Thế trễ và Bức xạ

Các nguồn biến đổi theo thời gian tạo ra các thế phụ thuộc vào nguồn tại một thời điểm trước đó, và các điện tích tăng tốc bức xạ công suất được cho bởi công thức Larmor.

Definition

Thế trễ là nghiệm của các phương trình sóng cho các thế điện từ, trong đó đóng góp của nguồn được đánh giá tại thời gian trễ, có tính đến tốc độ truyền hữu hạn; từ đó suy ra các trường bức xạ và công suất bức xạ của các điện tích tăng tốc.

Scope

Chủ đề này bao gồm việc giải các phương trình Maxwell cho các nguồn phụ thuộc thời gian: thế vô hướng và thế vectơ trễ, thế và trường Liénard-Wiechert của một điện tích điểm chuyển động, sự phân tách giữa trường gần và trường bức xạ, và các công thức Larmor và Larmor tương đối tính cho công suất bức xạ. Nó thiết lập khuôn khổ chung để từ đó các hệ thống bức xạ cụ thể được suy ra.

Core questions

• Làm thế nào để tính toán các thế của các nguồn biến đổi theo thời gian với sự trễ?
• Trường của một điện tích điểm chuyển động tùy ý là gì?
• Một điện tích tăng tốc bức xạ bao nhiêu công suất?

Key concepts

• thời gian trễ
• thế trễ
• thế Liénard-Wiechert
• trường bức xạ
• trường gần
• công thức Larmor
• phản ứng bức xạ

Key theories

Thế trễ

Các thế tại một điểm và thời điểm được xác định bởi điện tích và dòng điện tại thời điểm trễ trước đó, phản ánh rằng ảnh hưởng điện từ truyền đi với tốc độ hữu hạn.

Thế Liénard-Wiechert và công thức Larmor

Các trường của một điện tích điểm chuyển động được suy ra từ các thế Liénard-Wiechert và được chia thành trường vận tốc (trường gần) và trường gia tốc (trường bức xạ); công thức Larmor cho biết tổng công suất bức xạ của một điện tích tăng tốc.

Clinical relevance

Khuôn khổ bức xạ giải thích bức xạ synchrotron và bức xạ hãm được sử dụng trong các nguồn tia X và nguồn sáng, sự mất năng lượng trong các máy gia tốc hạt, và các trường bức xạ mà tất cả các ăng-ten và bộ phát tạo ra.

History

Liénard và Wiechert đã suy ra các thế của một điện tích điểm chuyển động vào khoảng năm 1898-1900, và Larmor đã thu được công thức công suất bức xạ vào năm 1897. Những kết quả này đã cung cấp một mô tả cổ điển hoàn chỉnh về bức xạ từ các điện tích tăng tốc và sau đó đã cung cấp thông tin cho lý thuyết về phản ứng bức xạ.

Key figures

• Alfred-Marie Liénard
• Emil Wiechert
• Joseph Larmor

Seminal works

• jackson1998
• landau1975

Frequently asked questions

Tại sao các thế được gọi là thế trễ?

Bởi vì các hiệu ứng điện từ truyền đi với tốc độ hữu hạn, thế quan sát được bây giờ phụ thuộc vào những gì nguồn đã làm tại một thời điểm trước đó, bị trễ bởi thời gian ánh sáng truyền từ nguồn đến người quan sát.

Công thức Larmor cho chúng ta biết điều gì?

Nó cho biết tổng công suất bức xạ của một điện tích tăng tốc phi tương đối tính tỷ lệ với bình phương gia tốc của nó, cho thấy rằng chỉ có các điện tích tăng tốc mới bức xạ.