Почему одинокий электрон не может излучать.

[Stranger]

Все эти песни о квазичастицах: фононах, плазмонах и т.д. мне хорошо известны. До чего же можно забить голову людям. Объясните, пожалуйста, от чего зависит эффективная масса "квазичастицы" электрона в металле.

Конечно, ничто не ново под Луной. И когда надо просчитать конкретный объект, простыми способами не обойтись. Нужно применять хорошо разработанный аппарат, иначе не будет предсказательной силы, а для применений нужно не только предсказать, но и выдать цифры с большой точностью совпадающие потом с реальностью. Иначе, ни в технике, ни в науке абстрактные расчеты нужны не будут.
Подход "эффективной" массы не всегда верен. Он применим только если электроны проводимости находятся вблизи дна зоны (вблизи места, где групповая скорость равна нулю), в переходных металлах, например, это не так.  Если это так, то "эффективная" масса (или в более общем случае, когда это не так - более общий закон дисперсии) получается в результате довольно сложных многочастичных расчетов. Есть всякие приближения, типа уравнений Хартри-Фока (самосогласованных уравнений для системы многих частиц) и другие более точные, чем Хартри -Фок методы (метод многочастичных функций Грина и т.д.).

[Фёдор Менде]

Конечно, ничто не ново под Луной. И когда надо просчитать конкретный объект, простыми способами не обойтись. Нужно применять хорошо разработанный аппарат, иначе не будет предсказательной силы, а для применений нужно не только предсказать, но и выдать цифры с большой точностью совпадающие потом с реальностью. Иначе, ни в технике, ни в науке абстрактные расчеты нужны не будут.
Подход "эффективной" массы не всегда верен. Он применим только если электроны проводимости находятся вблизи дна зоны (вблизи места, где групповая скорость равна нулю), в переходных металлах, например, это не так.  Если это так, то "эффективная" масса (или в более общем случае, когда это не так - более общий закон дисперсии) получается в результате довольно сложных многочастичных расчетов. Есть всякие приближения, типа уравнений Хартри-Фока (самосогласованных уравнений для системы многих частиц) и другие более точные, чем Хартри -Фок методы (метод многочастичных функций Грина и т.д.).

Прекрасно, вот видите, сколько "умных вещей" Вы наговорили. Так и забивают головы несмышлённых "великие теоретики", чего только не напридумывают. То фононы у них в частицы превращаются, то электорны в квазичастицы. В этом случае просил бы Вас прокомментировать стр. 109-111  из работы http://fmnauka.narod.ru/Pro1.pdf  .

[Stranger]

Прекрасно, вот видите, сколько "умных вещей" Вы наговорили. Так и забивают головы несмышлённых "великие теоретики", чего только не напридумывают. То фононы у них в частицы превращаются, то электорны в квазичастицы. В этом случае просил бы Вас прокомментировать стр. 109-111  из работы http://fmnauka.narod.ru/Pro1.pdf  .

Все имеет свою область применимости. Квазичастицы были введены для описания конкретных процессов. Грубо говоря, для того, чтобы в веществе можно было обращаться с ними почти, как со свободными частицами. Альтернатива квазичастицам - решение задачи для всех степеней свободы твердого тела (ужасное число - 10^{23}  - 10^{25})  - сойдет с ума и человек и любой суперкомпьютер и сделать ничего не сможет.
   Естественно и рассмотрение квазичастичным способом имеет ограничения. Когда воздействие на твердое тело очень сильное и возбуждается большое количество "квазичастиц", то  теперь уже между этим большим количеством квазичастиц нужно учитывать взаимодействие.  В этом случае, метод квазичастиц теряет свою прелесть, их уже нельзя рассматривать как свободные. Но для большого количества прикладных применений,  когда воздействия не сильные (не разрушающие твердое тело ) этот метод вполне себя оправдывает.
  Еще не прочитал файл. Прочитаю, прокомментирую.
P.S. Скачал, он большой, поэтому прокомментирую, но не сразу .

