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¿Es la electromagnética masa real?

En sus clases de Física vol II Ch.28-2 Feynman calcula el campo impulso de un movimiento de la esfera cargada con carga en $q$, radio $a$ y la velocidad de $\mathbf{v}$. Él encuentra que el momentum total en el campo electromagnético alrededor de la esfera de carga está dada por:

$$\mathbf{p} = \frac{2}{3} \frac{q^2}{4\pi \epsilon_0} \frac{\mathbf{v}}{ac^2}.$$

Él llama el coeficiente entre el campo de impulso, $\mathbf{p}$, y la velocidad, $\mathbf{v}$, la electromagnética de la misa:

$$m_{elec}=\frac{2}{3} \frac{q^2}{4\pi \epsilon_0 a c^2}.$$

Él afirma que esta masa electromagnética $m_{elec}$ tiene que ser añadido a la norma "mecánica de masas" de la esfera para dar el total observado de la masa del objeto.

Sería este punto de vista sea aceptado por la mayoría de los físicos de hoy en día?

Tiene alguna experimentos sido realizados que muestran el efecto de la adicional electromagnética de la misa en la dinámica de un macroscópica objeto cargado?

Supongo que el problema es que dicho efecto sólo sería lo suficientemente grande como para ser observable por partículas cargadas como los electrones. En ese caso sería difícil distinguir mecánico de la masa, presumiblemente debido a que el campo de Higgs, electromagnéticos masa. Tal vez se podría realizar un alta energía/corto de longitud de escala de un experimento sobre un electrón que excluye el efecto de la masa electromagnética?

2voto

este electromagnético masivo $m_{elec}$ tiene que ser añadido a la norma "mecánica de masas" de la esfera para dar el total observado de la masa del objeto.

Sería este punto de vista sea aceptado por la mayoría de los físicos de hoy en día?

Que es una mala idea. Por qué?

No hay ninguna razón (en este caso) para contar la cantidad de $m_{elec}$, definidos en base a la EM impulso distribuidas en todo el espacio infinito, a la masa total de la esfera.

Desde $m_{elec}$ es introducido en un escenario donde la esfera se mueve, vamos a pensar acerca de esta configuración. Presumiblemente, las ideas detrás de recuento $m_{elec}$ como contribución a la masa inercial son algo como esto:

  1. cuando externo (no electromagnéticos) de la fuerza de $\mathbf F_{ext}$ actúa en la esfera de carga, la ecuación de movimiento de la esfera puede ser escrito como

$$ \frac{d}{dt} \bigg( \gamma m_{mech}\mathbf v \bigg)=\mathbf F_{ext} + \mathbf F_{em.el estrés} $$ donde $m_{mech}$ es mecánico de la masa de los sin carga de la esfera y de $\mathbf F_{em.stress}$ es EM auto-fuerza que actúa sobre la esfera debido a sus propios cargos y expresable por la Maxwell tensor de tensiones.

  1. La em. el estrés de la fuerza se puede expresar como

$$ \mathbf F_{em.el estrés} = -\frac{d\mathbf P_{Poynting}}{dt} $$

donde $\mathbf P_{Poynting}$ es Poynting impulso (integrante de la Poynting impulso de la densidad) de que el campo fuera de la esfera.

  1. $\mathbf P_{Poynting}$ es, al menos para velocidades bajas, directamente proporcional a la velocidad de la esfera, de manera similar a la mecánica de impulso: $$ \mathbf P_{Poynting} = m_{em} \mathbf v $$

donde $m_{em}$ es un coeficiente dependiente de la carga y el tamaño de la esfera. Fue nombrado electromagnética de la masa.

En conjunto, estas 3 ideas conducen a la conclusión de que la esfera con carga tiene mayor masa.

Idea 1. es cierto en macroscópica de la teoría; se trata de una formulación de la ecuación de movimiento en la presencia de EM fuerzas.

La idea 2. es cierto, sólo proporcionan un flujo de EM impulso hacia o desde el infinito es cero. Esto es cierto si el campo electrostático fuera de algunos imaginaria esfera que contiene el material de la esfera en cuestión. Por supuesto, esto puede suponer cierto, ya que no tenemos ninguna prueba en contrario - que sabe lo que hay ahí fuera. Aún así, es un especial de la asunción con ningún fundamento en la experiencia.

(EM impulso fuera de la esfera no tiene relación directa con el movimiento de la esfera. Si usted está pensando que la tasa de cambio de $\mathbf P_{Poynting}$ da menos la tasa de cambio del resto de impulso en la esfera y en su interior, este es injustificado porque no sabemos en que momento total del mundo es constante que depende del estado del campo en el infinito y que no es parte de la teoría.)

La idea 3. es válida siempre y cuando la esfera se mueve de forma rectilínea. Para tal movimiento, la inercia de masa de la esfera no se manifiesta de ninguna manera. La esfera debe ser sometido a una fuerza externa y el cambio en su velocidad debe ser medido. Cuando los cambios de velocidad, los campos EM en el observador marco ya no es el de rectilinerly movimiento de la esfera, pero contiene ondas. Esto significa que la fórmula en la 3 ya no se justifica, y en la mayoría de los casos no será válido.

