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荷電粒子の相対運動と電磁波

荷電粒子の相対運動と電磁波

荷電粒子が加速運動すると電磁波を発しますね。 

そこで思ったのですが、このときの加速運動とは
相対的に何に対する加速ですか?

例えば、宇宙空間で宇宙服を着た私に対し静止して
いる電子に対し私自身が自転したり、私が背中に背
負った推進装置(バックパック)を噴射して電子に対
し加速した場合、相対的には電子も私に対し加速運
動したことになりますが、その場合私は電子が発す
る電磁波を観測するでしょうか?

もし観測できないなら、電子は絶対空間に対し加速
運動(波動や回転を含む)しなければ電磁波を発しな
いことになり????

(但し、この場合の宇宙空間では他の物は一切見え
ないとします)

投稿日時 - 2010-09-06 09:11:52

QNo.6162145

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

この問題はおそらく非常に難しいと思います。

一応の結論は:

>その場合私は電子が発する電磁波を観測するでしょうか?

多分観測するんじゃないでしょうか?

Unruh効果というのがあります。
日本語で検索してもあまりまとまったサイトはでてきません。
http://www.google.co.jp/search?hl=ja&safe=off&client=firefox-a&hs=A8d&rls=org.mozilla%3Aja%3Aofficial&q=%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%AB%E3%83%BC%E5%8A%B9%E6%9E%9C%E3%80%80OR%E3%80%80unruh%E5%8A%B9%E6%9E%9C&aq=f&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=
http://okwave.jp/qa/q774120.html

私の理解では、アンルー効果は、
「観測者が加速度運動すると真空から光子が沸いて出てくる。」
というものです。

一般相対性原理によると、どのような加速度系でも同じ物理法則が成り立つはずなので、
光子数というのは物理量ではない(座標に依存する)という妙な結論になります。

投稿日時 - 2010-09-07 22:36:04

お礼

ご回答ありがとうございました。

私自身はこの場合、私は電磁波を観測出来
ないのでは?と思っています。

発電機はその軸を回転させても、周囲(筐体)
を回転させてもどちらでも発電しますが、この
場合とは異なると思うのです。

おそらく、電荷の加速とは宇宙空間座標上で
の電荷自身の位置の加速的変化ではないか

その加速に対する抵抗(反作用)が空間の誘
電率や透磁率の逆数として作用し、電磁波が
発生するのではないか?

つまり何らかの形で「絶対空間はある」としな
ければ説明がつかない。
その中で慣性系同士の見かけ上の相対運動
は定式的に成り立つということではないか?と...

考えてみると宇宙の殆どのものは何かに対し回
転なり、周回なりの加速系で等速直線運動系な
ど殆どないのでは...?

投稿日時 - 2010-09-08 09:44:46

ANo.2

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回答(3)

ANo.3

Unruh効果に関する日本語の検索は「アンルー効果」だけでなく、
「ウンルー効果」も試してみてください。

下記ご参考まで。
http://www.kek.jp/newskek/2010/mayjun/UnruhEffect.html
http://www.rikkyo.ne.jp/grp/itp/data/2010/string/iso.pdf

投稿日時 - 2010-09-08 19:55:26

等速度運動は「慣性」というものがあるので、他の比較対象が無ければ止まっているのか動いているのか分かりません。
他方、等加速度運動は、どの様な慣性系に対しても等加速度運動なので比較する基準は「不要」です。
つまり、この世界には「慣性」という明確な縛りが存在するのです。

慣性の形が加速度であるような世界を想定出来るのかどうか、それは私の能力を遙かに超えているのでお答え出来ません。

投稿日時 - 2010-09-06 09:29:54

お礼

ご回答ありがとうございました。

>比較対象が無ければ止まっているのか動
>いているのか分かりません。

比較対象は私と電子です。

この質問の例では最初、電子と私は共に
慣性系で相対的に等速(つまり静止関係)
です。

その後私(推進装置を持っている)が電子
に対して自転又は加速します。 

自転なら私から見て電子は私の周りを周回
して見えます。

電子に直線的に接近加速するなら電子は私
にどんどん近づきます。

これはいずれも相対的加速運動なので、私から
見た電子は加速運動していると見なせます。

電子の加速は荷電粒子の加速であり、私は電
磁波を観測するか?という質問です。

観測できるなら、電磁波の検出量(光速は一定)
は荷電粒子と観測装置間の相対加速度で変わ
ってしまうのでは?

投稿日時 - 2010-09-06 11:09:35

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