[열 물리학 28] 고전 열 물리에서 현대 열 물리까지 (3) - Radiation resistance (복사저항) and radiation damping (복사 댐핑)

[Ref: Feynman vol 1.chaper 32 ,feynman Lectures on physics]

https://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_32.html

[Ref:David J.Griffiths chapter: radiation]

 

두 참고자료 모두 좋습니다. 복사저항 내용은 파인만에서 다루고 있고 처음 유도과정은 그리피스에서 깔끔하게 다루고 있습니다. 편하신데로 읽어보시는 것을 추천합니다.

 

 

 

[Radiation resistance 복사저항]

 

 

$S$ is the amount of energy that passes per square meter per second through a surface normal to the direction in which the radiation (또는 단색광의 pointing vector)

 

 

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위 식의 유도는 다음과 같다.

 

포인팅 벡터방향은 에너지가 전달되는 방향과 같으며 항상 전기장 및 자기장과 수직인 임의의 방향을 설정하면 된다. S의 크기만 먼저 고려하면

즉

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antenna act like a resistance [energy going into space]

 

 

case of a charge accelerating

 

(전자기학에서 알려진 사실이므로 자세한 전개과정은 전자기학 파트에서 유도하도록 하겠다.)

 

 

 

sin 세제곱적분 값은 4/3이다.

 

acceleration $a'$ is

가속도의 평균은

 

그러므로 total energy radiated per second

 

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[radiation damping]

 

 

(저항을 얘기하기위해 고전역학에서 배우는 진동자의 댐핑(일종의 브레이크) 를 빛에서 응용하는 파트입니다.)

(파인만 강의록을 참고했습니다.)

(https://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_32.html)

The Feynman Lectures on Physics Vol. I Ch. 32: Radiation Damping. Light Scattering

 

oscillating charge will not oscillator “forever” even in empty (charge는 계속 진동할 수는 없다)

 

 

total energy radiated per second

for an oscillator

이 됨을 보일 수 있다.

 

$r_0$ is classical election radius

This means that an atomic oscillator will oscillate for $10^8$radians or about $10^7$ oscillations