Большая Советская Энциклопедия (ИМ)

Импульс электромагнитного поля

И'мпульс электромагни'тного по'ля, динамическая характеристика поля — количество движения, которым обладает электромагнитное поле в данном объёме. Тела, помещенные в электромагнитное поле, испытывают действие механических сил. Воздействие поля на тело при этом связано с поглощением телом электромагнитных волн или изменением направления их распространения (отражение, рассеяние, преломление). При излучении телом электромагнитных волн, в частности света, импульс тела также меняется. Так как импульс замкнутой материальной системы в результате излучения, поглощения или отражения электромагнитных волн не может измениться (в силу закона сохранения полного импульса системы), то из этого следует, что электромагнитная волна также обладает импульсом. Существование И. э. п. впервые было экспериментально обнаружено в опытах по давлению света (П. Н. Лебедев, 1899).

Из классической теории электромагнитного поля — Максвелла уравнений — следует, что И. э. п. распределён в пространстве с объёмной плотностью — в системе СГС (Гаусса), или — в системе СИ, где [ЕН] — векторное произведение напряжённостей электрического Е и магнитного Н полей, численно равное EH sin a, a — угол между E и H, с = 3×10¹⁰ см/сек — скорость света в вакууме. Таким образом, вектор плотности И. э. п. g перпендикулярен Е и Н и направлен в сторону поступательного движения правого буравчика, рукоятка которого вращается в направлении от Е к H.

В квантовой теории электромагнитного поля (квантовой электродинамике) носителем энергии и импульса поля являются кванты этого поля — фотоны. Фотон частоты n обладает энергией hn и импульсом h n/c, где h — Планка постоянная. Существование импульса у фотона проявляется во многих явлениях. Например, обмен импульсом между электромагнитным полем и частицей имеет место в Комптона эффекте (упругом рассеянии фотонов на электронах).

Г. В. Воскресенский.