電磁場的動量實際上由兩部分組成,包括帶電粒子的機械動量和電磁場本身的電磁動量。
既然你已經寫出了動量守恒方程,你不應該知道這個方程的每一項意味著什么。
等號左邊的f指的是帶電粒子所受的力。 它實際上等于帶電粒子的機械動量的變化率。 右邊的第二項代表電磁場本身的動量。
顯然,在動態電磁場中,即使沒有帶電粒子,電磁場本身的動量分布也會隨著電磁場本身的變化而變化。 這種變化意味著電磁場的動量從一個區域轉移到另一個區域。 與能量流密度類似,我們可以引入動量流密度來描述電磁場攜帶的動量的空間轉移。 這個動量流是方程右側的第一項,它等于麥克斯韋張量的散度。
因此,整個方程用物理語言來描述,即:
帶電粒子和電磁場之間發生動量交換。 在一定的封閉區域內,帶電粒子的機械動量被傳遞出去。 這部分動量被賦予給電磁場,傳導給電磁場的動量有一部分通過動量流流到這個區域之外,其余的就是這個封閉區域內部的電磁場動量。 在此過程中動量守恒定律什么時候學,封閉區域內帶電粒子的機械動量和電磁場動量的總變化率應與穿過區域界面的總動量流符號相同。 整個空間中電磁場動量與帶電粒子的機械動量之和守恒。
一些注意事項:
1.牛頓第三定律不是基本定律動量守恒定律什么時候學,動量守恒定律才是。 所以你會發現電磁學中有很多不符合牛頓第三定律的現象。 原因是電磁場帶走了部分動量,使得帶電粒子的機械動量不再守恒,帶電粒子之間的力也不再守恒。 符合牛頓第三定律。
2、牛頓第二定律更準確的表述應該是:力等于機械動量的變化率。 這個說法在相對論力學中仍然成立。
3、原則上,電磁場分布在整個空間。 因此,當我們談論動量守恒時,我們必須指的是整個空間中總電磁動量和機械動量之和的守恒。 否則,只要研究一個封閉區域,就必須寫出從這個封閉區域流出(或流入)的電磁動量,也就是方程右邊的第一項。 這與我們已經熟悉的流體中的連續性方程、電荷守恒的動力學方程以及電磁場中涉及能流密度的能量守恒方程是相同的。