И...еще о векторе Пойнтинга

Сообщение №18724 от Бел 26 марта 2003 г. 16:25
Тема: И...еще о векторе Пойнтинга


Вчера в книжке, в которую давно не заглядывал, обнаружил статью.
Х.Оганян "Что такое спин?" (Физика за рубежом. Б. Преподавание. Сборник статей. Москва, "Мир", 1988, стр 68-79). Это перевод: Ohanian H.C. - Amer.J.Phys., June 1986,v.54, N 6, p.500.
Обсуждается вопрос о том, имеет ли спин наглядную интерпретацию. Утверждение автора:да, имеет. И вектор Пойнтинга имеет к этому самое непосредственное отношение.
Из аннотации:
"... на основе расчета, выполненного Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939, v.6, p.887) можно показать, что спин можно рассматривать как момент импульса, порожденный циркулирующим потоком энергии в поле электронной волны. Точно так же магнитный момент электрона можно рассматривать как создаваемый циркулирующим течением заряда в поле его волны."
Из введения:
" Он (Белинфанте ) показал, что спин можно рассматривать как момент, возникающий в результате циркулирующего потока энергии, или плотности импульса в поле волны электрона. Такая модель спина оказалась пригодной не только для электронов, но и для фотонов, векторных мезонов и гравитонов: во всех этих случаях спиновый момент обязан своим появлением циркулирующему потоку энергии в соответствующих полях."
Дальше - трудные для меня формулы.
Вопрос:
Есть ли элемент истины в этой модели, и, если есть, то насколько серьезный?


Отклики на это сообщение:

>
> Вчера в книжке, в которую давно не заглядывал, обнаружил статью.
> Х.Оганян "Что такое спин?" (Физика за рубежом. Б. Преподавание. Сборник статей. Москва, "Мир", 1988, стр 68-79). Это перевод: Ohanian H.C. - Amer.J.Phys., June 1986,v.54, N 6, p.500.
> Обсуждается вопрос о том, имеет ли спин наглядную интерпретацию. Утверждение автора:да, имеет. И вектор Пойнтинга имеет к этому самое непосредственное отношение.
> Из аннотации:
> "... на основе расчета, выполненного Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939, v.6, p.887) можно показать, что спин можно рассматривать как момент импульса, порожденный циркулирующим потоком энергии в поле электронной волны. Точно так же магнитный момент электрона можно рассматривать как создаваемый циркулирующим течением заряда в поле его волны."
> Из введения:
> " Он (Белинфанте ) показал, что спин можно рассматривать как момент, возникающий в результате циркулирующего потока энергии, или плотности импульса в поле волны электрона. Такая модель спина оказалась пригодной не только для электронов, но и для фотонов, векторных мезонов и гравитонов: во всех этих случаях спиновый момент обязан своим появлением циркулирующему потоку энергии в соответствующих полях."
> Дальше - трудные для меня формулы.
> Вопрос:
> Есть ли элемент истины в этой модели, и, если есть, то насколько серьезный?

Добавлю в вашу копилку статью
Birth of resonances in the spin-orbit problem of celestial mechanics
Речь идет о спин-орбитальной задаче для спутников планет. Это вам не фотоны-электроны:)


> Обсуждается вопрос о том, имеет ли спин наглядную интерпретацию. Утверждение автора:да, имеет. И вектор Пойнтинга имеет к этому самое непосредственное отношение.
Здорово! Не задумывался над этим раньше. Правда, я бы не сказал, что это НАГЛЯДНАЯ интерпретация. Но взаимосвязь!

> "... на основе расчета, выполненного Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939, v.6, p.887) можно показать, что спин можно рассматривать как момент импульса, порожденный циркулирующим потоком энергии в поле электронной волны.
Видимо, это хорошая квазиклассическая интерпретация. В квантовой механике все это конечно выводится, но уж совсем абстрактно.

> Точно так же магнитный момент электрона можно рассматривать как создаваемый циркулирующим течением заряда в поле его волны.
Вот тут сомневаюсь в интерпретации. Заряд электрона бегает по кругу в собственном поле?

