Что такое электростатическая сила?

lena1978

Как она возникает и за счёт чего действует?

Mausoleum

На это есть ответы: уровня 8 класса (школьная электростатика уровня 11 класса - 1 курса (продвинутая электростатика уровня 3 курса (классическая электродинамика уровня 5 курса (кванты и теория поля). Возможно, есть и более глубинные слои.
Какой тебя интересует?

lena1978

Закон Кулона я знаю. Что есть некое 'поле', тоже слышал. Ну и что это за штука такая, и при чём тут фотоны?

Sergey79

ну вообще на фундаментальном уровне это энтропийные силы:
конфигурация где много заряда собрано вместе - она явно какая-то особенная. А природа такого не любит, природа любит заурядные системы - закон неубывания энтропии. Вот поэтому одноименные заряды разлетаются друг от дружки подальше. А разноименные наоборот притягиваются поближе, чтоб компенсировать друг друга.

Rastreador

Что на фундаментальном уровне энтропийные силы думают насчёт гравитации например?

lena1978

Да, но энтропия - это интеграл, а я про конкретный механизм хочу узнать.

blackout

Ты только что доказал, что гравитации нет, или мне показалось?

Sergey79

Что на фундаментальном уровне энтропийные силы думают насчёт гравитации например?
http://inspirehep.net/record/841876, 250+ цитирований
 
Starting from first principles and general assumptions Newton's law of gravitation is shown to arise naturally and unavoidably in a theory in which space is emergent through a holographic scenario. Gravity is explained as an entropic force caused by changes in the information associated with the positions of material bodies. A relativistic generalization of the presented arguments directly leads to the Einstein equations. When space is emergent even Newton's law of inertia needs to be explained. The equivalence principle leads us to conclude that it is actually this law of inertia whose origin is entropic.

Sergey79

Ты только что доказал, что гравитации нет, или мне показалось?
Надо помнить, что гравитация изначально вводится не как калибровочная теория с зарядами. Так что когда речь заходит о гравитации, необходимо делать очень аккуратные суждения.
А когда мы вспоминаем про такие милые особенности черных дыр как отсутствие волос, то все становится еще сложнее: черные дыры хавают информацию из объема как R^3 (R-ее радиус а рождают информацию как R^2 - ее площадь горизонта. Таким образом, ЧД просто поедает информацию, что еще требует объяснения.

Sergey79

Да, но энтропия - это интеграл, а я про конкретный механизм хочу узнать.
а там интеграл и есть. Как мусор на воде сбивается в кучу, так и электроны - они в поле как мусор на поверхности воды бултыхаются. Квантовые флуктуации как волны на воде их туда-сюда двигают, так что в среднем получается вот так.

zombzone

про конкретный механизм хочу узнать
Что есть некое 'поле', тоже слышал. Ну и что это за штука такая, и при чём тут фотоны?
На этот вопрос можно взглянуть с точки зрения квантовой электродинамики.
В силу максимальности скорости света, скорость взаимодействия не может её превышать, поэтому оно распространяется не мгновенно, а с помощью его переносчиков - квантов электромагнитного поля, т.е. фотонов. Взаимодействие электромагнитного излучения с заряженными частицами рассматривается в КЭД как поглощение и испускание частицами фотонов. Они при этом являются виртуальными, т.е. обладают большинством свойств обычных частиц, но для них не выполняется привычное соотношение между энергией и импульсом. Кроме того они не могут «улететь на бесконечность»; рождённые виртуальные частицы обязаны либо поглотиться какой-либо частицей, либо распасться. Собственно механизм взаимодействия - возникает виртуальный фотон (т.к. постоянно существует вероятность того, что он возникнет и он передает энергию/импульс другой заряженной частице (в простейшем приближении).
Понятие о виртуальных частицах возникло не на основе опытных фактов, а выведено из математического аппарата КЭД, но впоследствии появился ряд физических доказательств их объективного существования.

blackout

Таким образом, ЧД просто поедает информацию, что еще требует объяснения.
Так вроде объяснение в том и состоит, что сколько она информации ни съела, вся она остается на границе.

