Campos portadores de cantidad de movimiento

A través de algunas de mis preguntas recientes, he llegado a conocer campos como agentes que pueden actuar como impulso. ¿Cuál es la imagen física correcta que debo derivar de afirmaciones como esta? ¿Dónde se almacena exactamente este impulso y cómo se distribuye en estos campos? ¿Los campos eléctrico y magnético transportan cantidad de movimiento por separado? ¿Cómo se distribuye la disposición relativa de la energía sobre el campo y la cantidad de movimiento distribuida sobre el campo? También tengo que aprender y es bastante obvio que los campos también pueden transportar un momento angular. ¿La distribución del momento angular es diferente a la distribución del momento lineal y cómo tener en cuenta la variación del momento angular con respecto a diferentes puntos de referencia?

Cambio de campos. A medida que cambian, comunican estos cambios al resto del campo. Pueden hacer esto de muchas maneras, pero lo estoy simplificando para llamarlo frente de onda. El movimiento de un frente de onda muestra un movimiento neto de energía. La energía es directamente traducible a impulso. Por lo tanto, el impulso de los campos se mantiene en sus comunicaciones de cambios en el campo... Me acabo de dar cuenta de que no estaba tan bien explicado como lo que tengo en la cabeza.
@Jimnosperm: ¿Por qué elegir el impulso? ¿Por qué no podemos mantenerlo tan simple como solo la energía? ¿Por qué necesitamos que el campo tenga impulso?
En el artículo sobre el vector de Poynting , hay un ejemplo de campos estáticos con momento angular. Piensa también en la luz. En la EM clásica, la luz es solo un campo E transversal a un campo B y tiene una energía y un momento definidos.
@AgniveshSingh decir que traduce energía es equivalente a decir que tiene impulso. El impulso es una forma de energía pero más específica para el movimiento de información. Respuesta corta: es lo mismo pero "impulso" es más descriptivo
@Jimnosperm: Momentum, dado por los antecedentes de la física clásica, es la cantidad de movimiento que posee un objeto, puede relacionarse con la energía cinética. Como puedo visualizar, lo que quiere decir con momento de un campo es una cantidad relacionada con el cambio en la energía del campo, E1, por una relación que se asemeja a la relación entre la energía cinética y el momento, a saber, (2*E1*K) donde K es una constante. ¿Estoy en lo correcto?
@AgniveshSingh No sé muy bien lo que estás tratando de decir. Pero si el campo no tiene masa, entonces el momento es equivalente a la energía transportada por un frente de onda. pag = mi / C
@Jimnosperm: Lo que estoy tratando de decir es que la noción newtoniana asocia el momento con objetos que tienen masa y cuando defines una nueva cantidad como momento, es análogo a definir la tasa de cambio del flujo eléctrico como una forma de corriente eléctrica llamada desplazamiento actual . ¿No es así?
Ambos transportan energía por separado. Sin embargo, el impulso es una cantidad conjunta y no se puede separar.

Respuestas (1)

Para que esto tenga sentido, primero considere los campos estacionarios (como la electrostática, la magnetostática, etc.). No decimos que tales campos "almacenan" el impulso, eso es malas palabras.

En cambio, los campos estáticos tienen una densidad de energía distribuida en el espacio, de modo que, por ejemplo, para el campo eléctrico tenemos la densidad de energía d tu ( X → ) ∝ mi → 2 ( X → ) y similitud para campo magneto estático.

Ahora, cuando el campo varía con el tiempo, la densidad de energía comienza a cambiar en las posiciones espaciales, pero la conservación de la energía dice que este cambio de energía tiene que fluir hacia las posiciones cercanas. Este "flujo" de energía es el impulso llevado a cabo por campos variables en el tiempo.

Tenga en cuenta que la misma idea se aplica incluso para Quantum Fields. donde las excitaciones de partículas representan excitaciones ondulatorias de estos campos, el campo estático subyacente también tiene una densidad de energía uniforme, pero se desprecia como energía de punto cero (si ignoramos la gravedad).

¿Cómo se puede equiparar el flujo de cantidad de movimiento con la transferencia de energía? Ambos son cantidades físicas diferentes. E incluso he leído afirmaciones como que un campo estático también tiene un impulso lineal ...
Las leyes físicas siempre relacionan diferentes cantidades físicas (sin embargo a través de parámetros dimensionales). En el caso de E&M, el cambio (temporal) en la densidad de energía es proporcional a la divergencia del vector de puntos que se identifica como el "momento del campo EM".
Además, la relatividad especial nos enseña que, en realidad, la energía y el momento son parte de un objeto llamado cuatro vectores de energía-momento. Pero, de nuevo, incluso de forma no relativista, siempre puede encontrar tales relaciones, por ejemplo, la ecuación de conservación de energía de Navier-Stokes para la hidrodinámica no relativista.
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