发布日期：2022-03-28 19:28    点击次数：179

特定轨道上的定态电子不会散射出电磁波，这句话是不正确的。当原子放在真空或复杂电磁环境中的时候，原子会自发辐射电磁波（电子从高能级跃迁到低能级）。按照经典理论电子轨道会越来越小，掉到原子核里面去，但实际上不是这样。因为电磁波有真空涨落，其场的均值是0，但方差（涨落）不是0，就像白噪声一样。这些涨落的电磁波让电子保持原轨道，给电子继续运动的能力。这是涨落耗散定理的核心。这也说明物质永恒运动的物理原因，即使到了绝对零度，真空涨落不会停止，叫做零点能。但这与经典的永动机一点关系都没有。
上述的自发辐射现象，只能用量子电动力学解释。很像黑体辐射，材料吸收电磁波会耗散，但是也会放出电磁波有增益，两者是热平衡的，满足细致平衡理论。也很像布朗运动，分子在溶液不停运动，产生摩擦力，并没有减速；因为摩擦力产生了热，又增加了分子的动能。最后也类似于field-matter-bath这种系统，matter和bath之间能量交换，是满足耦合模理论的，总系统能量守恒的。但如果仅仅从matter角度来看，它确实是耗散的（gamma项），但又不停从bath中得到能量，即朗之万源（N项）。这是统计意义上的能量守恒，也是在色散损耗媒质中量子化maxwell方程的基本思路。


Wei E.I. Sha, Aiyin Y. Liu, and Weng Cho Chew “Dissipative Quantum Electromagnetics,” IEEE Xplore,IEEE Journal on Multiscale and Multiphysics Computational Techniques*, vol. 3, pp. 198-213, Nov. 2018.
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