Почему свет называют "электромагнитным излучением",

[cmpax_u_pagocmb]

если он никакого отношения ни к электричеству, ни к магнетизму не имеет (и в этих взаимодействиях не участвует)?

И это не единственный вопрос к идиотскому термину "электромагнитный": а с какой стати электричество и магнетизм сливают в одну кастрюлю? Ведь это разные процессы.

UPD 16.09.2024 Задал вопрос в профильном сообществе физиков.

Comments

[greygreengo.livejournal.com]

Чувствуется мощь интеллекта, стремящегося обрести границы собственного незнания.

ЗЫ Курс Тамма "Основы теории электричества", третий том курса физики Сивухина, второй том Берклеевского курса физики, пятый-шестой тома Фейнмановского курса лекций по физике.могут рассказать спрашивающему гораздо интереснее, чем посторонние из ЖЖ.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Ну вы, надо полагать, освоили курс Тамма "Основы теории электричества", третий том курса физики Сивухина, второй том Берклеевского курса физики, пятый-шестой тома Фейнмановского курса лекций по физике, где это объясняется. и можете ответить на вопросы?

[greygreengo.livejournal.com]

Таки я чем то вам нужнее, чем перечисленный выше набор стандартных букварей?

Давайте объясню. Есть два типа зарядов (+) и (-) - об этом знают еще со времен древней Греции. Неподвижные заряды создают вокруг себя статическое электрическое поле.
Движущиеся заряды создают магнитное поле. В некоторых условиях движения этих зарядов поле может от них отрываться и создавать существующие независимо от источников (т.е. зарядов) распространяющиеся переходящие друг друга электрические и магнитные волны, которые поэтому принято называть электромагнитными из-за их единой структуры.
Волны определённой частоты в очень узкой области спектра люди могут воспринимать глазом. Эту часть мы делим на цвета и воспринимаем до 80% информации через внутренние приборы-глаза из этой части спектра электромагнитного поля. Через тактильные ощущения мы можем воспринимать другие участки спектра электромагнитных волн - тепловые или инфракрасные волны, воспринимаемые нами в виде тепловых потоков.
Кроме этого есть еще ультрафилетовое излучение, благодаря которому мы загораем, но это все тоже очень малые области спектра. Остальные части спектра известны нам благодаря их взаимодействиям со сторонними зарядами и токами этих зарядов, находящихся в приемных антеннах устройств реагирующих на электромагнитные волны разных частот, от радио до рентгеновского диапазона.

Эта очень короткая выжимка на ваш ответ. Повторяю, что заменить учебник может только еще более подробный учебник, а вовсе не беседа с посторонним.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>Есть два типа зарядов (+) и (-) - об этом знают еще со времен древней Греции. Неподвижные заряды создают вокруг себя статическое электрическое поле. <<

Допустим, назовём это так. Запомним, что у нас есть описание электрического поля.

>>Движущиеся заряды создают магнитное поле.<<

Возьмём постоянный магнит. Магнитное поле есть. А где движущиеся заряды?

>>В некоторых условиях движения этих зарядов поле может от них отрываться и создавать существующие независимо от источников (т.е. зарядов) распространяющиеся переходящие друг друга электрические и магнитные волны, которые поэтому принято называть электромагнитными из-за их единой структуры. <<

Ну вот я зажигаю дрова. Появляется пламя и свет.
Подскажите мне пожалуйста, причём тут магнетизм и электричество?
При том, что фотоны у меня есть.

[greygreengo.livejournal.com]

Хорошо, кроме зарядов есть еще и квантовые состояния, участвующие в создании магнитного момента - к ним относятся спины и орбитальные моменты ядер и электронов. Когда их много (10^23) и они направлены в одну сторону они тоже создают магнитное поле. Класс веществ где они складываются называют ферромагнетиками. Железо, никель - вот их примеры,и, да, из них делают постоянные магниты. Люди используют эти свойства давно, а объяснили совсем недавно, после появления квантовой механики. Но там, на квантовом уровне, совсем другие свойства движения, поэтому простой аналогии как с зарядами и движущимися токами нет.

