點電荷的運動

　　討論電磁輻射理論時，最簡單的情況就是討論一個點電荷的運動。由Maxwell電磁學理論知當帶電粒子運動時，會產生電磁輻射，即帶電粒子移動時會放出電磁波。
　　先前討論過靜止點電荷的Coulomb靜電場。可以引入純量勢V與向量勢V[A]來描述電磁場。由於光速c一定，所以訊息的傳遞速率，不可能超過光速。所以可猜V與V[A]在時變場的推遲(retarded)形式，稱為推遲勢。滿足□^2V＝－ρ/ε0與□^2V[A]＝－μ0V[J]。由此可得V[E]與V[B]。
　　當考慮一個點電荷的運動時，引入視長度之觀念，再由推遲勢V與V[A]，得到Liénard-Wiechert電磁勢。由此獲得之電磁場有兩項：一個是速度提供的廣義Coulomb場項(速度場項)，另一個是加速度提供的輻射場項(加速度場項)。雖然結論之形式還算簡潔，但要推導出此結論，可要花一些功夫。
　　既然運動的點電荷會放出電磁輻射，而此電磁輻射波必然會影響原來的點電荷，而稱此一作用為點電荷自身的輻射反作用力。雖然看似簡單的道理，但此一輻射反作用力，目前還是個無法全面解釋的不完整理論。描述一個點電荷的運動，這個看似簡單的問題，深入的討論其過程將發現，其實是不容易的呢！

2009-05-01未時