In diesem Video spricht Professor V. Balakrishnan über die Erhaltung des Drehimpulses und seine Auswirkungen usw. (Siehe von 2:23 bis 9:25) Dann fährt er fort zu zeigen, wie Newtons drittes Gesetz die Erhaltung des Drehimpulses garantiert.
Aber eine kurze Suche hier drüben ergibt die folgende Frage:
In der Antwort dort sagt Emilio Pisanty (ein Teil der vollständigen Antwort :
Sie haben Recht mit Ihrer Behauptung, dass Paare geladener Punktteilchen magnetisch auf eine Weise interagieren können, die scheinbar gegen Newtons 3. Gesetz verstößt und daher auch die Erhaltung sowohl des linearen als auch des Drehimpulses zu verletzen scheint. Dies ist ein grundlegendes Ergebnis und es ist das entscheidende (Gedanken-)Experiment, das uns dazu zwingt, unseren Standpunkt zur Elektrodynamik von so etwas wie zu ändern
geladene Teilchen interagieren miteinander
zu einem feldbasierten, der sagt
geladene Teilchen interagieren mit dem elektromagnetischen Feld.
Was das bedeutet, und der entscheidende Punkt hier, ist das
- Das elektromagnetische Feld sollte als eigenständige dynamische Einheit betrachtet werden , die materiellen Teilchen ebenbürtig ist, und es kann eigene Energie, Impuls und Drehimpuls enthalten.
So:
Da er sagt, " das elektromagnetische Feld sollte als eine eigene dynamische Einheit betrachtet werden ". Bedeutet das, dass das Zwei-Teilchen-System kein geschlossenes ist? Wenn nicht, warum nicht?
Kann dies für ein einzelnes Teilchen passieren, dh das Teilchen überträgt seinen Impuls spontan auf das EM-Feld und verliert daher nach einiger Zeit den Impuls? Wenn nicht, warum nicht?
Ich möchte nur wissen, wie sich diese Ein-Partikel-Konfiguration von der Zwei-Partikel-Konfiguration unterscheiden könnte.
Sie können ein geladenes Teilchen nicht konsequent betrachten, ohne auch sein elektromagnetisches Feld zu berücksichtigen. Ein System aus geladenen Teilchen und ihrem Feld ist „geschlossen“, und ihre Energie, ihr Impuls und ihr Drehimpuls bleiben erhalten. Ohne das Feld ist es nicht geschlossen und diese Mengen sind nicht erhalten.
Ein einzelnes nicht wechselwirkendes geladenes Teilchen überträgt keine Energie, Impuls oder Drehimpuls auf das Feld. Dies ist aus den Gleichungen für sein Feld berechenbar. In seinem Ruhesystem ist das Feld nur ein elektrostatisches Coulomb-Feld. Nur Felder mit sowohl elektrischen als auch magnetischen Komponenten übertragen Energie, Impuls und Drehimpuls von Ort zu Ort.
Wechselwirkende Teilchen beschleunigen , was dazu führt, dass das Feld einen magnetischen Anteil hat, wie in den Lienard-Wiechert-Potentialen zu sehen ist. Dann ist der Poynting-Vektor ungleich Null und Energie (und auch Impuls und Drehimpuls) fließt durch das elektromagnetische Feld.
Der Fall zweier Ladungen, die magnetisch wechselwirken, lässt sich viel einfacher diskutieren. Wir alle sind mit dem Konzept der potentiellen Energie vertraut und wissen, dass die kinetische Energie nicht separat erhalten bleibt, sondern nur die Summe aus kinetischer und potentieller Energie. In der speziellen Relativitätstheorie ist Energie die Zeitkomponente von vier Impulsen. Aus dem gleichen Grund ist kinetische Energie mit kinetischem Impuls verbunden, potentielle Energie ist mit potentiellem Impuls verbunden. Das elektromagnetische Vektorpotential sollte daher als potentieller Impulsgeber angesehen werden. Während der kinetische Impuls, , ist nicht erhalten, die Summe aus kinetischem und potentiellem Impuls, , bleibt im Fall zweier magnetisch wechselwirkender Ladungen erhalten.