вклад в магнитные поля , ничем не отличаются от фотонов, вносящих вклад в электрические поля. Конкретный образец того, какие фазы присутствуют для разного количества фотонов, определяет, какие классические поля присутствуют.

Что касается отношения количества фотонов к классическим полям, я могу предложить аналогию, которую вы могли бы изучить, и которую было бы легче изобразить. Посмотрите на волновые функции, которые представляют состояния простого гармонического осциллятора (масса на пружине). (https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_harmonic_oscillator) Те, у кого определенная энергия, подобны состояниям фотонов с определенными числами и, следовательно, определенными энергиями. Одноэнергетические состояния SHO всегда равномерно распределены вокруг средней точки без среднего смещения и средней скорости. По точной аналогии, фотонные состояния с определенным числом не имеют среднего магнитного поля или электрического поля. Чтобы заставить SHO вращаться классически, вам нужно создать состояния, в которых интерференция между частями с разными энергиями вызывает отмену в одних частях и усиление в других. По мере того, как волна изменяется во времени, положения этих точек с низкой и высокой плотностью колеблются взад и вперед, что означает изменение положения и скорости. Аналогом для фотонов является изменение полей.

Майк В.

(опубликовано 16.01.2017)

Дополнение №6: ингредиенты магнетизма?

Q:

Майк В. сказал: «С другой стороны, может быть, вы думаете, что помимо фотонов есть какой-то другой ингредиент. Это смелое заявление. Конечно, вы имеете в виду «мы не знаем ни о каком другом ингредиенте» — как мы ничего не знаем о темной энергии и очень мало о темной материи. Интересно, что бы он сказал до постулирования фотонов. Прочитав всю дискуссию, мне кажется, что единственный верный ответ: «Мы не знаем». Сколько атомов/см в межгалактическом пространстве? Не так уж и много, гарантирую, поэтому можно было бы ожидать, что будет меньше этих жизненно важных фотонов, входящих и выходящих из электронов в среде, где меньше электронов, в которые можно входить и выходить, — но каково будет притяжение между двумя магниты в этой среде? Это было бы то же самое, не так ли? Конечно, удивительно, что если два сильных магнита поместить в самую разреженную область пространства, они все равно будут оказывать мощное воздействие друг на друга (притягивающее или отталкивающее), даже если они могут быть неподвижны относительно друг друга. Между ними явно что-то есть. Кто-то выше сказал, что магнитное поле не может существовать само по себе — это составляющая электромагнитного поля, и меня это интересует, потому что я считаю, что это поле должно присутствовать, когда магниты нет. Я думаю, вполне вероятно, что то, что составляет это поле, также составляет то, в чем свет создает волну, а свет, как нам говорят, является электромагнитной волной, такой же, как высокочастотная радиоволна. Мне (полному дилетанту) кажется бессмысленным утверждение, что свет — это волна, проходящая сквозь ничто. Другие волны — это все волны в чем-то — в воздухе, в воде, в веревке и т. д. Свет распространяется в пространстве с очень точно определенной скоростью. Несомненно, если бы структура пространства была немного другой, свет двигался бы немного медленнее или немного быстрее, так что это поле должно быть удивительно постоянным во всем пространстве и не зависеть от плотности атомов. Это, безусловно, должна быть очень эффективная транспортная среда, потому что свет может путешествовать миллиарды лет и все же достигать нас, не рассеиваясь больше, чем на квадрат расстояния. Так через что он путешествует? Есть ли какая-нибудь подсказка в том, что электрические и магнитные компоненты радиопередачи находятся под прямым углом? (Я имею в виду угол поляризации). Я видел объяснения того, как свет проходит через стекло или воду (где его скорость отличается от скорости в космосе), но это зависит от того, что атомы возбуждаются светом и испускают в ответ протон — удивительно, всегда в одном и том же направлении. Это объяснение объясняет дифракцию, однако тот же механизм нельзя применить к пустому пространству. Есть ли какой-либо ответ, за который может ухватиться неспециалист, или это одна из тех вещей, как sqrt(-1), которые могут быть только понимаете в области математики? Даже там есть твердое понимание того, что это такое, а не каковы его свойства?
— Майк Коллинз (71 год)
Гвинед, Уэльс

A:

Вы правы, что в целом мы не знаем всех ингредиентов мира. Мы, вероятно, даже не знаем основной формы теории, того, как пространство-время возникает из некоторых более глубоких форм и т. д. Тем не менее, в контексте того, что мы знаем, в магнетизме нет особой тайны. На самом деле магнетизм является частью электрослабой теории, которая является самой известной из имеющихся у нас теорий. Он предсказывает, например, магнетизм электрона с точностью более одной стомиллиардной.

