寻求解答：天线将高频电流转化为电磁波的内在机理？（微观层面解释）

我知道当高频电流流入天线时会引起电子的变速运动，可电子的变速运动为什么会引起电磁波的辐射呢?也就是说电子的变速运动如何产生电磁波?渴求达人们能在微观这一层面上给小弟解释一下！

我觉得基本机制是lenz定理，即阻碍事物的变化，运动的电子可以看作是电流，当电子加速时，即是电流增大，周围的磁场也增大，这时候就会感应出反向磁场以阻碍磁场的增大，进一步阻碍电子的加速，可见感应磁场有厄流作用。由于感应磁场也是变化的，它会感应出电场，如此就形成了铰链的电磁场辐射出去。

有道理 现在有点明白了 谢楼上！

最近看到有种解释，时变电流将电子转变为光子。从波粒二象性来将，光子具有波动性。

嗯嗯这种解释好像以前也见过，但没怎么搞懂。时变电流是如何将电子转变为光子的?希望知晓的蝈蝈解释一下。

我的理解是电子能级的跃迁产生的辐射

电子能级跃迁。嗯嗯 精彩  我怎么没想到这个呢
现在已经有三种解释了  哪位蝈蝈还有其他的理解 或者可以给个比较权威的解释呢?

高频周期性电流的变化，产生变化的磁场，进而动磁生电，动电生磁，以此辐射而已。

No1.  7楼的解释太通俗了。但是，不合题意。
No2.  电子能级跃迁就本人所学来讲，确实是以光的形式辐射出去。依然没有提到题意的磁。

电子能级跃迁产生能量的辐射
但并没有解释出为什么以“电磁能”的形式辐射而不以其他形式辐射
另外 光也可以认为是电磁波，不正是光的波动性吗?

如果只有一个电子，它在静止和匀速直线运动时是没有辐射的，它一旦加速会使周围的电场发生畸变，进而产生辐射，书上说此时电子周围会有非径向场，此非径向场是产生辐射的主要部分。

有个疑问请教一下，你说“如果只有一个电子，它在静止和匀速直线运动时是没有辐射的”。那么，一个在磁场受洛伦兹力而做圆周运动的电子会产生辐射吗?此时的电子不是静止，也不是匀速直线运动。如果说它产生了辐射，那么众所周知电磁波是有能量的，而洛伦兹力是不做功的，那么电磁波的能量从何而来?

11楼您的问题提醒了我，得更正一下，刚才说的电子是不合适的，应该是电荷。辐射我想应该理解为一种扰动，是场的扰动产生了辐射，这种扰动向外扩散就是辐射，外国人举了个例子，就是石子掉进水里后，由激发点出发的水表面的扰动不停地向外扩散，当然那是机械波，只是做了个比喻而已。如果一个电荷被往返加速，就建立起有规律的扰动，其实就是电荷的震荡，如此辐射就会持续，要想让天线辐射就要较好的维持电荷的震荡。

不错的讨论，学习了

是否可以这样理解，
无论是正电荷还是负电荷，周围都有场（光子秩序，或者说逃逸出去的光子），这个是携带能量的，
当正负电荷的对比发生变化时，周围的光子数发生变化，
而带着能量的这些光子数量的变化，就是场的变化，不论它周围的介质是什么。
大学时老师说过：场就是一定空间内的光子秩序。
仅是个人见解，欢迎拍砖

“匀速”圆周运动的电子也会产生辐射，但因为运动速度较光速很低，通常不予考虑。详情可以搜索“同步辐射”。

进来学习，都是些牛人！

这个帖子很有意思

天线圣经上也没有讲很清楚，是否可以这样理解，无论电磁波还是高频电流，归根到底都是场，都要向四面八方扩散。而金属由于其自由电子很多，可以把这些场集中在一起而已。

今天晚上在看书，我想到了电流连续性方程和相对论和量子力学...虽然目前脑子还没缕清关系

你没有正面回答我的问题嘛。我问的是，洛伦兹力既然不做功，那么受洛伦兹力而进行匀速圆周运动的电子怎么产生辐射呢?关键的一点，所辐射的电磁波能量从何而来?
我搜索了一下关于“同步辐射”的概念：“同步辐射是速度接近光速（v≈c）的带电粒子在磁场中沿弧形轨道运动时放出的电磁辐射，由于它最初是在同步加速器上观察到的，便又被称为“同步辐射”或“同步加速器辐射”。长期以来，同步辐射是不受高能物理学家欢迎的东西，因为它消耗了加速器的能量，阻碍粒子能量的提高。”该表述中只是提到了“弧形轨道”，并没有说是匀速圆周运动啊?而且还指出了“它消耗了加速器的能量”，说明了同步辐射产生的电磁波能量的来源。
既然一个电子做匀速圆周运动，说明它的动能不变，那么根据能量守恒定律，没有能量的转移，怎么能推导出它能辐射出带能量的电磁波呢?