Rastreador


но впоследствии появился ряд физических доказательств их объективного существования
например ?

zombzone

например ?
Виртуальные частицы могут превратиться в действительные за счёт внешних воздействий. Например, при ускорении электрона виртуальные фотоны превращаются в действительные. ВЧ превращаются в действительные при сообщении системе, в которой они находятся, некоторой энергии.
Действительные частицы при поглощении ВЧ превращаются в другие действительные частицы, например, действительный нейтрон, поглотивший виртуальный пион, превращается в действительный протон.
Виртуальные пионы, окружающие нуклоны, отклоняют быстрые электроны.
ВЧ в составе действительных частиц определяют их свойства (например, токи виртуальных мезонов определяют магнитные моменты нуклонов).
Чем ближе к нулю виртуальность частицы Q^2 = E^2 - p^2*c^2 - m^2*c^4, тем дольше она может существовать. ВЧ, которая существует для сколь угодно долго можно просто считать обычной частицей.

lena1978

Виртуальный фотон рождается возле заряженной частицы и ей же поглощается, или как?

zombzone

Переносчики взаимодействия рождаются за счёт частиц имеющих соответствующий заряд, в данном случае - электрический. Где точно они рождаются сказать нельзя, т.к. наблюдать можно только действительные частицы.
А вот поглощаться они могут любой частицей, как испустившей их, так и не испускавшей.

lena1978

Ну а как само взаимодействие происходит? Как рождается направленная сила между двумя удалёнными электронами? Один испускает, а второй поглощает?

zombzone

Направленная сила возникает за счёт передачи от одного электрона импульса фотону, и передачи фотоном импульса другому электрону. Верно, при этом один испускает, а второй поглощает.

lena1978

А почему с протоном в другую сторону сила направлена?

blackout

Можно представить, что в большом пустом пространстве есть только 2 реальных электрона на расстоянии в миллион км. Как они узнают в какую сторону им испускать фотоны чтобы взаимодействовать?

lena1978

Во все стороны наверно равномерно отжигают, фотоны же виртуальные, не жалко)
Поэтому одиночный электрон не меняет свой импульс за счет этого излучения.

lena1978

Фотон наверно сферой расходится.

Rastreador

на таком расстоянии они и не взаимодействуют. Это вопрос интерпретации. ВЧ - это лишь способ описать мир. Красивый и удобный, но не факт что реальный.

lena1978

А если начать одним интенсивно подрачивать?

eremastream

Как она возникает и за счёт чего действует?
Это неправильный вопрос.
Никто не узнает никогда, как она возникает и за счет чего действует. Может, это Аллах электроны толкает друг от друга. Или на электронах сидят волшебные гномики, которые ими управляют.
Надо ставить вопрос о том, как это описать.
На повседневной практике (не берем экстремальные ситуации) все рассуждения о виртуальных фотонах излишни. Есть физическая данность - электрическое поле, его можно измерить. Есть закон Кулона, он прекрасно работает. Вот и все.
Далее мои мысли по поводу виртуальных фотонов.
В КТП они ведь возникают только с того момента, как вы начинаете раскладывать матрицу взаимодействия в ряд Тейлора по константе связи. В принципе, если бы мы умели вычислять непосредственно амплитуду рассеяния, то никаких виртуальных фотонов бы не было.
У нас же как бы в акте рассеяния происходит одновременный одно-, двух-, трехфотонный обмен (ну и так далее, всевозможные промежуточные состояния). Так что сложно сказать, что вот, электрон испустил фотон, он полетел ко второму электрону и оттолкнул его.
Кроме того, нельзя забывать, что использование этого формализма ведет к сингулярным амплитудам рассеяния. С помощью перенормировки нам приходится как бы возвращаться к нашим обычным физическим реальным частицам.
Так что я бы не стал говорить о том, что виртуальные частицы - это некая объективная реальность.

Rastreador


Это неправильный вопрос.
это неправильный ответ. Наука ставит разные вопросы и отвечает на них как умеет. Говорить что какие-то вопросы правильные или не правильные, какие вопросы ставить надо или не надо - не научно. С дальнейшими рассуждениями согласен.

Arthur8

имхо это модель, описывающая взаимодействия по закону Кулона в данных обстоятельствах и по данной электростатической силе

vvasilevskiy

Попытаюсь дать ответ в рамках чистого механицизма, т.е. утверждения, что любое физическое явление можно свести к чисто механическому.
В таком случае получается, что на роль заряда лучше всего подходит что-то связанное со спиральностью механического движения. Спиральность-это скалярное произведение скорости на угловую скорость
Например, если мы представляем эфир в идеальной жидкости, содержащей вихревые нити. то спиральность это интеграл по объему от (v rotv). Тут следует отметить, что источник спирального движения не обязан взаимодействовать с окружением по Кулону. Достаточно указать механизм поляризации среды между зарядами. Кулоновский закон в таком случае получается из утверждения, аналогичного теореме Гаусса.
Т.е. в такой модели мы говорим, что в точке действует электростатическая сила, если в этой точки есть градиент некоторого спирального движения. Соответственно помещая в эту точку объекты с разной спиральностью по знаку, направление силы будет противоположным.
Еще хочу отметить, что не получается в качестве электростатической силы ввести градиент обычного механического давления, потому что он всегда получается одного знака. Указанный градиент хорошо соотносится с гравитацией во всех механических моделях

lena1978

Хм, забавно)
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: