Fields und Newtons drittes Gesetz

Ich studiere Grundlagenphysik. Ich verwende den unter http://www.anselm.edu/internet/physics/cbphysics/downloadsI.html verfügbaren Text . Es entwickelt das universelle Gravitationsgesetz, indem es die Existenz eines Vektors an jedem Punkt der Form postuliert

G P = ∑ G M ich | R | ich 3 R ich ,

Wo M ich Und R ich sind die Masse von und der Abstandsvektor von P für alle Teilchen, die nicht am Punkt sind P .

Es untersucht die Wirkung eines Teilchens auf ein anderes. Wenn der Trennungsvektor ist R dann sehen wir das aus der obigen Gleichung

G = G M 1 | R | 3 R

und das, wenn ein Masseteilchen M 2 an der angegebenen Stelle platziert wird, wird die Kraft sein

F = G M 1 M 2 | R | 3 R

Die Autoren behaupten dann weiter, dass wir entweder die Entwicklung wiederholen können, um die Wirkung des zweiten Teilchens auf das erste zu sehen, oder das dritte Newtonsche Gesetz anwenden können.

Wie gilt Newtons drittes Gesetz durch ein Feld? Wenn es das Feld ist, das die Kraft ausübt, dann würde Newtons drittes Gesetz eine Kraft auf das Feld erfordern und nicht das Objekt, das das Feld "erzeugt", richtig?

Beim dritten Hauptsatz geht es nur um die Erhaltung des Impulses. Sie folgt aus der Translationssymmetrie der physikalischen Gesetze und gilt für jede Beschreibung, ob sie Felder enthält oder nicht. Die Beschreibung in Form einer Kraft, Fernwirkung, hat die gleiche Kraft mit entgegengesetztem Vorzeichen, die auf beide Objekte wirkt. Wenn es Felder gibt, können die Felder auch ein gewisses Momentum tragen. In der Quantenfeldtheorie kommt die Kraft von virtuellen Teilchen – virtuellen Quanten der Felder – und sie tragen wiederum den richtigen Impuls, sodass dieser immer erhalten bleibt. Das Gesetz gilt also immer. Antwortet es "Wie"?
Übrigens: Alle alltäglichen Kräfte, mit denen Sie vertraut sind – die für Sie, die vermutlich den dritten Hauptsatz akzeptieren und die wir oft als „Kontakt“-Kräfte bezeichnen – werden von Feldern erzeugt.

Antworten (2)

In der Newtonschen Physik ist das Feld nicht wirklich etwas Physikalisches, das eine unabhängige Existenz hat. Besonders in der Newtonschen Gravitation wirkt die Gravitationskraft wirklich auf Distanz, wobei nichts die Kraft dazwischen vermittelt. Das Feld G Die hier definierte Definition dient lediglich der mathematischen Bequemlichkeit und ist nicht das übliche Feld, über das Sie in einer vollständig relativistischen klassischen Feldtheorie sprechen.

Solange Sie also keine relativistischen Berechnungen durchführen und Fragen stellen wie "Wirkt die Kraft sofort? In welchem ​​​​Rahmen?", Ist es völlig in Ordnung, die Teilchen so zu behandeln, als ob sie dem dritten Hauptsatz gehorchen, mit gleichen und entgegengesetzten Kräften zwischen ihnen die auf Distanz agieren und das Feld nutzen G nur als Bequemlichkeit.

Wenn Sie eine relativistische Theorie wollen, müssen Sie natürlich ein reales physikalisches Feld einführen, das an jedem Punkt im Raum Impuls und Energie transportieren kann. Dies geschieht beispielsweise in der klassischen Elektrodynamik und der Allgemeinen Relativitätstheorie. Sie werden dort sehen, dass Teilchen nicht einem einfachen dritten Newtonschen Gesetz gehorchen, da Sie auch die Dynamik des Feldes berücksichtigen müssen . (In der Newtonschen Physik gibt es keine Dynamik für das Feld selbst, denn wie gesagt, das Feld ist in der Newtonschen Physik nichts Physikalisches.) Das ist es, was in diesen beiden Feldtheorien jeweils zu elektromagnetischen und Gravitationswellen führt.

Zusammenfassung: Nimm nicht das "Feld" G im physikalischen Sinne.

Kann eine Ladung eine Kraft auf das elektromagnetische Feld ausüben?
"Kraft" wird immer als etwas definiert, das auf ein Teilchen wirkt, das sich in einem Feld bewegt. Es macht also keinen Sinn, von "auf ein Feld wirkender Kraft" zu sprechen. Das Feld kann jedoch Energie und Impuls besitzen und transportieren. Die Kraft auf Teilchen misst, wie Teilchen auf diese Impuls- und Energieübertragung durch das Feld reagieren.

Das Kraftfeld ist sinnvoll, wenn es sich um eine externe Kraft in einer Sondenmassengleichungsbewegung handelt. Es ist zu stark behauptet, dass das Feld "überall" existiert. Tatsächlich ist es eine falsche Behauptung.

Wenn Sie an einem Punkt A eine klassische Lichtquelle haben, kann sie eine sphärische Welle aussenden, die überall bei einem gegebenen R "existiert". Aber für eine Quantenquelle mit geringer Intensität beschreibt diese Welle nicht die Wellenamplitude, sondern die Wahrscheinlichkeitsamplitude . Nicht alle Sondenkörper, die um eine Quantenquelle herum angeordnet sind, können ein einzelnes Photon empfangen.

Fields und Newtons drittes Gesetz
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