我以前想过另一个问题，就是如果空间中放了一个相对地面固定的电荷，而我相对地面做往返运动，那么我是否会感觉得到电磁辐射呢，而其他相对地静止的人则不会感到电磁辐射?这也许和相对论有关吧。

你没有正面回答我的问题嘛。我问的是，洛伦兹力既然不做功，那么受洛伦兹力而进行匀速圆周运动的电子怎么产生辐射呢?关键的一点，所辐射的电磁波能量从何而来?
回答了一部分，剩下的一部分可以搜索的到……看看这个的解释吧
http://zh.wikipedia.org/zh/%E5%9B%9E%E6%97%8B%E8%BE%90%E5%B0%84
“匀速圆周运动”并非真正的匀速，运动过程中，电子的一部分动能将转换成电磁波辐射出去。之所以会有辐射，在于圆周运动中有加速度存在，加速度运动的电荷产生辐射，这个不必多说了吧。
我搜索了一下关于“同步辐射”的概念：“同步辐射是速度接近光速（v≈c）的带电粒子在磁场中沿弧形轨道运动时放出的电磁辐射，由于它最初是在同步加速器上观察到的，便又被称为“同步辐射”或“同步加速器辐射”。长期以来，同步辐射是不受高能物理学家欢迎的东西，因为它消耗了加速器的能量，阻碍粒子能量的提高。”该表述中只是提到了“弧形轨道”，并没有说是匀速圆周运动啊?而且还指出了“它消耗了加速器的能量”，说明了同步辐射产生的电磁波能量的来源。
加速器中的情形有些复杂，既然要加速，那么肯定会有动能增加，不再是单纯的洛伦兹对粒子作用了。所以，这种情形先不予考虑，只考虑简单情形怎么样?
既然一个电子做匀速圆周运动，说明它的动能不变，那么根据能量守恒定律，没有能量的转移，怎么能推导出它能辐射出带能量的电磁波呢?
考虑了辐射效应的话，圆周运动的电荷将不再匀速，就像把在匀强磁场中“匀速运动”的电荷放置于空气中那样，电荷会在运动过程中逐渐丧失能量，速度逐渐降低，不再匀速。
想一想高中时学原子核模型，为什么早期的卢瑟福模型站不住脚，以至于必须引入量子力学解决问题?http://zh.wikipedia.org/zh/%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E5%AD%A6

最近几天发帖总会遇到回帖不显示的问题，真是不方便

一个不错的讨论，大家继续啊....