[Фёдор Менде]

Все имеет свою область применимости. Квазичастицы были введены для описания конкретных процессов. Грубо говоря, для того, чтобы в веществе можно было обращаться с ними почти, как со свободными частицами. Альтернатива квазичастицам - решение задачи для всех степеней свободы твердого тела (ужасное число - 10^{23}  - 10^{25})  - сойдет с ума и человек и любой суперкомпьютер и сделать ничего не сможет.
   Естественно и рассмотрение квазичастичным способом имеет ограничения. Когда воздействие на твердое тело очень сильное и возбуждается большое количество "квазичастиц", то  теперь уже между этим большим количеством квазичастиц нужно учитывать взаимодействие.  В этом случае, метод квазичастиц теряет свою прелесть, их уже нельзя рассматривать как свободные. Но для большого количества прикладных применений,  когда воздействия не сильные (не разрушающие твердое тело ) этот метод вполне себя оправдывает.
  Еще не прочитал файл. Прочитаю, прокомментирую.
P.S. Скачал, он большой, поэтому прокомментирую, но не сразу .

Было бы хорошо прочитать Вам всю монографию, это будет полезно для дальнейшей дискуссии, к тому же, Вы там найдёте много неожиданного. Советую также познакомится с

On refinement of certain laws of classical electrodynamics. http://arxiv.org/abs/physics/0402084
Conception of the scalar-vector potential in contemporary electrodynamics. http://arxiv.org/abs/physics/0506083
Transversal plasma resonance in a nonmagnetized plasma and possibilities of practical employment of it. http://arxiv.org/abs/physics/0506081
The theory of pinch-effect in the concept scalar-vector potential.
http://arxiv.org/abs/physics/0506082

[Stranger]

Было бы хорошо прочитать Вам всю монографию, это будет полезно для дальнейшей дискуссии, к тому же, Вы там найдёте много неожиданного. Советую также познакомится с

On refinement of certain laws of classical electrodynamics. http://arxiv.org/abs/physics/0402084
Conception of the scalar-vector potential in contemporary electrodynamics. http://arxiv.org/abs/physics/0506083
Transversal plasma resonance in a nonmagnetized plasma and possibilities of practical employment of it. http://arxiv.org/abs/physics/0506081
The theory of pinch-effect in the concept scalar-vector potential.
http://arxiv.org/abs/physics/0506082

Там логически начинается раньше, чем страница 109, поэтому, не совсем понимаю, оч ем конкретно спрашивали. Но вот, начало параграфа 20 (стр 99):
"Уже было сказано, что уравнения Максвелла не содержат в себе ин-
формации о силовом взаимодействии токонесущих систем. В класси-
ческой электродинамике для расчета такого взаимодействия нужно
рассчитать магнитное поле в заданной области пространства, а затем,
используя силу Лоренца, которая вводится как отдельный эксперимен-
тальный постулат, находить силы, действующие на заряды, движущие-
ся в заданном поле. При таком подходе неясным остается вопрос о том к чему приложены силы реакции по отношению к тем силам, которые
действуют на движущиеся заряды. "

 Я уже выше по теме высказал свое отношение, что для правильного учета необходимо совместное решения уравнений Максвелла и уравнений движения: в правой части уравнений Максвелла стоят плотности токов и зарядов. В свою, очередь, эти токи и заряды тоже изменяются под действием полей.

Для бесстолкновительной плазмы, в этом случае, например применяются хорошо известные уравнения Власова, которые включают в себя кинетические  уравнения для функции распределения зарядов (уравнения движения) и уравнения Максвелла.  Естественно, для случая взаимодействия полей с твердым телом нужна другая самосогласованная система, уравнения Власова тут не подойдут.
 
Но это так, затравки. Книжку прочитаю,  но не сразу (еще ведь и работать надо ).

[Фёдор Менде]

Там логически начинается раньше, чем страница 109, поэтому, не совсем понимаю, оч ем конкретно спрашивали. Но вот, начало параграфа 20 (стр 99):
"Уже было сказано, что уравнения Максвелла не содержат в себе ин-
формации о силовом взаимодействии токонесущих систем. В класси-
ческой электродинамике для расчета такого взаимодействия нужно
рассчитать магнитное поле в заданной области пространства, а затем,
используя силу Лоренца, которая вводится как отдельный эксперимен-
тальный постулат, находить силы, действующие на заряды, движущие-
ся в заданном поле. При таком подходе неясным остается вопрос о том к чему приложены силы реакции по отношению к тем силам, которые
действуют на движущиеся заряды. "

 Я уже выше по теме высказал свое отношение, что для правильного учета необходимо совместное решения уравнений Максвелла и уравнений движения: в правой части уравнений Максвелла стоят плотности токов и зарядов. В свою, очередь, эти токи и заряды тоже изменяются под действием полей.