Волны, которые вы упомянули, можно описать как тип поведения нижележащих сред — воды, воздуха и т. д. Однако на более глубоком уровне ингредиенты Вселенной (фотоны, кварки, нейтрино, глюоны…) в настоящее время могут быть описаны только как чистые квантовые волны сами по себе. Фотоны такие же основные, как и любые другие ингредиенты, которые у нас есть.

Возможно, когда-нибудь будут найдены какие-то более глубокие ингредиенты, и все наши нынешние фундаментальные поля частиц будут рассматриваться как возникающие из поведения этой более глубокой теории. Не окажется ли тогда, что более глубокая теория возникнет из еще более глубокой? Будет ли этот паттерн продолжаться вечно или достигнет самого глубокого уровня? Мы не знаем. Пока есть оборванные концы (несоответствие между общей теорией относительности и квантовой теорией поля, темной энергией и темной материей…), мы знаем, что мы не в самом низу стека. Если какая-то точка будет достигнута без основных оборванных концов, то, возможно, мы окажемся на самом глубоком уровне.

Майк В.

(опубликовано 15.06.2017)

Дополнение № 7: необходимы ли магнитные поля?

Q:

Я хотел бы задать, казалось бы, глупый вопрос. Каковы экспериментальные доказательства традиционной идеи магнитных полей? Мы должны помнить, что идея вращающегося перпендикулярного потока была основана на игнорировании магнетизма — орбитальные и вращающиеся электроны были неизвестны 150 лет назад. Я тщетно просил доказательства этого потока. Кажется, это всего лишь догадка, которая превратилась в веру. Предположим, что магниты были неизвестны в то время. Тогда эксперименты с электричеством привели бы к простому закону: одинаковые токи притягиваются, а противоположные токи отталкиваются. Затем этот основной закон объясняет магнетизм, например, выравнивание железных опилок вокруг магнита. Используя принцип Оккама, усложнение циркулирующего перпендикулярного потока кажется неоправданным. (Таким образом, вместо того, чтобы использовать закон Био и Савара для предсказания плотности перпендикулярного потока, можно включить скалярное произведение векторов тока для предсказания силы). Следовательно, магнитные силы просто действуют вдоль прямых линий между движущимися зарядами. Это тот же простой принцип, который работает для электростатических сил между стационарными зарядами. Нам не нужно предполагать, что Вселенная использует два совершенно разных силовых механизма. Движение просто изменяет электростатические силы. Магнитные поля определяются как непрерывные. Таким образом, поле, исходящее от северного конца стержневого магнита, огибает внешнюю сторону магнита к южному полюсу и возвращается через тело магнита обратно к северному полюсу. Теперь представьте себе магнит, сделанный из очень вязкого материала, который позволяет свободно движущемуся северному полюсу дрейфовать внутри него. Этот внутренний северный полюс отталкивается южным полюсом магнита (?) и снова уходит через его северный полюс. Нас всех этому учат, но для меня это не имеет смысла. Мы не должны рассматривать магниты как вечные двигатели. Силы начинаются и заканчиваются в точках: они не вращаются по кругу. Линии потока показывают, как отклоняются магнитные компасы, но ничто не циркулирует, кроме зарядов. Представление о круговых полях, возможно, возникло, когда вокруг проводящего провода были замечены кольца из железных опилок, но это была очень странная идея. Круговое магнитное поле в любой точке определяется как вектор, перпендикулярный создаваемой им магнитной силе. Однако, если вектор представляет что-то, что явно существует, например. физической силы или скорости ветра, ее перпендикулярные составляющие равны нулю, т. е. она не действует в перпендикулярном направлении. Таким образом, мы можем сказать, что циркулирующего магнитного поля, оказывающего наибольшее влияние в перпендикулярном направлении, не существует. Магнитное поле не более загадочно, чем электрическое.
— Эндрю (67 лет)
Шропшир, Англия

