[科普中国]-电磁动量

电磁动量是指电磁场所具有的动量。由于电磁场对电荷有洛伦兹力作用，所以电磁动量可以通过场对电荷的力而与其它形式的动量（如带电物体的机械动量）相互转化。

电磁动量是一个矢量。单位体积中的电磁动量称为电磁动量密度，其值决定于电场和磁场的强度， 其方向总是垂直于电感应强度D和磁感应强度B所确常的平面。1

简介电磁动量指电磁场所具有的动量。电磁场既具有能量也具有动量，表明了它能物质性。电磁动量是一个矢量。单位体移中的电磁动量称为电磁动量密度gem，其方向垂直于电位移D和磁感应强度B所确定的平面，D、B和gem三矢量呈右手螺旋关系，其大小与D和B的大小以及它们之间的夹角θ的正弦成比例，即gem=DBsinθ。由于电磁场具有动量，所以电磁波入射到物体上时，会对物体施加一定的压力，这种压力称为辐射压力。2

表达式设带电体在电磁场中运动，根据它所受的洛伦兹力密度和麦克斯韦方程组可得：

式中Gm为带电体系的动量，j=i****i+j****j+k****k(单位张量)，g称为电磁场的动量密度，S为任意包面，V为其体积。即为体积V中的电磁场动量，Φ称为电磁场的动量流密度张量。式(1)的意义是，在闭合面S所包围的体积V中，带电体系的动量和电磁场的动量的变化（增加或减少）率之和等于通过S面（流入或流出）的电磁场的动量。以上就是电磁场存在时的动量守恒定律的定量表述。3

电磁能量传播通过麦克斯韦方程组可以表明 ：电场变化会使其周围空间有磁场产生，该磁场会环绕变化电场进行闭合，而磁场变化同样会使其周围空间有电场产生，该电场同样会环绕变化磁场进行闭合。因此，交变电场与交变磁场之间就会形成一个互相耦连的、不间断的、旋涡状的电磁场整体。当该电磁场由空间的某一点开始后， 即会逐点相邻地按照恒定速度C 向外进行传播。如此传播下去就会形成电磁波。对于已经发射出去的电磁波来说，就是在激发场源消失的情况下，其仍会继续存在和向前进行传播。因此，电磁能够与电荷和电流相脱离，单独存在的，通常按照波形进行运动。电磁能量在电磁场里是以体能密度来定域的。电磁场在空间里按照确定的速度进行传播。4

总结因此，一般地说来，两个运动电荷之间的相互作用力，不遵守牛顿第三定律。这是因为在这个体系中除了这两个带电质点外，还有它们产生的电磁场，在它们相互作用时，这个电磁场也将发生变化。所以，在这个体系中,两个带电体和电磁场共三方之间进行动量交换，维持动量守恒。

由于电磁场具有动量，则当电磁渡入射于物体上时，会对物体施加一定的压力，这种压力称为辐射压力，当电磁波入射金属表面时，辐射压力为：P=ω。

式中ω为金属表面附近处电磁波总能量密度的平均值，上式对黑体辐射仍然成立。3

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学