Для бесстолкновительной плазмы, в этом случае, например применяются хорошо известные уравнения Власова, которые включают в себя кинетические  уравнения для функции распределения зарядов (уравнения движения) и уравнения Максвелла.  Естественно, для случая взаимодействия полей с твердым телом нужна другая самосогласованная система, уравнения Власова тут не подойдут.
  
Но это так, затравки. Книжку прочитаю,  но не сразу (еще ведь и работать надо ).

Так ведь уравнения Максвелла и уравнения Власова это разные вещи. До уравнений Власова даже Ландау не додумался, за что вместе с Гинзбургом и ругими проходимцами убрал Власова с дороги. Они даже в членкоры его не пропустили. Вот такая наука была в СССР.
К стати, Stranger, сколько Вам лет?

[AK III]

Мы только что до этого выяснили, что даже безо всякого излучения, просто вращаясь вокруг ядра электрон непрерывно обменивается импульсом с ядром. Это видно из того, что его импульс (векторная величина) все время меняется (непрерывно меняется направление импульса). Аналогичная ситуация (непрерывного обмена импульса) имеет место, конечно же, и при учете конечности масс обеих частиц, только, для полной аналогии, надо перейти в СЦИ и использовать приведенную массу и все опять будет выглядеть, как вращение. Естественно, имеются всякие ограничения, но не связанные с тем, что вы написали (электрон и ядро движутся с разными скоростями, поэтому, в этом случае не имеет смысла писать окончательный импульс в виде (m1+m2)v2 )).  
   Естественно, когда начинаем рассматривать процесс излучения кроме ядра и электрона появляется фотон, то есть процесс становится трехчастичным. И законы сохранения, в общем случае, должны учитывать все три этих частицы.  И никаких ограничений, что скорость должна быть около или близка к скорости света в случае тормозного излучения нет. Хорошо излучать будут и нерелятивистские частицы.  

Я наверное неправильно пример подобрал.
Скажу по другому.
Скорость передачи импульса определяется силой - сила это и есть "канал передачи" - можно сказать это скорость передаваемого импульса в секунду.
У электрона с протоном - это сила Кулона и она строго задана.
Но при тормозном излучении интенсивность излучения равна квадрату ускорения.
А импульс света пропорционален его интенсивности.
Т.е. импульс от протона поступает линейно от ускорения, а на излучение тратится квадратично.
Значит существует граница скорости , когда на создание излучения импульса хватать не будет.

Линейная функция у нуля больше квадратичной - т.е. на малых скоростях "канала передачи" достаточно, а на больших - свету будет не хватать импульса.

Возможно вот тогда электрон и перестаёт излучать - потому и орбита становиться стабильной.

[Игорь Мисюченко]

Одинокий электрон не может излучать хотя бы по той простейшей причине, что у него нет ни единой физической причины изменить своё равномерное и прямолинейное движение. А ни покоящийся, ни движущийся равномерно и прямолинейно электрон ни по одной теории излучать не может и не должен. Всё. Вопрос можно закрывать ввиду очевидности.

[Фёдор Менде]

Одинокий электрон не может излучать хотя бы по той простейшей причине, что у него нет ни единой физической причины изменить своё равномерное и прямолинейное движение. А ни покоящийся, ни движущийся равномерно и прямолинейно электрон ни по одной теории излучать не может и не должен. Всё. Вопрос можно закрывать ввиду очевидности.

Полностью согласен. Когда же мы говорим о том, что электрон движется с ускорением, то имеется в виду, что есть какая-то вторая система, которая заставляет его это делать. Это могут быть внешние поля, которые на это тратят свою энергию, или поля другого заряда, по отношению к которому электрон обладает потенциальной энергией и поэтому может осуществлять колебательные движения около этого заряда. Я считаю, что вращательное движение электрона вокруг другого заряда по круговой орбите колебательными движениями не являются и в этом случае он не может излучать ЭМ волны.

[Stranger]

Я наверное неправильно пример подобрал.
Скажу по другому.
Скорость передачи импульса определяется силой - сила это и есть "канал передачи" - можно сказать это скорость передаваемого импульса в секунду.
У электрона с протоном - это сила Кулона и она строго задана.
Но при тормозном излучении интенсивность излучения равна квадрату ускорения.
А импульс света пропорционален его интенсивности.
Т.е. импульс от протона поступает линейно от ускорения, а на излучение тратится квадратично.
Значит существует граница скорости , когда на создание излучения импульса хватать не будет.

