Wie kann man "beschleunigende Ladungsstrahlung" mit Intuition verstehen? [Duplikat]

Stellen Sie sich die Feldlinien einer Punktladung vor - sie zeigen alle in radialer Richtung von der Ladung nach außen. Betrachten Sie nun die folgende Aussage: Die Änderung des Feldes breitet sich nicht sofort aus, sondern muss sich durch lokale Wechselwirkung ausbreiten. Wenn wir in die Ladung stoßen, breitet sich eine Welle im Feld aus, um den anderen Feldlinien zu sagen: „Hey Leute, der Boss bewegt sich, justiert neu“. Die folgende Animation zeigt dies schön:

Sie können jedoch in dieser Animation sehen, dass die Welligkeit den neuen Zustand der Feldlinien festlegt und bei einer sich gleichmäßig bewegenden Ladung keine neuen Welligkeiten entstehen. Diese Welligkeit im Feld ist genau das, was wir eine elektromagnetische Welle nennen .

Ich denke, das qualitative Verständnis der Cerenkov-Strahlung könnte ein wenig helfen.

Cherenkov-Strahlung entsteht, wenn ein geladenes Teilchen, am häufigsten ein Elektron, durch ein dielektrisches (elektrisch polarisierbares) Medium mit einer Geschwindigkeit wandert, die größer ist als die, mit der sich Licht sonst in demselben Medium ausbreiten würde.

Darüber hinaus ist die Geschwindigkeit, die überschritten werden muss, eher die Phasengeschwindigkeit des Lichts als die Gruppenlichtgeschwindigkeit. Die Phasengeschwindigkeit kann durch Verwendung eines periodischen Mediums dramatisch verändert werden, und in diesem Fall kann man sogar Cherenkov-Strahlung ohne minimale Teilchengeschwindigkeit erreichen, ein Phänomen, das als Smith-Purcell-Effekt bekannt ist. In einem komplexeren periodischen Medium wie einem photonischen Kristall kann man auch eine Vielzahl anderer anomaler Cherenkov-Effekte erhalten, wie beispielsweise Strahlung in einer Rückwärtsrichtung (während gewöhnliche Cherenkov-Strahlung einen spitzen Winkel mit der Teilchengeschwindigkeit bildet).

Die Geometrie der Cherenkov-Strahlung (gezeigt für den Idealfall ohne Dispersion)

Wenn sich ein geladenes Teilchen fortbewegt, stört es das lokale elektromagnetische Feld in seinem Medium. Insbesondere wird das Medium durch das elektrische Feld des Teilchens elektrisch polarisiert. Wenn sich das Teilchen langsam bewegt, entspannt sich die Störung elastisch zurück zum mechanischen Gleichgewicht, wenn das Teilchen vorbeikommt. Wenn sich das Teilchen jedoch schnell genug fortbewegt, bedeutet die begrenzte Reaktionsgeschwindigkeit des Mediums, dass eine Störung hinter dem Teilchen zurückbleibt und die in dieser Störung enthaltene Energie als kohärente Stoßwelle abgestrahlt wird. Eine gängige Analogie ist der Überschallknall eines Überschallflugzeugs oder einer Kugel.

Jetzt hat das Michelson-Morley-Experiment auf den leuchtenden Äther verzichtet, aber die Quantenelektrodynamik hat das Vakuum eingeführt, das in gewissem Sinne ein alles durchdringendes Feld ist, das jedoch mit der speziellen Relativitätstheorie übereinstimmt. Man könnte sagen, dass die Beschleunigung eines geladenen Teilchens seine gleichmäßige Wechselwirkung mit dem Vakuum verzerrt und ein Teil der Energie, die für die Beschleunigung zugeführt wird, in echte Photonen übergeht, analog zu der Art und Weise, wie Cerenkov-Strahlung das Teilchen durch das Feld des Mediums bremst (negative Beschleunigung). die als Photonen emittierte Energie. Die Wahrheit ist, dass die mathematischen Formulierungen in beiden Fällen für jede solide Argumentation notwendig sind.

Um Ladungen zu beschleunigen, nutzt man direkt oder indirekt EM-Felder. In Beschleunigerröhren direkt, bei physikalischen Körpern indirekt mit Oberflächen-Elektron-Elektron-Wechselwirkung. Ein Teil dieses EM-Effekts entweicht im selben Moment und Sie erhalten Strahlung. Dieselbe Situation, wenn sich die Partikel im Kreis bewegten oder anhielten.

Während ich dies schreibe, wird mir klar, dass es auch thermodynamisch erklärt werden könnte. Es ist nie möglich, 100 % der Energie zu übertragen.