电磁场
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电磁场
电磁场(也称为 EM 场或 EMF)是由(静止或移动的)电荷产生的经典(即非量子)场。 它是由经典电动力学(经典场论)描述的场,是量子电动力学(量子场论)中量子化电磁场张量的经典对应物。 电磁场以光速传播(其实这个场可以认定为光),并与电荷和电流相互作用。 它的量子对应物是自然界的四种基本力之一(其他的是引力、弱相互作用和强相互作用。)
场可以看作是电场和磁场的组合。 电场由静止电荷产生,磁场由移动电荷(电流)产生; 这两个通常被描述为该领域的来源。 麦克斯韦方程描述了电荷和电流与电磁场相互作用的方式(它还描述了时变场如何产生其他场,并解释了为什么电磁辐射不需要任何介质来传播)和 洛伦兹力定律。
从电磁学史上的经典观点来看,电磁场可以看作是一个光滑、连续的场,以波状方式传播。 相比之下,从量子场论的角度来看,这个场被看作是量子化的; 这意味着自由量子场(即非相互作用场)可以表示为能量-动量空间中产生和湮灭算子的傅里叶和,而相互作用量子场的影响可以在微扰理论中通过 S 矩阵进行分析 借助大量数学技术,例如戴森级数、威克定理、相关函数、时间演化算子、费曼图等。请注意,量化场在空间上仍然是连续的; 然而,它的能量状态是离散的; 它的能量值必须是 h ν {displaystyle hnu } 的整数倍,离散的能量量子称为光子,由量子场的创造算子创造。 一般来说,量子化场的频率 ν {displaystyle nu } 可以是零以上的任何值,因此能量子(光子)的值可以是零以上的任何值,甚至可以随时间连续变化。
电磁场可以用两种不同的方式来看待:连续结构或离散结构。
动态
过去,带电物体被认为会产生两种不同的、无关类型的与其电荷特性相关的场。 当电荷相对于一个物体静止时,就会产生电场。