Свойства фотона

« . в уравнениях не учитывается ни дискретная структура электрических зарядов и токов, ни квантовый характер самих полей.»

Физическая энциклопедия. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ.

Нельзя упрекать Максвелла в том, что, рассматривая электродинамические процессы, он не учитывал квантовый характер зарядов и полей, и тем самым не предвидел дискретность электрических токов и электромагнитных волн (жил в XIX веке). Исходя из современных представлений, при расчетах в электродинамике необходимо учитывать дискретность электрических зарядов, токов и квантовый характер самих полей (потоков, возмущений). Векторные поля, согласно электродинамике, - это потоки индукции, т.е. квантовый характер полей - это квантовый (дискретный) характер электрических и магнитных потоков индукции.

Электродинамика Максвелла, учитывающая квантовую природу полей и дискретность токов, является квантовой, и она стала квантовой (независимо от ее названия) с того момента, когда было установлено, что заряды имеют квантовую природу (1897). В такой квантовой электродинамике Максвелла (КЭДМ) квантами поля являются элементарные электрические заряды (кванты заряда), а не фотоны (кванты света), как в КЭД, что позволяет рассчитывать дискретные электромагнитные волны. При этом фотоны представлены естественным образом как дискретные вихревые потоки электрического смещения поля, которые, согласно B

= m0[vD]

, также обладают магнитной индукцией, т.е. представляют дискретные электромагнитные потоки. Таким образом, согласно КЭДМ, фотон представляет элементарный электромагнитный поток, состоящий из кванта электрического потока и кванта магнитного потока.

Если в уравнениях учитывать квантовый характер полей и дискретную структуру токов смещения, то в расчетах электромагнитных волн появляется дискретность, что соответствует принципу корпускулярно-волнового дуализма. Квант электромагнитного потока излучения состоит из кванта электрического потока и кванта магнитного потока, т.е. энергия электромагнитного кванта состоит из энергии кванта электрического потока и энергии кванта магнитного потока.

« . плотность энергии электромагнитного поля складывается из плотностей энергии электрического и магнитного полей.»

Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.258.

« . в бегущей плоской электромагнитной волне электрическая энергия в любой момент равна магнитной.»

Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.18.

Наименьшее поперечное возмущение (дискретная волна) состоит из двух разноименных областей возмущения в один квант заряда, между которыми существует элементарный электрический поток величиной в один квант потока, т.е. ток электрического смещения поля:

Iсм = 2ev,

где e - квант электрического потока (квант количества электричества), v - частота. Зная силу тока, можно найти магнитную энергию электромагнитного кванта:

Wм = IсмФ0/2,

где Ф0 - квант магнитного потока (квант количества магнетизма). Согласно электродинамике, в поперечной электромагнитной волне электрическая энергия всегда равна магнитной Wэ = Wм, поэтому полная энергия электромагнитного кванта равна:

W = Wэ + Wм = 2Wм = IсмФ0.

Коэффициент пропорциональности h = 2eФ0 упрощает выражение:

W = IсмФ0 = 2eФ0v = hv.

Зная частоту изменения магнитного потока, можно найти ЭДС:

U = 2Ф0v.

Эффективная мощность электромагнитного возмущения:

P = UIсм = 2Ф0v·2ev = 4eФ0v2.

Протяженность поперечного возмущения равна половине длины волны, так как в поперечном возмущении разноименные области расположены поперечно, а не продольно, что является отличием поперечного возмущения от продольного. Т.е., чтобы найти энергию, надо умножить мощность на время, равное половине периода:

Другое по теме

Солнечно-земная физика
На страницах научной литературы в последнее время часто встречается термин солнечно-земная физика, смысл которого каждый специалист понимает по-своему. Систематически используют этот термин специалисты, занимающиеся физикой Солнца, геомагнитного поля, верхней атмосферы. Все больший интерес к солнечно-земной физике пр ...

Астероиды вблизи Земли
Возможно, нам, жителям Земли, наиболее важно знать астероиды, орбиты которых близко подходят к орбите нашей планеты. Обычно выделяют три семейства сближающихся с Землёй астероидов. Они названы по именам типичных представителей - малых планет: 1221 Амур, 1862 Аполлон, 2962 Атон. К семейству Амура относятся астероиды, ор ...