> " Он (Белинфанте ) показал, что спин можно рассматривать как момент, возникающий в результате циркулирующего потока энергии, или плотности импульса в поле волны электрона. Такая модель спина оказалась пригодной не только для электронов, но и для фотонов, векторных мезонов и гравитонов: во всех этих случаях спиновый момент обязан своим появлением циркулирующему потоку энергии в соответствующих полях."
> Дальше - трудные для меня формулы.
> Вопрос:
> Есть ли элемент истины в этой модели, и, если есть, то насколько серьезный?
Действительно, получается, механический момент (спин) можно связать с ротацией энергии в скрещенных электрическом и магнитном полях электрона. Даже не просто можно связать, а именно ротация энергии и дает механический момент!

Но происхождение самого магнитного момента электрона вряд-ли так возможно интерпретировать... Как и происхождение его электрического поля (все таки поля одной природы). Я уверен, что происхождение заряда электрона и его магнитного момента классическая физика без квантовой объяснить не может в принципе!


> > Обсуждается вопрос о том, имеет ли спин наглядную интерпретацию. Утверждение автора:да, имеет. И вектор Пойнтинга имеет к этому самое непосредственное отношение.
> Здорово! Не задумывался над этим раньше. Правда, я бы не сказал, что это НАГЛЯДНАЯ интерпретация. Но взаимосвязь!

> > "... на основе расчета, выполненного Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939, v.6, p.887) можно показать, что спин можно рассматривать как момент импульса, порожденный циркулирующим потоком энергии в поле электронной волны.
> Видимо, это хорошая квазиклассическая интерпретация. В квантовой механике все это конечно выводится, но уж совсем абстрактно.

> > Точно так же магнитный момент электрона можно рассматривать как создаваемый циркулирующим течением заряда в поле его волны.
> Вот тут сомневаюсь в интерпретации. Заряд электрона бегает по кругу в собственном поле?

> > " Он (Белинфанте ) показал, что спин можно рассматривать как момент, возникающий в результате циркулирующего потока энергии, или плотности импульса в поле волны электрона. Такая модель спина оказалась пригодной не только для электронов, но и для фотонов, векторных мезонов и гравитонов: во всех этих случаях спиновый момент обязан своим появлением циркулирующему потоку энергии в соответствующих полях."
> > Дальше - трудные для меня формулы.
> > Вопрос:
> > Есть ли элемент истины в этой модели, и, если есть, то насколько серьезный?
> Действительно, получается, механический момент (спин) можно связать с ротацией энергии в скрещенных электрическом и магнитном полях электрона. Даже не просто можно связать, а именно ротация энергии и дает механический момент!

> Но происхождение самого магнитного момента электрона вряд-ли так возможно интерпретировать... Как и происхождение его электрического поля (все таки поля одной природы). Я уверен, что происхождение заряда электрона и его магнитного момента классическая физика без квантовой объяснить не может в принципе!


---Прецессия магнитного волчка, вне зависимости от природы механического момента, с релятивистскими скоростями вращения дает дискретный ряд значений проекций произвольного момента импульса на ось прецессии. Физика этого явления проста и понятна: 1. Необходимо учитывать время прохождения эл.магнитной волны от одного вращающегося "полюса" до другого и учитывать действие "полюсов" друг на друга. Эту задачку решает ТОЭ. 2. Условия синхронного вращения - задача на минимум потенциальной энергии связанной пары магнитных ротаторов (МР), обязывают механический момент иметь такой угол прецессии при произвольном значении механического момента, чтобы расстояние между вращающимися полюсами соответствовало определенному ряду: (1\2; 3\2; 5\2...)длины магнитной волны от вращающихся при прецессии "полюсов". Точное совпадение ряда значений при прецесии РМР с рядом проекций момента при прецессии для элементарных частиц позволяет сделать вывод, что собственное поле или волновая функция от электрона - это поляризованная по кругу цилиндрическая эл.магнитная волна диаметв, которой уменьшается при повышении частоты вращения. Ниже привожу отрывок из книги.

