Энергия и импульс электромагнитного поля. Сохранение энергии и импульса в изолированной системе произвольно движущихся зарядов

Энергетические характеристики электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга

Как всякий материальный объект, электромагнитное поле обладает импульсом, энергией и моментом импульса. Эти величины для поля сохраняются, если оно оказывается изолированным. Условие изолированности выполняется в тех случаях, когда в области существования поля нет электрических зарядов и токов. Такое поле называется свободным. Сохранение энергии, импульса и момента импульса изолированного поля является следствием однородности пространства и времени и изотропности пространства. При взаимодействии электромагнитного поля с зарядами и токами сохраняются суммарные величины для поля и заряженных частиц. Так, сохраняется полная сумма импульсов электромагнитного поля и заряженных частиц.

Поскольку поле всегда занимает некоторую область пространства, энергия, импульс и момент импульса всегда характеризуются их удельными значениями, т.е. соответствующей величиной, отнесенной к единице объема в данном месте пространства. Эти величины называются соответственно плотностью энергии w, импульса , и момента импульса . Каждая из этих функций зависит от времени t и радиус-вектора данной точки пространства.

Из уравнений Максвелла-Лоренца можно получить значения этих плотностей и законы их сохранения.

Дата добавления: 2014-01-04