同学，我提出的模型很简单。我可以再稍微多说一下：一个在真空中（可能这个真空条件没加，所以不够严谨，抱歉。），在均匀磁场中，一个受洛伦兹力而进行匀速圆周运动的电子，怎么辐射电磁波?洛伦兹力是始终垂直这个电子运动方向的。
同步辐射的那个我已经说了，不能用于反驳我的观点。因为第一，概念中没有说带电粒子做的是“匀速圆周运动”，只是指明在“弧形轨道”上。弧形不等于圆周吧?第二，也没有带电粒子动能不变，不然不叫加速器了，加速器要对带电粒子做功的（据我所知一般要用到电场，电场力做功，这个我知道）。所以我说我能理解为什么会同步辐射会“辐射”啊。因为一不是匀速，二在被做功。
但是我说的是在均匀磁场中受洛伦兹力而旋转的带电粒子啊。
你说“考虑了辐射效应的话，圆周运动的电荷将不再匀速，就像把在匀强磁场中“匀速运动”的电荷放置于空气中那样，电荷会在运动过程中逐渐丧失能量，速度逐渐降低，不再匀速。”
你得给我解释下，如果在真空中，会不会有辐射?真空中哪个力在给带电粒子做功?什么能量转换成了电磁波的能量?电荷放在空气中当然会慢慢减速了，因为它不仅仅受洛伦兹力，还受到空气中各种粒子给它的力，比如有可能空气中有电荷给予它电场力啊，电场力做功嘛。再者还有万有引力啊，万有引力对其做功嘛。空气本身就有物质存在。
我是不是可以这样理解你的意思：在一个理想环境中（绝对真空，且匀强磁场），一个带电粒子受洛伦兹力而旋转运动，因为它是绝对的匀速圆周运动，所以不辐射。但是我们找不到这样的理想环境而使得“匀速”这个条件不成立，怎么都会受到外力作用的破坏。所以，受洛伦兹力而旋转的带电粒子不辐射，仅限于理论上的理想环境。实际中因为它根本不可能不受外力。是这个意思吗?
那说明我的反驳的论据还是成立的，因为我质疑的是“subo27”网友的这句话：“如果只有一个电子，它在静止和匀速直线运动时是没有辐射的。”我反驳的论据是：“一个在磁场受洛伦兹力而做圆周运动的电子会产生辐射吗?”那么“subo27”网友的这句话应该改为：“只有一个电子，在其不被做功时，是不产生辐射的。”囊括了静止，匀速直线运动，匀速圆周运动这几种条件。
匀速这个词，本身就是抽象的理想物理条件，所以我可以在理想模型中讨论匀速圆周运动啊。就像“subo27”网友的“静止”，“匀速直线运动”不也是理想物理条件吗?

微仿论坛所有带链接的回复，会被小编先审查一下链接是否安全，然后才能发布，我之前也遇到过这种情况。

ecel同学，那个回旋辐射太高深了，我没看懂-_-
不过你是不是想告诉我，其实受洛伦兹力旋转的带电粒子并不可能真正做到匀速，洛伦兹力实际上在对带电粒子做功吗?所辐射的能量即是由部分带电粒子的动能转换而来。如果是这样，我就可以理解了，因为有做功（洛伦兹力做功），有能量转换（带电粒子的部分动能）。

前面你那个帖子还没看，先回一下这个帖子，洛伦兹力不对带电粒子做功，辐射出去的能量的确是由粒子的动能转换来的。这是我的认识，具体解释明天下午再说，上午还有事。

你得给我解释下，如果在真空中，会不会有辐射?真空中哪个力在给带电粒子做功?什么能量转换成了电磁波的能量?电荷放在空气中当然会慢慢减速了，因为它不仅仅受洛伦兹力，还受到空气中各种粒子给它的力，比如有可能空气中有电荷给予它电场力啊，电场力做功嘛。再者还有万有引力啊，万有引力对其做功嘛。空气本身就有物质存在。
即使在真空中，具有加速度的带电粒子仍然会有辐射。我不能简单的回答你哪个力对带电粒子做了功，但可以告诉带电粒子的动能转换成了电磁波的能量。
我是不是可以这样理解你的意思：在一个理想环境中（绝对真空，且匀强磁场），一个带电粒子受洛伦兹力而旋转运动，因为它是绝对的匀速圆周运动，所以不辐射。但是我们找不到这样的理想环境而使得“匀速”这个条件不成立，怎么都会受到外力作用的破坏。所以，受洛伦兹力而旋转的带电粒子不辐射，仅限于理论上的理想环境。实际中因为它根本不可能不受外力。是这个意思吗?
在一个理想环境中（绝对真空，且匀强磁场），一个带电粒子受洛伦兹力而旋转运动，是不是加速度不等于零?有加速度就会有辐射。你误会了我类比的意思，不考虑空气中的情形，只考虑最理想情况，怎么样?
那说明我的反驳的论据还是成立的，因为我质疑的是“subo27”网友的这句话：“如果只有一个电子，它在静止和匀速直线运动时是没有辐射的。”我反驳的论据是：“一个在磁场受洛伦兹力而做圆周运动的电子会产生辐射吗?”那么“subo27”网友的这句话应该改为：“只有一个电子，在其不被做功时，是不产生辐射的。”囊括了静止，匀速直线运动，匀速圆周运动这几种条件。
车轱辘话……一个在磁场受洛伦兹力而做圆周运动的电子会产生辐射
匀速这个词，本身就是抽象的理想物理条件，所以我可以在理想模型中讨论匀速圆周运动啊。就像“subo27”网友的“静止”，“匀速直线运动”不也是理想物理条件吗?
你可以在理想模型中讨论匀速圆周运动