ПРЕЦЕССИЯ МАГНИТНОГО МОМЕНТА, ИМЕЮЩЕГО МЕХАНИЧЕСКИЙ МОМЕНТ

Рассмотрим прецессию релятивистского гироскопа, имеющего параллельные
магнитный и механический моменты. Подобными свойствами обладают элементарные
частицы нуклоны, электроны и атомные ядра химических элементов.

При воздействии на гироскоп внешнего
момента сил вокруг его оси возникает прецессионное вращение, причем, при угле
прецессии $Q_1$ между механическим моментом импульса гироскопа и внешним
моментом сил, равном $\pi/2,$ возникает поле одного магнитного ротатора.
Проекция его момента импульса на ось прецессии равна нулю. При
углах $Q_2, Q_3,$ меньших $\pi/2$, гироскоп, каждый магнитный полюс которого
описывает в пространстве окружность, возбуждает вращающееся магнитное поле
двух магнитных квазиротаторов. Они синхронно вращаются на одной оси, их
магнитные моменты параллельны (рис.5). Если прецессионное вращение
осуществляется с релятивистскими скоростями, то расстояние $x$ между двумя
образовавшимися РМР, согласно (9), может принимать только значения
$x_n =\lambda /2 + \pi n$, где $n=1,2....$. Поэтому, при воздействии внешнего
момента на релятивистский гироскоп, имеющий магнитный и механический моменты
произвольной величины, угол прецессии изменяется скачкообразно таким образом,
чтобы расстояние между РМР равнялось одному из значений $x_n$.
У прецессирующего РМР расстояние между квазиротаторами
может быть только равным $0;\lambda/2;3\lambda/2;5\lambda/2$ и т.д.
Как показано
выше, численное значение момента импульса эл.магнитного поля синхронносвязанной
пары РМР пропорционально количеству длин волн между ротаторами.
Так, при расстоянии между РМР в одну длину волны $\lambda$ момент импульса,
связывающего эл.магнитного поля, равен $\hbar$. Вследствие этого,
проекция механического момента произвольной величины на ось прецессии РМР
может принимать только следующие значения: $0; \hbar/2; 3\hbar/2; 5\hbar/2$
и т. д. Подобным образом прецессируют ядра атомов, в этот ряд попадают все
элементарные частицы - фермионы. Изменение проекции момента импульса
прецессирующего РМР может быть только кратным $\hbar$.