Когда вы зажигаете дрова, то происходит перестраивание электронных орбит химических элементов входящих в состав дров - атомы углерода и кислорода соединяются в молекулы оксида, диоксида углерода, в процессе которых электроны (заряды минус) перескакивают с одних орбит на другие, более энергетически выгодные, и в этих переходах, обусловленных взаимодействиями электрических полей электронов, ядер, их взаимодействиями посредством других квантовых свойств спиновых, спин-орбитальных, перекрестных (их много, один только перечет их с выписыванием примерных формул займет не одну лекцию) выделяется энергия. В виде тепла (инфракрасная часть спектра электромагнитного изучения), в виде света разных цветов (за цвета отвечают разности уровней энергии исходных и конечных состояний веществ участвующих в реакции) и выше по спектру излучения.

PS Хотя, повторяю, все это вы сможете более подробно прочесть в приведенных учебниках.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>Хорошо, кроме зарядов есть еще и квантовые состояния, участвующие в создании магнитного момента - к ним относятся спины и орбитальные моменты ядер и электронов. Когда их много (10^23) и они направлены в одну сторону они тоже создают магнитное поле.<<

Прекрасно. И никакого электричества, да? Вот удивительно.

>>а объяснили совсем недавно, после появления квантовой механики<<

Ну, ничего они не объяснили, допустим.
Поскольку магнетизм - это не "электрические заряды, только на макообъектах". Например, там не +/-, а север/юг. Есть полюса (у микрочастиц их нет). А железо почему-то притягивается любой стороной к любому полюсу (что за интересный спин такой?)
А медь вроде отталкивается, но тоже как-то необычно, не так, как отталкиваются одноимённые полюса магнита.
Так что "объяснение" про спины не объясняет главного - тех эффектов, которые мы знаем как магнетизм.

>>Но там, на квантовом уровне, совсем другие свойства движения<<

И какие же?
Я думал, частицы, переносящие магнитное взаимодействие, неизвестны.
Гравитацию Эйнштейн объявил искривлением пространства, магнетизм - искривление пространства для избранных?

>>Когда вы зажигаете дрова, выделяется энергия<<

Совершенно верно. Фотон - это энергия, отделившаяся от источника.
Но причём же здесь электричество и магнетизм?

[greygreengo.livejournal.com]

Есть известная сентенция о том, что один дурак может назадавать столько вопросов, что и тысяча мудрецов за тысячу лет не ответят.

Вот эти сентенции "Прекрасно. И никакого электричества, да? Вот удивительно.", "Ну, ничего они не объяснили, допустим." представляют то самое.

Повторяю - возьмите учебники и разберитесь. Ваша постановка вопроса говорит о вас больше, чем о вашем желании понимать. Уровня школьной математики будет достаточно, чтобы разобраться в задаваемых вами вопросах самому.

Удачи.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Ну то есть нет ответа.

[http://users.livejournal.com/_meskalito_/]

у фейнмана про это нет
я прочитал недавно и 5й и 6й тома

[marigranula.livejournal.com]

В смысле? Свет — это колебания электрических и магнитных полей

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

То есть если на пути света нет электрических или магнитных полей, то и свет там пройти не сможет?

[marigranula.livejournal.com]

Я не очень понял вопрос.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Ну, если свет это колебания электрических и магнитных полей (как волна в реке - колебание воды), то может ли распространяться свет в среде, где этих полей нет (например, в вакууме)?
Например, речная волна без воды (среды) распространяться не может.

[marigranula.livejournal.com]

Так свет же сам поля и создает. Электрическое поле может быть создано двумя путями: или электрическими зарядами или переменным магнитным полем. Вот электромагнитная волна (почему она и называется электромагнитной) и создается за счет электрического поля создающего магнитное и наоборот.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>Так свет же сам поля и создает<<

Ну вот летит фотон.
Никакого магнитного поля он не создаёт (он вообще в магнитном взаимодействии не участвует).
Электрического тоже (там участвуют электроны).

