Laddad partikel - utstrålning av energi
(vet inte vart frågan passar men sätter den här då jag inte allt är hemma i fysik)
Min kemibok säger om elektroner:
"But classical physics also decreed that a charged particle under acceleration
should radiate energy. Since an electron revolving around the nucleus
constantly changes its direction, it is constantly accelerating.
Therefore, the electron should emit light and lose energy and thus be
drawn into the nucleus. This conclusion, of course, does not correlate
with the existence of stable atoms.
Angular momentum equals the product of mass, velocity, and orbital
radius.
Clearly, an atomic model based solely on the theories of classical
physics was untenable. Bohr dealt with the problem of the collapse of the
classical atom by simply assuming that the hydrogen electron could exist
only in stationary, nonradiating orbits."
Det fetmarkerade är det första som jag inte förstår.
1) Varför skulle partikel under acceleration utstråla energi?
2) Varför skulle den pga acceleration emittera ljus - är det pga att den skickar ut energi (vilket jag dock fortfarande inte förstår VARFÖR den gör här) mao så blir det som utskick av en foton - tex som när en kropp hettas till x-antal grader och då får den en våglängd, pga sin termiska energi från upphettningen, som gör den emitterar en foton, vars ekvation innehåller våglängdens värde?
3) Har jag förstått det jag skrev om en kropp i fråga 2) ovan?
4) Men varför tappar den energi? Jag tänker... jag sitter i en bil och accelererar. Jag gasar på för att accelerera och eller svänger på ratten - för att ändra hastighetsvektorn. Men ... nej jag greppar inte detta, vad som händer och varför.
Jag kan väl tycka att texten kunde vara bättre skriven. Man avser acceleration med minustecken, alltså retardation.
När en elektron rör sig nära runt en kärna, ändrar den sin riktning och retarderar. Elektronen avger ljus för att den förlorar rörelse-energi (hastighet) när den dras in mot kärnan. Den förlorade rörelse-energin avgår som elektromagnetisk strålning, för energin är ju oförstörbar.
Nja jag är inte med.
För det första:
Varför specificerar de just att en laddad partikel ska avge energi?
Och varför, rent allmänt, ska något som accelererar avge energi?
.jpg?width=80&crop=0,0,80,80)
Föreställ dig en laddad partikel vid en punkt P som är vid vila. Runt denna partikel finns ett elektriskt fält som vi kan beräkna med klassisk elektromagnetisk teori. Låt oss nu sätta igång en rörelse av denna laddning till hastigheten v, för att åstadkomma detta måste vi accelerera den. Det som är intressant är då hur det elektromagnetiska fältet runt partikeln ändrar sig under själva accelerationen.
Eftersom elektromagnetiska "nyheter", alltså förändringar i fälten, inte kan färdas snabbare än ljusets hastighet så kommer det ta längre tid att detektera denna fältförändring ju längre ifrån partikeln man är. Jag illustrerar detta med en bild som jag stulit någonstans på nätet här:
Den yttre fältkonfiguration illustrerar fältlinjerna då partikeln var vid vila och den innersta ringen illustrerar fältlinjerna då partikeln färdas med hastigheten v. Mitt i mellan dessa ringar representerar själva accelerationen. Eftersom fältlinjerna aldrig får brytas så kommer denna störning (biten mellan ringarna) propagera ut till oändligheten med ljusets hastighet. Det är detta som är strålningen.
Elektromagnetisk strålning är alltså (klassiskt) störningar i elektromagnetiska fälten som propagerar med ljusets hastighet, ett annat ord för detta är det vi kallar ljus.
Och ja, allting som accelererar på detta sätt avger energi, men inte via elektromagnetism. Två planeter som snurrar runt varandra accelererar också och avger energi på ett snarlikt sätt i form av gravitationsvågor, något som istället beskrivs av allmänna relativitetsteorin.
