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電磁 標題:電磁波的能量來源
1:vimchiz(國中)張貼:2010-09-07 21:22:47:

課本上說

電荷的加速或減速可以產生電磁波

但老師又說帶電體本身不會損失任何能量

而電磁波又算能量

我有兩個問題

1.據我所知 電磁波會產生是因為電場變化生磁場 磁場變化再產生電場 如此交互的重複下去

那為何等速移動的電荷能產生磁場卻無法產生電磁波?

2.既然帶電體本身不失能量 那電磁波的能量從哪來?

((我是高一生 對於電場和電磁波的概念只能自己預習

所以也許有所錯誤  煩請指正


2:黃福坤(研究所)張貼:2010-09-07 22:19:46: [回應上一篇]
1. 所謂波 是隨空間變化會有時間延遲的周期性變化
等速移動的電荷 能產生波的性質嗎?
況且相對等速移動的慣性座標觀察者而言 該電荷就變成靜止的電荷
2. 電荷會加速必然需要外力 否則不會無端加速 所以能量的來源 源自...

歡迎參考 電荷加速產生電磁波:的模擬



3:vimchiz (高中)張貼:2010-09-08 20:57:26: [回應上一篇]

第一題大概明白了

總之電磁波就是因空間變化而光速有限而產生的延遲現象

((那電力線(還是應該叫場?)的變化是否就是電磁波呢?

所以如果有一個外力對電荷作功而生加速度 那是否就是這個功將某部分的能量轉為電磁波

也就是功並沒完全轉為動能 而有部分轉為電磁波 是這樣嗎?

 

 


4:黃福坤(研究所)張貼:2010-09-08 22:48:50: [回應上一篇]
如果電荷以固定周期在天線兩端來回振盪 其一個周期的平均動能 是否固定
但是需外力做功或交流電壓持續 讓電荷來回振盪

5:vimchiz (高中)張貼:2010-09-09 21:08:27: [回應上一篇]

電荷以固定周期震盪的條件是否需要外力介入?

依我目前的看法是需要 所以平均動能固定?(失去的動能由外力補回)

但書籍上寫電荷加速或減速不會消耗原本的動能  照這樣看來 是會越來越快?

 

 

抱歉 從上面的動畫看來 我似乎只能了解電荷''震盪''能產生電磁波

但如果是單純值線加速 那產生的''變化電力線''不是只會呈一道弧線嗎

((因為發出電力線的源頭 只會朝單一方向前進

這樣不就不會形成波(沒完整波峰及波谷)嗎? 

 


6:黃福坤(研究所)張貼:2010-09-09 21:27:15: [回應上一篇]
1.
Quote:
籍上寫電荷加速或減速不會消耗原本的動能  照這樣看來 是會越來越快?


請說清楚 你想表達的情境?? 還有說明 會愈來愈快的原因? 與你準備用何種方式讓電荷加速? 你是繼續談之前的電荷來回振盪 還是轉換狀況 變成討論 電荷加速 如加速器???

2.
例如 X光產生器 (加速電子撞擊靶 的急速減速過程 產生X光)
會是持續的電子被加速 而不會是只有一個電子加速
真的只有一個電子 那產生的電磁訊號也相當微弱 測量不到!
同步輻射 利用讓電子束轉彎(也是一種加速) 產生 同步輻射光 供應實驗需求!



7:vimchiz (高中)張貼:2010-09-11 19:48:30: [回應上一篇]

抱歉沒表達清楚

我是想繼續討論電荷來回震盪

也許我沒了解''電荷來回震盪''的情境

為何電子得以來回震盪?

我是認為來回震盪指的是方向改變

那方向改變應該需要外力做功或交流電壓持續吧

如果是這樣 那討論''電荷以固定周期在天線兩端來回振盪 其一個周期的平均動能 是否固定''

的意義為何呢

因為平均動能是由外力或交流電壓來決定的阿

 

從維基百科得知同步輻射的定義為:

帶電粒子在電磁場''偏轉''時 從運動切線方向發出的一種電磁輻射

但我的問題是 電荷''直線''加速時所改變的電力場(電磁波)

會有所謂的波峰及波谷嗎

因據我觀察 動畫中電荷是來回震盪才會有波峰及波谷的產生

也才會是波的樣子

 

 

也許是我理解力不足

從以上的討論還是看不出''加速或減速的電荷''產生具能量的電磁波的同時

會不會損失能量

煩請指教


8:Louis Lawrence榮譽點數1點 (大學)張貼:2010-09-12 00:44:18: [回應第1篇] ,本留言獲[]給賞金共 1 點

個人對於電荷運動產生電磁波的看法有跟討論的不太一樣

個人還是基於電磁波產生的基本定義:是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動,其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面

再來看看磁場,畢歐沙發定律:載有電流的導線(載流導線),在其周圍所產生的磁場

所以單一電荷運動我們也就可以把它看成是電流,所以電荷運動產生磁場

就可以解釋:電荷運動速度改變亦或電流大小改變,則磁場也隨之變化就有了電場與磁場的振盪,就產生了電磁波,而等速度運動的電荷與磁場沒有變化,也就不會與電場振盪所以沒有電磁波

至於帶電體本身不會損失能量我覺得有問題,從拉賽福的原子模型的敗筆來說,電子會因加速度運動輻射電磁波而最終崩潰,所以應該會損失能量吧

這個問題對高一似乎太困難了,以上還請各位大大指教


9:黃福坤(研究所)張貼:2010-09-12 01:05:09: [回應上一篇]
波的產生方式可以有很多種 模擬中一個電子以正弦函數來回震盪只是其中一種方式

電荷加速時 會讓空間電場與磁場隨時間變化
因此可引發附近空間 磁場/電場 跟著變化 如此交替循環 就是波


10:vimchiz (高中)張貼:2010-09-13 21:41:23: [回應第8篇]

如果這是對的話 那著實是點醒了夢中人

感恩^^

也感謝教授指教 


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