Линейная функция у нуля больше квадратичной - т.е. на малых скоростях "канала передачи" достаточно, а на больших - свету будет не хватать импульса.

Возможно вот тогда электрон и перестаёт излучать - потому и орбита становиться стабильной.

Мы же обсудили выше, что  классическая физике дает результат, что в поле ядра электрон постоянно теряет энергию на излучение. Результат был хорошо изучен и известен классикам. Естественно, все законы сохранения при излучении вращающегося электрона в классике выполняются, так как это заложено в исходных классических уравнениях.

Задача излучения при кулоновском взаимодействиии двух частиц подробно разобрана (классически, например Том 2, параграф  70). Это просто учебник и привожу для ссылки, есть и в других местах, результат естественно, был получен другими учеными и хорошо известен. Ответ - если крутится - излучает .  

[Stranger]

Так ведь уравнения Максвелла и уравнения Власова это разные вещи. До уравнений Власова даже Ландау не додумался, за что вместе с Гинзбургом и ругими проходимцами убрал Власова с дороги. Они даже в членкоры его не пропустили. Вот такая наука была в СССР.
К стати, Stranger, сколько Вам лет?

Конечно, Власов - уважаемый ученый, его уравнения широко используются. Наука в СССР была в целом мощная, со своими недостатками, которые всегда случаются  в больших делах. Нам сейчас о такой науке только мечтать, мы ее потеряли.

[Stranger]

Одинокий электрон не может излучать хотя бы по той простейшей причине, что у него нет ни единой физической причины изменить своё равномерное и прямолинейное движение. А ни покоящийся, ни движущийся равномерно и прямолинейно электрон ни по одной теории излучать не может и не должен. Всё. Вопрос можно закрывать ввиду очевидности.

Против того, что одинокий электрон в вакууме не излучает никто и не возражал в этой ветке. Если кто-то это сделал - покажите на него пальцем  .

[AK III]

Ответ - если крутится - излучает .  

Нет, импульс излучения никак не прописан в уравнениях Максвелла.
"крутится-излучает" - это для безимпульсного излучения (не переносящего импульс).
Импульс - это какие-то квантовые заморочки.
В классике из каких соображений можно вычислить импульс?

Да, я знаю, что "электрическое поле возбуждает в среде объемную плотность тока проводимости на который со стороны магнитного поля действует ..."

Но это со стороны приемника (да и снова тут видим подъём самого себя за волосы из болота).

А как описывается в классике излучение электрического поля электроном с одновременным отъемом у него импульса?

По идее, должно быть уравнение, согласно которому, пролетающий по дуге электрон создаёт дополнительную силу реакции на собственное излучение.
Т.е. должна быть сила, действующая на электрон со стороны самого себя и обусловленная формой его траектории.
Сила кулона только заставляет электрон двигаться по кругу.
Если бы он не излучал, то все равно бы двигался по кругу.
Излучение должно заставлять электрон вместо круга, двигаться по спирали, т.е. должна быть сила, действующая на электрон, которую можно вычислить исходя из скорости электрона и его ускорения.

Что-то чипа: "на заряд, движущийся с ускорением, действует сила, равная такой-то функции от ускорения, со стороны ..."

... вот еще надо сказать, с чьей стороны на электрон действует эта дополнительная сила ("реакции опоры"?) ...

"... равная квадрату ускорения умноженную на такую-то константу и направленную против вектора ускорения".

А вы говорите, что у вас все сходится.
Как же оно сходится, когда нет формулы, для силы действующей на электрон при его ускоренном движении со стороны ... непонятно чего?
Ведь полноценного фотона может и не получиться, а сила должна действовать при мельчайших отклонениях электрона от прямой линии.

[Фёдор Менде]

Против того, что одинокий электрон в вакууме не излучает никто и не возражал в этой ветке. Если кто-то это сделал - покажите на него пальцем  .

Насколько я помню, нобелевская лекция Гинзбурга была посвящена именно излучению равномерно движущегося заряда.

[Stranger]

Нет, импульс излучения никак не прописан в уравнениях Максвелла.