[marigranula.livejournal.com]

Мне кажется, Ваш вопрос возник из-за того что Вы "смешиваете" классическую и квантовую электродинамики. В классической нет фотонов. В квантовой, заряды испускают и поглощают фотоны, которые могут быть и реальные и виртуальные, а электромагнитное поле становится полем фотонов с совершенно другим смыслом чем поле в классической электродинамике. Электрон притягивается к протону за счет обмена виртуальными фотонами (то есть фотонами, имеющими импульс, но не имеющими энергию) между ними. А вот заряд движущийся с ускорением передает фотону не только импульс, но и энергию, то есть фотон излучаемый движущимся зарядом становится реальным. Именно этот фотон мы воспринимаем как радиоволну и свет. Поскольку длина волны фотона совпадает с длиной электромагнитной волны, экспериментально теже результаты.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>В классической нет фотонов<<

...поскольку фотоны не имеют отношения ни к электричеству, ни к магнетизму, логично.

>>В квантовой, заряды испускают и поглощают фотоны<<

Поглощение и испускание энергии в результате электрических и магнитных процессов не говорит нам о том, что пррода испускаемой энергии - тоже электрическая или магнитная. Она может быть таковой, но это нуждается в обосновании.

>>длина волны фотона совпадает с длиной электромагнитной волны<<

Это какой "электромагнитной волны"?
Какой-то другой, не света?

[marigranula.livejournal.com]

"Поглощение и испускание энергии в результате электрических и магнитных процессов не говорит нам о том, что пррода испускаемой энергии - тоже электрическая или магнитная."

Нет других вариантов. Электрические заряды поглощают и испускают фотоны, все частицы имеющие массу покоя взаимодействуют с бозонами Хиггса, кварки и глюоны испускают и поглощают глюоны. Каждому заряду соответствуют свои частицы-переносчики. Разумеетс, кварки взаимодействуют и с фотонами и с глюонами, и с бозонами Хиггса (они имеют и электрический и ядерный заряд), но интенсивность взаимодействия с данными квантами пропорциональна их соответсвующему заряду.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>"Поглощение и испускание энергии в результате электрических и магнитных процессов не говорит нам о том, что пррода испускаемой энергии - тоже электрическая или магнитная."
>>Нет других вариантов<<

Пример другого варианта:
Я зажигаю костёр, появляются фотоны. Электричества нет, магнетизма нет. Свет есть.

>>Электрические заряды поглощают и испускают фотоны<<

Вы электроны называете "электрическими зарядами"?
Почему?
Да, электроны тесно связаны с явлением электрического тока, но это весьма эпизодическая их роль, в основном они выполняют совсем другую функцию - формируют оболочку атомов, отвечают за температурные процессы, за химические связи.

Объявить науку химию электродинамикой ну совсем не получится.

Процессы, в которых обычно участвуют электроны в атомах, вообще не похожи на электрическое взаимодействие тех же электронов, там действуют другие законы, ещё не вполне нам понятные.

[marigranula.livejournal.com]

Свет испускается возбуждёнными электронами, они его испускают именно потому что у электронов есть электрический заряд. Не было бы — они бы его не могли испускать.

"Вы электроны называете "электрическими зарядами""

Нет, я имел ввиду, что любая частица имеющая электрический заряд (электрон. кварк, векторный бозон — не важно) может поглощать и испускать фотоны. А скжем глюоны и нейтрино — не могут.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>Свет испускается возбуждёнными электронами, они его испускают именно потому что у электронов есть электрический заряд. Не было бы — они бы его не могли испускать<<

Ну то есть излучение названо по источнику, а не по природе самого излучения.

[marigranula.livejournal.com]

Оно названо электромагнитным излучением, потому что состоит из фотонов, которые являются переносчиками электромагнитных взаимодействий.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Переносчиками электромагнитных взаимодействий?
Фотоны?

[fivetimesdead.livejournal.com]

Да уж, с таким подходом вам надо начинать не с вопроса про электромагнитное излучение, а сначала читать намного более базовые положения физики. Потому что, особенно в вашем посте по ссылке (правда "профильным сообществом физиков" это вы им сильно польстили), видно что вам пытаются объяснять одно, а вы отвечаете совсем другим.