Esto significa que la idea de EM de masa basado en EM impulso de campo en las afueras de es errónea. También es innecesario, ya que tenemos la ecuación de movimiento (ver 1.) que puede ser utilizado para modelar el movimiento de la esfera (con la normal de la mecánica de la masa).

Esto no quiere decir que no hay electromagnética masa; sólo que en este caso particular, se ha calculado en un inválido.

Los sistemas de cargos que permanecen juntos durante algún tiempo y tienen distinto de cero energía EM distribuidos en sus proximidades la experiencia de defecto de masa (positivo o negativo) debido a la EM de la interacción. Por ejemplo, positiva y negativa de las partículas juntos tendrán positivo defecto de masa - inferior de la masa inercial que es la suma de sus mecánicas de masas.

Tiene alguna experimentos sido realizados que muestran el efecto de la adicional electromagnética de la misa en la dinámica de un macroscópica objeto cargado?

Yo no lo creo.

2voto

SBWorks Puntos 245

Este punto de vista no sería aceptada por los físicos de hoy en día.

Las partículas cargadas mecánica de masa, momentum y energía (descanso y cinética) y los campos de la energía y el impulso. La energía Total se conserva. Momento Total se conserva.

Hay casos en los que puede ser sensible a imaginar campo impulso como una mecánica adicional impulso? Seguro, considere el papel de "potencial Electrostático de la energía que conduce a una masa inercial cambio para un sistema de dos cargas puntuales" por Timothy Boyer en la revista American Journal of Physics 46(4) 383-385 (1978); http://dx.doi.org/10.1119/1.11328

Es un papel corto pero el punto es que si usted caso omiso de las fuerzas que las cargas que se ejercen sobre cada uno de los otros, a continuación, pueden juntos y actuar colectivamente como una partícula de masa diferente. En realidad no es más que una partícula, cada uno con su propia masa, su propia energía mecánica, y su mecánico propio impulso. Y hay campos, tanto externos y de cada carga. Y los campos, en conjunto, el campo de la energía y el campo de impulso. Y cuando se ejercen fuerzas sobre las cargas cada partícula se siente una fuerza y cambia su energía y el impulso en consecuencia y también de intercambio de energía y de momento con los campos a través de la cual las partículas cargadas en el sistema también se afectan unos a otros.

Así que no es que usted debe agregar el campo impulso al desnudo mecánica impulso para obtener algún tipo de mecánica total impulso. La correcta física es que usted necesita momentum total que incluye todos los mecánicos impulso (es decir, $\gamma m \vec v$ por cada partícula de masa $m$) y de todo el campo de impulso. Y la única desviación permitida es que si quieres ignorar algunos de los efectos que usted puede tratar de salirse con la suya haciendo mal al tratar de compensar mediante el ajuste de algunas otras cosas.

Pero se advirtió. A veces la gente fudge las cosas en un marco dependientes manera. Por ejemplo, con su esfera de carga debe incluir la energía de enlace de mantener la carga de la esfera antes de que usted consigue algo que es relativistically covariante. Si se incluyen de todo, entonces funciona bien. Pero si has incluido todo lo que usted acaba de tener el mecánico regular el impulso de cada cargo y el campo total impulso desde el campo total. O, más probablemente, de medir los cambios en el impulso.

También, puede ser importante tener ímpetu encuentra en el lugar correcto para relativista razones.

0voto

David J. Sokol Puntos 1730

Como se puede deducir de los libros de texto, este campo "momentum" se mueve de acuerdo a las ecuaciones de Maxwell, donde el electrón es un punto habitual-como de carga. Y la carga se mueve de acuerdo a su mecánica de la ecuación con un fenomenológica (experimental) de la masa. Así, no hay necesidad de añadir nada a la de los últimos ya está todo OK. Cuando se le agrega la masa electromagnética a la parte experimental de la masa, se introduce un error en la ecuación. Las soluciones se vuelven malas. Para corregir este error, se añade también un "desnudo masivo" de signo opuesto a cancelar la masa electromagnética. Por lo tanto, no queda nada de ella en las ecuaciones. Puedo decir con seguridad que no hay electromagnética de la masa. Pero hay un electromagnética defecto de masa debido a la interacción (no debido a la "auto-acción").

-2voto

Alex Gontmakher Puntos 714

"Sería este punto de vista sea aceptado por la mayoría de los físicos de hoy en día?"

No no!

¿Por qué no? Porque Thomson, en 1881, y por lo tanto también de Feynman y todos QM que el uso de Thomson derivación, violar la ley de conservación de la energía.

Thomson, Feynman y QM ignorar injustamente, con su derivación en clases de Física vol II Ch.28-2, 1/3 de la masa electromagnética.

La violación de la ley de conservación de la energía por Thomson, Feynman y QM en general se demostró en la sección 4, "La Electromagnética Masa" del artículo "La Equivalencia de las Magnético y la Energía Cinética" .

Este error es también el origen de la famosa 4/3 problema ikn la Física!

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