Чтобы дальше не лезть в дебри, сразу напоминаю: в классике вектор Умова-Пойнтинга описывает, в том чмсле, импульс электромагнитного поля. Энергетические соотношения получается непосредственно из уравнений Максвелла.  

А процесс излучения прикулоновском взаимодействии протона и электрона, как мы уже договорились - трехчастичный. И законы сохранения надо записывать для всей системы: электрон, протон, фотон (электромагнитная волна).

[Stranger]

Насколько я помню, нобелевская лекция Гинзбурга была посвящена именно излучению равномерно движущегося заряда.

Гинзбург за что-то типа сверхпроводимости и сверхтекучести. Когда-то давно он с Ландау создал феноменологическую теорию этих процессов, которая так во всем мире и называется: уравнениями Гинзбурга-Ландау. Но точно утверждать за что дали не берусь.

А Нобелевскую премию за обнаружение и описание эффекта Вавилова-Черенкова (излучения равномерно движущегося в среде - не в вакууме, заряда) получили соответственно Вавилов, Черенков, Тамм и Франк.

[AK III]

Чтобы дальше не лезть в дебри, сразу напоминаю: в классике вектор Умова-Пойнтинга описывает, в том чмсле, импульс электромагнитного поля. Энергетические соотношения получается непосредственно из уравнений Максвелла.  

А процесс излучения прикулоновском взаимодействии протона и электрона, как мы уже договорились - трехчастичный. И законы сохранения надо записывать для всей системы: электрон, протон, фотон (электромагнитная волна).

Да уж, электродинамика так запутана, что получаются дебри.
Если рассуждать по аналогии с объяснением давления света при помощи действия магнитного поля на ток, который создается электрическим, получаем, аналогично:
Электрон сам на себя действует собственным магнитным полем -  двигаясь с ускорением по кругу он создает магнитное поле, и ,поскольку он движется в упомянутом магнитном поле, то на него действует сила Лоренца.
Мюнхаузен отдыхает.

[Фёдор Менде]

Гинзбург за что-то типа сверхпроводимости и сверхтекучести. Когда-то давно он с Ландау создал феноменологическую теорию этих процессов, которая так во всем мире и называется: уравнениями Гинзбурга-Ландау. Но точно утверждать за что дали не берусь.

А Нобелевскую премию за обнаружение и описание эффекта Вавилова-Черенкова (излучения равномерно движущегося в среде - не в вакууме, заряда) получили соответственно Вавилов, Черенков, Тамм и Франк.

Формально Гинзбург получил нобеля за создание феноменологической теории сверхпроводимости, так называемые уравнения Гинзбурга-Ландау, которая была создана за 40 лет до этого, а фактически за Комиссию по борьбе с лженаукой и окончательный развал науки в России.
Что такое Нобелевская премия, кому и за что она выдаётся, Вы можете прочитать по ссылке http://www.za-nauku.ru//index.php?option=com_content&task=view&id=2466&Itemid=29 .

Но мы с Вами не закончили разговор об эффективной массе электронов в металлах. Вы уже поняли то, что написано в моей монографии? Или у Вас имеются вопросы.

[Stranger]

Формально Гинзбург получил нобеля за создание феноменологической теории сверхпроводимости, так называемые уравнения Гинзбурга-Ландау, которая была создана за 40 лет до этого, а фактически за Комиссию по борьбе с лженаукой и окончательный развал науки в России.
Что такое Нобелевская премия, кому и за что она выдаётся, Вы можете прочитать по ссылке http://www.za-nauku.ru//index.php?option=com_content&task=view&id=2466&Itemid=29 .

Но мы с Вами не закончили разговор об эффективной массе электронов в металлах. Вы уже поняли то, что написано в моей монографии? Или у Вас имеются вопросы.

В вашей монографии рассматриваются, в основном, другие вопросы . Эффективная масса упоминается только раза три в связи со скин-эффектом. Когда прочту книгу, поговорим, если желаете.

[Фёдор Менде]

В вашей монографии рассматриваются, в основном, другие вопросы . Эффективная масса упоминается только раза три в связи со скин-эффектом. Когда прочту книгу, поговорим, если желаете.

Не возражаю. В процессе прочтения Вам придётся многое переосмыслить. Когда прочтёте, сообщите, но только не так, как Вы сообщили мне свой возраст.