A:

Вы правы в том, что силы между классическими течениями с достаточно статичным расположением могут быть выражены непосредственно через течения и смещения между ними. Это не так просто, как электростатика, потому что направление смещения и направления токов входят в несколько сложнее. путь. Но все же в этом случае использование описаний магнитного поля является лишь дополнительным математическим удобством. Как только вы начнете говорить о ускоряет классические заряды, однако в дело вступают полные уравнения электромагнитного поля. Было бы крайне неудобно описывать электромагнитные волны (например, радиоволны и свет) в обозначениях, основанных на зарядах и токах, потому что эти волны свободно распространяются вдали от любых зарядов и токов.

Как только вы захотите включить квантовые спины, описания, которые не учитывают магнитные поля или даже более абстрактные сущности (векторные потенциалы,…), становятся бесполезными. Все практические магнитные материалы включают такие спины.

Майк В.

(опубликовано 26.07.2017)

Дополнение №8: квантовые флуктуации фотоны … постоянно испускаются и повторно поглощаются электроном», но на самом деле мы имеем в виду не это. Две электромагнитно взаимодействующие частицы действительно окружены виртуальным фотонным облаком.

атом) это облако совершенно неизменно во времени. Вообще ничего не происходит. Слова о вещах, флуктуирующих вокруг, — грубый способ передать одно из специфических свойств квантовых полей». Как взаимодействие между двумя частицами может привести к состоянию, в котором «вообще ничего не происходит»? Разве физическое взаимодействие не обязательно приводит к каким-то изменениям? Даже в чистом вакууме многое происходит, то есть существуют флуктуации нулевой энергии. Не могли бы вы подробнее рассказать о том, что вы имеете в виду относительно взаимодействий между атомными частицами и виртуальными фотонами в этом смысле? Кроме того, почему используется язык, указывающий на интерактивное движение между частицами («флуктуация вокруг»), если в субатомных облаках, таких как виртуальные фотоны, нет движения, и не могли бы вы более четко объяснить, как физика движения нарушается на субатомном уровне? -атомных масштабах, если это действительно то, что происходит?
— Родри Орденс (33 года)
Дуглас, остров Мэн, Британские острова

A:

Физическое взаимодействие не обязательно означает, что что-то происходит, по крайней мере, в обычном смысле этого слова. Например, представьте себе коробку, стоящую на полу. Коробка и пол, безусловно, взаимодействуют. Но мало что происходит. Ничего не меняется.

«Даже в чистом вакууме многое происходит, т. е. существуют флуктуации нулевой энергии». Это верно в следующем смысле: значения различных полей не фиксируются точно на нуле, а имеют распространяется вокруг этого, точно так же, как распространяется положение волны. Тем не менее, разброс поля не меняется во времени.

Я думаю, что небрежный язык используется, потому что мы инстинктивно пытаемся втиснуть квантовую реальность в классические картинки.

Mike W.

(опубликовано 30.09.2017)

Дополнение №9: предположения об электромагнитном поле

Q:

Прежде всего, существует большая разница между статическими полями и электромагнитной индукцией . Согласно официальной науке, магнетизм является «побочным эффектом» электрического тока, и обе силы (магнитная и электрическая) являются лишь двумя сторонами одной медали (электромагнетизм). Электростатическое и магнитостатическое поля — это два разных аспекта физической материи. Электростатическое поле не влияет на стрелку компаса, но оно влияет на металлы, такие как алюминий, на которые магнитостатическое поле не оказывает видимого действия, но явно влияет на другие магнитные поля. Электростатическое поле создается напряжением между противоположными электрическими зарядами. Электрическая сила «питается» разностью величин, которые стремятся обнулиться, достигнув нейтрального значения, подобно противоположным системам давления воздуха или уровня воды в соединенных емкостях. Вам нужен какой-то дисбаланс нейтральной материи, чтобы сделать ее электрически заряженной, что часто связано с дополнительной работой. Магнитное поле управляется противоположными ориентациями и может создаваться электрически нейтральной материей. Пернаментные магниты не требуют дополнительной работы для создания магнитных полей. Противоположные полярности притягиваются друг к другу, но они не нейтрализуют друг друга — если вы соедините 2 магнита, они будут работать как один магнит, и магнитное поле будет сильнее. Источником электрического поля является электрический заряд субатомной частицы, а источником магнитного поля — ее квантовый спин. это два разных внутренних свойства частицы, и оба одинаково важны … Согласно официальной науке, атомы могут генерировать магнитные поля из-за электронов, которые движутся вокруг ядра, создавая магнитное поле за счет индукции. Проблема в том, что концепция электрона, движущегося по орбите, как планета вокруг звезды, совершенно неверна. Электроны создают облака, в которых их положение, скорость и ориентация квантового спина остаются в постоянной суперпозиции и не определяются до тех пор, пока не будут измерены, поэтому у электронного облака нет абсолютно никакой возможности индуцировать определенное и однородное магнитное поле. И, наконец… Нет. на самом деле известно, что может быть физическим носителем для «виртуальных» силовых линий в пространстве — а статические поля могут взаимодействовать друг с другом на ОГРОМНОМ расстоянии (тысячи световых лет) — так что виртуальные фотоны работать не будут. Однако на «обычные» фотоны никаким видимым образом не влияют электростатические и магнитные поля — поэтому по логике они не могут нести их как отдельные силы. НО все электромагнитные волны включают в себя магнитные и электрические компоненты. Это не более, чем предположение, но МОЖЕТ быть, статические поля действительно могут изменить эти значения и поляризовать свет, что бы превратить его в носитель силовых линий???
— Астрал (возраст 33 года)
Польша

A:

Здесь есть изъян в ваших рассуждениях: «»нормальные» фотоны никаким видимым образом не подвержены влиянию электростатических и магнитных полей — поэтому по логике они не могут их нести , как отдельные силы». Пока уравнения для поля линейны, как и классические электромагнитные уравнения, ни один компонент поля не влияет на поведение любого другого компонента. Таким образом, отсутствие взаимодействия между статическими полями и распространяющимися просто говорит о том, что уравнения линейны, а не о том, могут ли одни и те же фундаментальные типы полей демонстрировать такое различное поведение.

Ваш аргумент о том, что виртуальные фотоны не могут вызывать дальнодействующих (1/квадрат расстояния) статических взаимодействий, неверен. Именно такое поведение ожидается для виртуальной фотонной картины.

Mike W.

(опубликовано 01.11.2017)

Дополнение №10: поляризованный свет и компасы для птиц

Q:

магнитные или электростатические поля. На самом деле, есть недавнее исследование, которое показывает, что «внутренний компас» птиц сходит с ума, когда они подвергаются воздействию поляризованного света: http://physicsworld.com/cws/article/news/2016/feb/03/polarized -свет-сбрасывает-птиц-магнитный-компас-с курсаГоворят, что поляризованный свет позволяет птицам «воспринимать» местное магнитное поле. Это, вероятно, доказывает, что информация о поле «записывается» в поляризации световой волны…
— Астрал (возраст 33 года)
Польша

A:

Это очень классный результат, убедительно подтверждающий теорию моего покойного коллеги Клауса Шультена о том, что птицы воспринимают магнитные поля одним из способов. Механизм включает некоторые неравновесные скорости химических реакций, которые в необычайной степени зависят от магнитных полей. Поляризация света служит только для того, чтобы вызвать правильную химию в глазах птиц. Информация о поле вообще отсутствует в световой волне.

Майк В.

(опубликовано 10.11.2017)

Дополнение №11: магнитооптика

Вопрос:

Тогда как насчет магнитооптических датчиков, которые способны фактически визуализировать магнитные поля, используя поляризованные поля? легкий: https://www.rdmag.com/content/new-sensors-optically-visualize-magnet-fields На линейно поляризованный свет воздействуют магнитные поля, и этот эффект можно наблюдать в режиме реального времени. Так что же является в данном случае наиболее очевидным носителем информации о магнитных полях? Фотоны — а точнее магнитная составляющая ЭМ волн. Свойства фотонов определяются источником излучения, как суперпозицией 3-х составляющих (ЭМ и распространения).