//////

Miesięczne archiwum: Maj 2011

MASA

Powróćmy na chwilę do rozważań przed- kwantowych i wyobraźmy sobie elektron jako naładowaną bilę. W rozdz. 6 wprowadziliśmy pojęcie masy bezwładnej, aby wyjaśnić, dla­czego pole elektryczne nadaje różne przyspie­szenie elektronom i jonom o jednostkowym ła­dunku i jak wiąże się masa bezwładna z okreś­laniem energii kinetycznej i pędu. Czym jed­nakże jest masa bezwładna? Wiemy, że jest miarą bezwładności — tej właściwości ciała, która przeciwstawia się zmianie jego ruchu. Równa się to stwierdzeniu, że masło jest maś­lane, nic więcej. Spytajmy więc inaczej: czy możemy masę bezwładną powiązać z jakąś in­ną właściwością cząstki? Jeśli możemy, pro- j blem się uprości. Okaże się, że dwie właściwoś­ci, w tym znana już nam bezwładność, są tej samej natury.

FASCYNUJĄCY FAKT

Fascynujący jest fakt, że dokonała tego właś­nie klasyczna teoria zjawisk elektromagnetycz­nych! Wyobraźmy sobie elektron jako bilę po­ruszającą się ze stałą prędkością. W otaczającej go przestrzeni powstaje zarówno pole magne­tyczne, jak i zwykłe pole elektrostatyczne, po-. nieważ jego ładunek znajduje się w ruchu. Pole magnetyczne otaczające poruszający się elektron ma energię potencjalną. Możemy tę energię zsumować w całym polu — od po­wierzchni bili-elektronu do nieskończoności — aby dowiedzieć się, jaka jest całkowita energia tego pola. Ta sumaryczna wielkość będzie tym większa, im mniejszy promień przypiszemy bili, ponieważ gęstość energii przy powierzchni bili jest tym większa, im mniejszy jest jej pro­mień.

DZIĘKI RUCHOWI ELEKTRONU

Jednakże energia ta zawdzięcza swe ist­nienie wyłącznie ruchowi elektronu — byłaby zerowa, gdyby elektron się nie poruszał, ponie­waż pola magnetyczne pojawiają się tylko wte­dy, gdy poruszają się ładunki elektryczne. Na­leżało więc rozpatrzyć tę energię jako część energii kinetycznej poruszającego się elektro­nu. Energia ta zresztą, podobnie jak energia kinetyczna, wzrasta proporcjonalnie do kwa­dratu prędkości elektronu przy niskich pręd­kościach. Jeśli przyjmiemy koncepcję, że ener­gia kinetyczna jest ściśle związana z masą bezwładną, musimy wyprowadzić wniosek, że część całkowitej masy bezwładnej elektronu znajduje się w otaczającej go przestrzeni.