电磁场的动量实际上由两部分组成,包括带电粒子的机械动量和电磁场本身的电磁动量。
既然你已经写出了动量守恒方程,你不应该知道这个方程的每一项意味着什么。
等号左边的f指的是带电粒子所受的力。 它实际上等于带电粒子的机械动量的变化率。 右边的第二项代表电磁场本身的动量。
显然,在动态电磁场中,即使没有带电粒子,电磁场本身的动量分布也会随着电磁场本身的变化而变化。 这种变化意味着电磁场的动量从一个区域转移到另一个区域。 与能量流密度类似,我们可以引入动量流密度来描述电磁场携带的动量的空间转移。 这个动量流是方程右侧的第一项,它等于麦克斯韦张量的散度。
因此,整个方程用物理语言来描述,即:
带电粒子和电磁场之间发生动量交换。 在一定的封闭区域内,带电粒子的机械动量被传递出去。 这部分动量被赋予给电磁场,传导给电磁场的动量有一部分通过动量流流到这个区域之外,其余的就是这个封闭区域内部的电磁场动量。 在此过程中动量守恒定律什么时候学,封闭区域内带电粒子的机械动量和电磁场动量的总变化率应与穿过区域界面的总动量流符号相同。 整个空间中电磁场动量与带电粒子的机械动量之和守恒。
一些注意事项:
1.牛顿第三定律不是基本定律动量守恒定律什么时候学,动量守恒定律才是。 所以你会发现电磁学中有很多不符合牛顿第三定律的现象。 原因是电磁场带走了部分动量,使得带电粒子的机械动量不再守恒,带电粒子之间的力也不再守恒。 符合牛顿第三定律。
2、牛顿第二定律更准确的表述应该是:力等于机械动量的变化率。 这个说法在相对论力学中仍然成立。
3、原则上,电磁场分布在整个空间。 因此,当我们谈论动量守恒时,我们必须指的是整个空间中总电磁动量和机械动量之和的守恒。 否则,只要研究一个封闭区域,就必须写出从这个封闭区域流出(或流入)的电磁动量,也就是方程右边的第一项。 这与我们已经熟悉的流体中的连续性方程、电荷守恒的动力学方程以及电磁场中涉及能流密度的能量守恒方程是相同的。