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.,电磁场与电磁相互作用,应用物理王会杰061001119,.,论文提要,1.研究背景2.电磁场的量子化，二次量子化法3.真空态，光子数确定的状态，相干态4.电磁相互作用的规范不变性，A-B效应5.总结6.致谢,.,1研究背景,物质的波粒二象性经典电磁理论微观领域的电磁场量子力学与电磁场,.,2电磁场的量子化，二次量子化法,广义坐标与广义动量，对易关系场算符升降算符，粒子数表象量子化波粒二象性,光子,.,按上述方法对电磁场二次量子化我们可以得到电磁场能量本征值平移动量本征值,.,3-1真空态,真空态并不是空无一物的状态，只是量子电磁场的基态。量子电磁真空态能量为它不仅确确实实存在，而且可以Casimir效应被观察。,.,3-2光子数确定的状态,定义：属于各平面波的光子数算符的集合组成电磁场的完备力学量组。它们共同确定的态就是电磁场能量确定的状态，即定态.相应的能量本征值为，它是电磁场的激发态，可用产生算符作用在真空态上组成：性质：电磁量平均值为零，涨落为无穷。,.,3-3相干态,定义：光子数或能量确定的状态中电磁场是不相干的,即无确定相角,将具有不同光子数或能量的状态叠加起来,可使电磁场有近似确定的相角,成为相干的。定义相干态在相干态下，可以推导出,.,它们表明，相干态的电磁场是以一定频率沿一定方向传播，具有近似确定的相角的平面波。实际上相干这个名称指的就是它有一定相角。激光或一般宏观电磁波正是这种相干状态的电磁场。,.,4-1电磁相互作用与规范不变性,规范不变性波函数的规范变换电磁相互作用规范场,.,4-2A-B效应,矢量势的引入A-B效应的提出A-B效应的量子力学解释，相因子,.,5总结,在量子理论中，把Maxwell方程组量子化后，发展为量子电动力学，目前量子电动力学对各种物理过程的理论计算和实验结果在很高精度下相符，表明它有反映客观规律的正确性的一面，但它还有一些基本困难没有解决。一个主要困难是它从点模型出发，没有触及电子的内部结构问题，因而对一些物理量（如电子自能或电磁质量）的计算结果为无穷大。近年又发现，电磁相互作用和弱相互作用是有密切联系的，统一为弱电相互作用，用Yang-Mills规范理论描述，电磁场是更广的规范
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