電磁質量英文解釋翻譯、電磁質量的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 electromagnetic mass
分詞翻譯:
電磁的英語翻譯:
electromagnetism
【醫】 electromagnetism
質量的英語翻譯:
mass; quality
【計】 Q
【化】 mass
【醫】 mass; quality
【經】 quality
專業解析
電磁質量(Electromagnetic Mass) 是物理學中的一個概念,特指帶電粒子因其自身電磁場而表現出的額外慣性質量分量。它源于粒子與其自身産生的電磁場相互作用時表現出的動力學特性。
核心概念解釋
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定義與本質:
- 中文視角:“電磁質量”指帶電粒子(如電子)除其可能存在的“機械質量”或“裸質量”外,由于其攜帶電荷并産生環繞自身的電磁場,當粒子加速運動時,改變該電磁場需要做功,從而表現出的附加慣性效應。這種效應等效于增加了粒子的總質量。
- 英文對應:Electromagnetic Mass (EM Mass)。該術語直接描述了質量的這一分量來源于電磁相互作用。在經典電動力學中,它被用來解釋帶電粒子的總慣性質量至少有一部分是由其電磁場貢獻的。
-
物理内涵:
- 當一個帶電粒子(如電子)加速時,它周圍的電磁場需要相應調整。這種調整過程會輻射電磁波(輻射阻尼),并對粒子本身産生一個反作用力。這個反作用力抵抗粒子的加速,其效果就如同粒子具有了額外的質量。這部分“額外”的質量就是電磁質量。
- 在經典理論中,對于點狀電子模型,計算其電磁場能量會導緻電磁質量趨于無窮大(發散問題),這是經典電動力學的一個著名困難,最終推動了量子電動力學的發展。
- 在相對論框架下,根據質能等價原理($E = mc$),粒子電磁場所具有的能量 $U{em}$ 必然對應一定的質量 $m{em} = U_{em} / c$,這部分質量即為電磁質量。
曆史背景與意義
- 電磁質量的概念最早由 J.J. Thomson (1881) 在研究帶電球體的運動時提出,他發現帶電球的電磁場使其表現得比不帶電時更難以加速。
- 它對于理解電子的本質和結構曾起到重要作用,并促使人們思考基本粒子的質量來源。
- 在現代物理(量子電動力學)中,粒子的質量主要來源于希格斯機制,電磁自能貢獻隻是總質量的一部分(且通常被重整化處理),但電磁質量的概念在理解粒子物理和場論的曆史發展及某些特定計算中仍有其價值。
應用與關聯概念
- 粒子物理:理解基本粒子(尤其是輕子如電子)的質量構成。
- 經典電動力學:解釋帶電粒子運動方程中的輻射反作用力(如Abraham-Lorentz力)。
- 相對論:是質能等價原理在帶電粒子系統中的一個具體體現。
- 加速器物理:高能帶電粒子在加速過程中,其電磁質量的效應(盡管在相對論速度下通常被總質量的增加所主導)在精确計算中仍需考慮。
權威參考來源:
- 經典電動力學教材:如 J.D. Jackson 的 Classical Electrodynamics (Wiley),詳細讨論了帶電粒子的輻射、輻射反作用力以及相關的電磁質量問題。
- 物理學史著作:如 Abraham Pais 的 Subtle Is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein (Oxford University Press),涉及了早期電子理論和電磁質量概念的發展。
- 《物理學名詞》 (全國科學技術名詞審定委員會):提供了“電磁質量”的标準中文定義和英文對應詞。
- 粒子物理學教材:如 D. Griffiths 的 Introduction to Elementary Particles (Wiley-VCH),在讨論基本粒子性質時會提及質量來源,包括電磁貢獻。
- 專業百科全書:如 Encyclopaedia Britannica 或 Scholarpedia 的相關條目,提供概念性的概述和曆史背景。
網絡擴展解釋
電磁質量是物理學中描述帶電粒子因電磁相互作用産生的附加質量的概念,以下是詳細解釋:
1.定義與内涵
電磁質量指帶電粒子質量中來源于電磁相互作用的部分,即與粒子固有場(自場)不可分割的質量。當粒子運動時,其周圍産生的電磁場會攜帶能量和動量,導緻粒子表現出更大的慣性質量,這部分附加質量即為電磁質量。
2.理論背景與計算
- 經典理論中的矛盾:若将電子視為點粒子,其靜電場能量積分會發散,導緻電磁質量無窮大。經典電磁學通過質能關系估算電磁質量,例如靜止電子的靜電場能量對應的質量為:
$$
m_{text{em}} = frac{U}{c}
$$
其中$U$為靜電場能量。
- 量子電動力學的處理:通過質量重正化方法,将電磁質量與“裸質量”結合,得到實驗可觀測的有限質量。
3.相關問題與争議
- 未解決的物理難題:電子的電磁質量如何與實驗值匹配仍是懸而未決的問題。
- 與輻射阻尼的區别:電磁質量由自場引起,而輻射阻尼是加速粒子時輻射場對粒子的反作用力。
4.實際意義
電磁質量揭示了微觀粒子質量起源的複雜性,表明質量不僅源于基本粒子本身,還與相互作用場密切相關。這一概念對粒子物理學和場論的發展有重要影響。
以上内容綜合了多個權威來源的解釋,如需進一步研究可查閱相關文獻。
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