Движение элементарных частиц в микромире происходит с очень высокими,
релятивистскими скоростями.
При вращении или прецессии магнитных моментов микрочастиц линейная скорость
движения магнитного поля достигает скорости света. Поэтому поведение
элементарных частиц в некоторых случаях может объясняться свойствами
эл.магнитных полей РМР.
Когда Гаудсмит и Уленбек выдвинули гипотезу спина электрона, как малого твердого
тела, вращающегося вокруг своей оси, то пороком этой модели оказался тот факт,
что скорость вращения, вычисленная исходя из величины спина и оценки радиуса
электрона, оказалась больше скорости света. Однако гипотеза спина быстро
завоевала признание благодаря ее огромному успеху в объяснении эффекта Зеемана
и дублетной структуры спектральных линий. Было достигнуто общее соглашение,
состоящее в замене наглядных картин абстрактными математическими символами,
например $\Psi$. Особенно это касается картины вращения, которая была заменена
математическими характеристиками представлений группы вращений в трехмерном
пространстве. Паули утверждал, что спин - это "чисто квантово механическое свойство
... классически необъяснимая двухкомпонентность". Таким образом, физики постепенно
стали рассматривать спин как глубинное квантовое свойство электрона, которое
недоступно физическому объяснению. "Отсутствие наглядной картины спина оставляет
печальный пробел в понимании квантовой механики. Тот факт, что эта
неудовлетворительная ситуация почти всегда игнорируется, еще больше удивляет,
когда становится ясно, что способ заполнить этот пробел был найден еще в 1939 г.
в работе Белинфанте. Он показал, что спин можно рассматривать как момент,
возникающий в результате циркулирующего потока энергии или плотности импульса
в поле волны электрона. Такая модель спина оказалась пригодной не только для
электронов, но и для фотонов, векторных мезонов и гравитонов: во всех этих
случаях спиновый момент обязан своим появлением циркулирующему потоку энергии
в соответствующих полях. Таким образом, несмотря на распространенное убеждение,
спин электрона имеет близкий классический аналог - момент импульса
электромагнитной поляризованной по кругу волны. Кроме того, в соответствии с
результатом полученным Гордоном в 1928 г., магнитный момент электрона возникает
из-за циркулирующего течения заряда в поле электронной волны. Это означает,
что ни спин, ни магнитный момент не являются внутренними свойствами электрона:
они не имеют ничего общего с его внутренней структурой, а оба связаны со
структурой поля его волны". "Эти вычисления показывают, что спин - это волновое
свойство, независимо от того, классическая это волна или квантовая. Единственное
фундаментальное различие между ними состоит в том, что спин классической волны -
непрерывная макроскопическая величина, в то время как квантовый спин
представляется квантово механическим оператором и имеет дискретный спектр значений".
"Кроме того, если сравнить расчеты момента импульса в дираковском и
электромагнитном полях, то становится очевидным, что спин электрона полностью
аналогичен моменту импульса классической поляризованной по кругу волны".
"Бросающейся в глаза особенностью нарисованной физической картины является
тесная связь спина и орбитального момента. Обе эти величины возникают в связи
с циркулирующим потоком энергии в полях волн, а различие между ними обусловлено
математической процедурой разделения момента импульса на две независимые части.
Общий подход к рассмотрению природы спина и орбитального момента дает возможность
понять природу спина так же хорошо, как природу орбитального момента, и
перестать считать какой-то загадочной величиной"[13].

Квантовая статистика Ферми-Дирака справедлива для частиц подчиняющихся, принципу
Паули - в каждой энергетической ячейке может быть не более одной частицы.
Элементарные частицы фермионы известны только как частицы, обладающие
эл.магнитными свойствами - электрическим зарядом и магнитным моментом
проекция спина которых кратна $1/2 \hbar$. Так как
нейтрон - это фермион не имеющий электрического заряда, то наличие магнитного
момента является основной причиной принуждающей прецессировать элементарные
частицы фермионы подобно РМР.
Гинсбург В.Л. высказал идею о необходимости учета пространственной протяженности
магнитной частицы и об "учете реакции собственного поля частицы" [14].
Добавим к этой идее необходимость учета временной задержки реакции частицы
на собственное поле при релятивистских скоростях вращения или прецессии.
Совпадение дискретного спектра значений при прецессии РМР и спинов фермионов
позволяет сделать вывод, что эл.магнитное поле от вращающегося или
прецессирующего магнитного момента элементарных частиц и является собственным
полем этих частиц которое описывается волновой функцией.

Прецессия спина микрочастиц считается сугубо квантовым явлением, не имеющим
в классической физике аналога. На основании вышеизложенного можно
сделать вывод, что, по мнению автора, прецессия элементарных частиц
является не квантовым, а классическим явлением, происходящим при взаимодействии
волн от собственных магнитных полюсов, разнесенных друг от друга, при
релятивистских скоростях их вращения.


