De bewegende elektron en magnetische energie

Als je geïnteresseerd bent in natuurkunde, moet je “Unbelievable“!

De klassieke straal of Comptonstraal (Rc) van een elektron wordt berekend met behulp van de Compton‑vergelijking:

        meter.

Met  Me  de rustmassa van het elektron,  Qe  de elementaire lading van een elektron.

De vergelijking voor de magnetische energie van een geladen (Qe) lamp (Rc) die beweegt met een relatieve snelheid  Ve, is:

Bij het substitueren van de massaequivalentie,  Me, van de Compton‑vergelijking in de formule voor de magnetische energie  Wm en rekening houdend met  , krijgen we:

Dus wanneer we aannemen dat het elektron de radius  Rc heeft, afgeleid met de Compton‑vergelijking, levert de magnetische energie van het bewegende elektron een energie op die gelijk is aan de kinetische energie van datzelfde elektron.

Een bewegende “zuivere elektrostatische massa” levert magnetische energie volgens  , terwijl de magnetische energie van een bewegend elektron met de Compton‑radius  Rc  een magnetische energie van  .

Wat veroorzaakt het verschil?

Rekening houdend met de Compton‑vergelijking    en de elektrostatische energie van een geladen bol  , zien we dat het verschil tussen de formules een factor twee is. De Compton‑vergelijking “bewaart” tweemaal zoveel energie als een geladen bol met dezelfde lading en radius. Dit verschil verklaart precies het verschil tussen de vergelijkingen voor de magnetische energie  , voor de bewegende geladen bol, en    voor het bewegende elektron met de Compton‑radius.

De Compton‑vergelijking “bewaart” tweemaal zoveel energie als de formule voor een geladen bol. We weten dat het elektron, naast een lading, ook een spin heeft. De magnetische spin van het elektron wordt niet meegenomen in de Compton‑vergelijking.

In het vorige hoofdstuk “The Electron” wordt de totale energie van een elektron  Wt, in rust, gepresenteerd de formule:

In deze presentatie van de totale energie van een elektron in rust wordt de helft van de energie weergegeven als elektrostatische energie  , overeenkomstig met de energie van een geladen bol, en de andere helft van de energie   , de magnetische spinenergie van het elektron.

De radius berekend met deze vergelijking, de radius Re van een elektron wordt  meter: precies de Compton-radius.

Wanneer we beschouwen dat de helft van de intrinsieke energie van het stilstaande elektron wordt weergegeven als elektrostatische energie en de andere helft als de magnetische spintoestand, zal de magnetische energie van een bewegend elektron zijn:

Wanneer de helft van de intrinsieke energie van de massa van het elektron wordt gepresenteerd als de elektrostatische energie en de andere helft als de magnetische spinenergie, is de berekende magnetische energie van het bewegende elektron gelijk aan de kinetische energie van dat elektron.

Omdat de kinetische energie van een elektron  is en tegelijkertijd de magnetische energie (Wm) ook is, moet de kinetische energie van het elektron dezelfde energie zijn als de magnetische energie. Anders wordt de behoudswet voor energie elke keer geschonden wanneer een elektron wordt versneld of afgeremd.

Volgend hoofdstuk: De elektromagnetische massa