Поэтому, перед тем как спрашивать почему "свет это электромагнитное излучение" - таки нормально почитайте что такое электромагнитные волны сами по себе. Заодно - а вопроса почему радиоволны, рентгеновское излучение или ультрафиолет это электромагнитное излучение у вас не возникает?

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>вам пытаются объяснять одно, а вы отвечаете совсем другим<<

Конечно.
Поскольку профильные физики либо не отвечают на вопрос, либо не могут обосновать свои утверждения.
Или меняют тему.

>>почитайте что такое электромагнитные волны<<

Предложение "почитать" не является ответом на вопрос.
Более того, сам термин "электромагнитный" ставится под сомнение во втором вопросе.

>>Заодно - а вопроса почему радиоволны, рентгеновское излучение или ультрафиолет это электромагнитное излучение у вас не возникает?<<

Давайте по-порядку.
Сначала вы ответите на мои вопросы, а затем я на ваши.
Иначе это смена темы.

[fivetimesdead.livejournal.com]

"Сначала вы ответите на мои вопросы, а затем я на ваши.

Иначе это смена темы."

Это не смена тема, а попытка установить точку контакта. Потому что вас вопрос очень сильно "из середины". Именно потому для начала надо договорится что вы понимаете под электромагнитными волнами, а уж потом обсуждать является ли видимое излучение (причём опять же уточнить где вы проводите границу видимого излучения) электромагнитным

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>попытка установить точку контакта<<

Это как?

>>Именно потому для начала надо договорится что вы понимаете под электромагнитными волнами<<

Если вы обратите внимание на второй вопрос, то станет очевидно, что я ничего под ними не понимаю, т. к. термин "электромагнитный" мне представляется некорректным.
В случае со светом мне не нужно знать, что такое "электрические волны" или "магнитные волны". Мне достаточно констатировать, что свет не участвует ни в электрическом, ни в магнитном взаимодействии.

Если вы хотите привести пример каких-то волн, и через этот пример доказывать, что свет с ними одной природы - приведите пример таких волн, обсудим.

>>видимое излучение (причём опять же уточнить где вы проводите границу видимого излучения)<<

Я взял видимый свет для простоты и предельной конкретизации.
Если граница видимого излучения имеет отношение к теме - скажите, какое, я конкретизирую.

[fivetimesdead.livejournal.com]

">>попытка установить точку контакта<<

Это как?"

Любой диалог начинается с того, чтобы найти хоть что-то, в чём два собеседника согласны :)

"Я взял видимый свет для простоты и предельной конкретизации.

Если граница видимого излучения имеет отношение к теме - скажите, какое, я конкретизирую."

Вот именно эта простота и обманчива. Как раз через сравнение характеристик излучения разной длины волны очень удобно анализировать свойства этих процессов. Потому я и спросил — вы не согласны только с причислением "видимого" излучения к электромагнитному излучению или в принципе с таким термином как электромагнитное излучение в целом. Ибо это два очень разных вопроса. Пока что по вашим ответам — ваш вопрос больше звучит "докажите что электромагнитное излучение существует в первую очередь". Я правильно вас понял?

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>Любой диалог начинается с того, чтобы найти хоть что-то, в чём два собеседника согласны<<

Наука - это сфера аргументов, а не просто "Согласен, что Земля квадратная - согласен".
Аргументы заменяют согласие.

>>ваш вопрос больше звучит "докажите что электромагнитное излучение существует в первую очередь". Я правильно вас понял?<<

Нет.
Магнетизм и электричество - разные явления. "Излучение" - это какая-то частность.

Но можете привести пример излучения, если считаете, что это поможет вашей аргументации.

[fivetimesdead.livejournal.com]

То есть я понял таки правильно, ваша главная претензия не то, что свет причисляют к электромагнитному излучению, а к самой категории "электромагнетизма". И видимое излучение только как пример.