>
> Вчера в книжке, в которую давно не заглядывал, обнаружил статью.
> Х.Оганян "Что такое спин?" (Физика за рубежом. Б. Преподавание. Сборник статей. Москва, "Мир", 1988, стр 68-79). Это перевод: Ohanian H.C. - Amer.J.Phys., June 1986,v.54, N 6, p.500.
> Обсуждается вопрос о том, имеет ли спин наглядную интерпретацию. Утверждение автора:да, имеет. И вектор Пойнтинга имеет к этому самое непосредственное отношение.
> Из аннотации:
> "... на основе расчета, выполненного Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939, v.6, p.887) можно показать, что спин можно рассматривать как момент импульса, порожденный циркулирующим потоком энергии в поле электронной волны. Точно так же магнитный момент электрона можно рассматривать как создаваемый циркулирующим течением заряда в поле его волны."
> Из введения:
> " Он (Белинфанте ) показал, что спин можно рассматривать как момент, возникающий в результате циркулирующего потока энергии, или плотности импульса в поле волны электрона. Такая модель спина оказалась пригодной не только для электронов, но и для фотонов, векторных мезонов и гравитонов: во всех этих случаях спиновый момент обязан своим появлением циркулирующему потоку энергии в соответствующих полях."
> Дальше - трудные для меня формулы.
> Вопрос:
> Есть ли элемент истины в этой модели, и, если есть, то насколько серьезный?

Вы меня как-то упрекали, что я ссылаюсь на А-физику. Сейчас мне вспомнился конец анекдота про Вовочку и его родителей: "...И эти люди ругают меня за то, что я ковыряюсь в носу?!" Прав был Вовочка, прав...:)


> > "... на основе расчета, выполненного Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939, v.6, p.887) можно показать, что спин можно рассматривать как момент импульса, порожденный циркулирующим потоком энергии в поле электронной волны. Точно так же магнитный момент электрона можно рассматривать как создаваемый циркулирующим течением заряда в поле его волны."
> > Из введения:
> > " Он (Белинфанте ) показал, что спин можно рассматривать как момент, возникающий в результате циркулирующего потока энергии, или плотности импульса в поле волны электрона. Такая модель спина оказалась пригодной не только для электронов, но и для фотонов, векторных мезонов и гравитонов: во всех этих случаях спиновый момент обязан своим появлением циркулирующему потоку энергии в соответствующих полях."
> > Дальше - трудные для меня формулы.
> > Вопрос:
> > Есть ли элемент истины в этой модели, и, если есть, то насколько серьезный?

> Вы меня как-то упрекали, что я ссылаюсь на А-физику. Сейчас мне вспомнился конец анекдота про Вовочку и его родителей: "...И эти люди ругают меня за то, что я ковыряюсь в носу?!" Прав был Вовочка, прав...:)

По-Вашему, статья, опубликованная в серьезном научном журнале, отностится к А-физике? Почитайте правила форума, где дано точное определение.



> Вы меня как-то упрекали, что я ссылаюсь на А-физику. Сейчас мне вспомнился конец анекдота про Вовочку и его родителей: "...И эти люди ругают меня за то, что я ковыряюсь в носу?!" Прав был Вовочка, прав...:)

Опубликуйте начало,please.


>
> > Вы меня как-то упрекали, что я ссылаюсь на А-физику. Сейчас мне вспомнился конец анекдота про Вовочку и его родителей: "...И эти люди ругают меня за то, что я ковыряюсь в носу?!" Прав был Вовочка, прав...:)

> Опубликуйте начало,please.

Это классика. Вовочка как-то услышал шум в спальне родителей, подглядывает в замочную скважину и произносит: "...И эти люди ругают меня за то, что я ковыряюсь в носу?!"


> > > "... на основе расчета, выполненного Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939, v.6, p.887) можно показать, что спин можно рассматривать как момент импульса, порожденный циркулирующим потоком энергии в поле электронной волны. Точно так же магнитный момент электрона можно рассматривать как создаваемый циркулирующим течением заряда в поле его волны."
> > > Из введения:
> > > " Он (Белинфанте ) показал, что спин можно рассматривать как момент, возникающий в результате циркулирующего потока энергии, или плотности импульса в поле волны электрона. Такая модель спина оказалась пригодной не только для электронов, но и для фотонов, векторных мезонов и гравитонов: во всех этих случаях спиновый момент обязан своим появлением циркулирующему потоку энергии в соответствующих полях."
> > > Дальше - трудные для меня формулы.
> > > Вопрос:
> > > Есть ли элемент истины в этой модели, и, если есть, то насколько серьезный?

> > Вы меня как-то упрекали, что я ссылаюсь на А-физику. Сейчас мне вспомнился конец анекдота про Вовочку и его родителей: "...И эти люди ругают меня за то, что я ковыряюсь в носу?!" Прав был Вовочка, прав...:)

> По-Вашему, статья, опубликованная в серьезном научном журнале, отностится к А-физике? Почитайте правила форума, где дано точное определение.

Спасибо за напоминание о правилах.
В свою очередь даю другую ссылку:
Рыбак
Это - верный индикатор. Не сомневайтесь:)


> По-Вашему, статья, опубликованная в серьезном научном журнале, отностится к А-физике? Почитайте правила форума, где дано точное определение.

Либо УФН - несерьезный журнал :)
http://www.scientific.ru/cgi-bin/dforum/forum.pl?forum=altern&id=1047633595
http://www.scientific.ru/cgi-bin/dforum/forum.pl?forum=common&id=1047817715


> > По-Вашему, статья, опубликованная в серьезном научном журнале, отностится к А-физике? Почитайте правила форума, где дано точное определение.

> Либо УФН - несерьезный журнал :)
> http://www.scientific.ru/cgi-bin/dforum/forum.pl?forum=altern&id=1047633595
> http://www.scientific.ru/cgi-bin/dforum/forum.pl?forum=common&id=1047817715

Я уж не говорю о том, что со времени опубликования статьи Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939) прошло столько времени, что его подход к "объяснению" природы спина давно стал бы классическим, если бы был верным. Однако "нормальные" физики не согласились заменить чисто квантовую характеристику на некий классический аналог. Может, правильно сделали?


> > > По-Вашему, статья, опубликованная в серьезном научном журнале, отностится к А-физике? Почитайте правила форума, где дано точное определение.

> > Либо УФН - несерьезный журнал :)
> > http://www.scientific.ru/cgi-bin/dforum/forum.pl?forum=altern&id=1047633595
> > http://www.scientific.ru/cgi-bin/dforum/forum.pl?forum=common&id=1047817715

> Я уж не говорю о том, что со времени опубликования статьи Белинфанте (Belinfante F.J. - Physica, 1939) прошло столько времени, что его подход к "объяснению" природы спина давно стал бы классическим, если бы был верным. Однако "нормальные" физики не согласились заменить чисто квантовую характеристику на некий классический аналог. Может, правильно сделали?

Все-таки статья была опубликована в журнале в 1939 году, когда не прошло и 13 лет с создания квантовой механики Шредингером и Гейзенбергом.
И потом, предложенное объяснение не более чем интерпретация на классических образах. В квантовой механике нет и не может быть понятия вектора Пойнтинга, это все-таки из классической электродинамики. Поэтому естественно КМ не взяла это на вооружение. У квантовой механики принципиально отличный матаппарат, и поэтому никакие величины не заменяются на классические аналоги, например оператор импульса (хотя иногда величины просто совпадают, например, время).
Еще раз повторяю, что уже говорили: ЭТО НАГЛЯДНАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ! (ИМХО не такая уж и наглядная).

ЗЫ. А УФН действительно в последнее время сильно упал уровнем. Скоро в нем будет просто зазорно публиковаться уважающему себя ученому. Зато у нас будет свой собственный журнал альтернативной науки. Может оно и к лучшему, будет сразу известно, кто из ху... Все разойдутся по своим компашкам (я надеюсь).
И будет полный тьплюрализьм!


Загляните ко мне на силовые трансформаторы. Там истинная теория потока вектора Пойнтинга. Которую после Максвелла так и не закончили...


> Загляните ко мне на силовые трансформаторы. Там истинная теория потока вектора Пойнтинга. Которую после Максвелла так и не закончили...

Интересная мысль. Но до Вас далеко, так что пошел в соседний корпус, который выдает в цикле на обмотки 10 кВ, 12кА. Спросил, как у них с Пойнтингом. Заботливо отвели в отдельную комнату и велели полежать на диванчике - сказали, что я, наверное, переутомился...


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100