На ваш вопрос "почему" — ответ весьма простой. Любая теория есть способ объяснить реальность в рамках упрощённой модели, доступной для понимания и для расчётов после. Старый добрый анекдот про "возьмём сферического коня в вакууме" — реальность штука весьма сложная и считать всё и одновременно практически невозможно. При этом мы не можем доказать что это действительно так на фундаментальном уровне. Единственное, что мы можем проверить — это насколько наша модель и расчёты соотносятся с практическими наблюдениями. В этом плане "электромагнитное излучения" это такая же модель, которая как минимум пока что позволяет адекватно описывать происходящее в реальности. И пока что лучшей не придумали. Сможете создать альтернативу или наоборот показать случаи где расчёты на основании этой теории не совпадают с реальностью — будете молодец, продвинете науку вперёд :)

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>То есть я понял таки правильно, ваша главная претензия не то, что свет причисляют к электромагнитному излучению, а к самой категории "электромагнетизма"<<

Оба вопроса актуальны независимо от ответа на каждый из них.

Если термин "электромагнетизм" некорректный, ничто не мешает доказывать, что свет участвует отдельно в электрическом или отдельно в магнитном взаимодействии.

[fivetimesdead.livejournal.com]

"что свет участвует отдельно в электрическом или отдельно в магнитном взаимодействии"

--отдельно в магнитном взаимодействии

Эффект Фарадея (продольный магнитооптический эффект Фарадея) — магнитооптический эффект, который заключается в том, что при распространении линейно-поляризованного света через оптически неактивное вещество, находящееся в магнитном поле, наблюдается вращение плоскости поляризации света.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>Эффект Фарадея (продольный магнитооптический эффект Фарадея) — магнитооптический эффект, который заключается в том, что при распространении линейно-поляризованного света через оптически неактивное вещество, находящееся в магнитном поле, наблюдается вращение плоскости поляризации света.<<

Через какое именно вещество? Которое поляризует свет? И что значит "оптически неактивное"?


"Также были открыты другие магнитооптические эффекты, в частности, хорошо известный эффект Земана и эффект Керра, проявляющийся в повороте плоскости поляризации луча, отраженного от намагниченной среды"

Ну вот здесь написано: намагниченная среда. То есть в магнитном взаимодействии участвует среда, а не свет.

[fivetimesdead.livejournal.com]

Оптически неактивное означает именно это — что оно оптически неактивное. То есть эффект наблюдается при включении магнитного поля, но не наблюдается в его отсутствии.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>Оптически неактивное означает именно это — что оно оптически неактивное<<

Это что за вещество/материал?

[fivetimesdead.livejournal.com]

Я вам дал название эксперимента. Если вы хотите знать технические детали - почитайте сами полностью детали проведения. Извините, но если вы не можете сами прочитать дальше, я не буду вам пересказывать всё за вас. Иначе это таки неуважение к собеседнику с вашей стороны :)

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Позволю себе с вами не согласиться по поводу того, кому искать описание эксперимента.
Ведь вы не просто так ссылаетесь на него, а как на подтверждение участия света в магнитном взаимодействии.
Согласитесь, это довольно весомый аргумент в пользу существования такого взаимодействия, и, при этом, пока единственный.
Разумеется, я открывал вики, и прочитал там ровно то, что вы процитировали.

А почему я интересуюсь материалом - полагаю, понятно: меня интересует, участвует ли материал в магнитном взаимодействии, поскольку поляризация света - процесс чисто оптический, связанный с оптическими свойствами вещества.
Если под воздействием магнита что-то меняется в самом веществе - причём тут свет?

[fivetimesdead.livejournal.com]

Я таки не физик, потому и отправил вас читать первоисточник. Это лучше чем слушать пересказ от случайного собеседника в интернете ;)

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Вы назвали этот эксперимент в качестве аргумента.
Вам не интересно, является ли он таковым на самом деле?

[fivetimesdead.livejournal.com]

Мне конечно любопытно, но для меня сейчас это не настолько приоритетно чтоб в этом копаться прям сейчас. Будет свободное время — однозначно почитаю.

Вы задали изначальный вопрос, так что я предполагаю что для вас сейчас это более важно :)

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

>>Будет свободное время — однозначно почитаю<<

Окажите любезность.

[http://users.livejournal.com/_meskalito_/]

именно что два разных но зависимых процесса.
сваливают потому что так удобно а по другому удобно не получается и вообще максвел написал уравнения и они работают

какие еще нужны доказательства?
и так у них все...