Question

老师你好，经典电磁学告知我们，根据电场公式：E=kq/r^2，一个点电荷周围空间任意位置一点都存在电场，既然任意一点都存在电场，而电场是什么，电场就是能量啊，所以电荷周围任意位置一点都存在能量，而电磁场量子化后，也就是说，在量子电动力学里，是如何从理论上计算出电荷周围任意一点都不在能量的，也就是经典力学里所说的电场，量子力学里是如何推导出来的？具体的推导过程是什么？

Answer 1

问：老师你好，经典电磁学告知我们，根据电场公式：E=kq/r^2，一个点电荷周围空间任意位置一点都存在电场，既然任意一点都存在电场，而电场是什么，电场就是能量啊，所以电荷周围任意位置一点都存在能量，而电磁场量子化后，也就是说，在量子电动力学里，是如何从理论上计算出电荷周围任意一点都不在能量的，也就是经典力学里所说的电场，量子力学里是如何推导出来的？具体的推导过程是什么？

答：你好亲亲，很高兴为你解答~，在量子电动力学中，电场被视为一个量子场，其量子态可以用波函数描述。具体来说，电场的量子态是由无数个波函数相互作用得到的。每个波函数描述了一个电子在某个位置上可能存在的概率，而这个位置上的电场就是由所有电子的波函数相互叠加得到的。在量子力学中，电荷被视为一种量子物体，其运动状态可以用波函数描述。当电荷在某个位置上运动时，它会产生电磁场，而这个电磁场会对其他电荷产生相互作用力。根据电荷的运动状态和位置，可以计算出在某个空间点上的电场强度和能量密度。

答：具体地说，量子电动力学中，电场的量子态由费曼图表示，费曼图描述了电子在空间中交换光子的过程。图中的每个波浪线代表一个光子，而黑点代表电子。这些光子的运动状态可以用波函数描述，从而得到电场的量子态。计算任意一点上的电场强度和能量密度需要使用量子场论的技术。这包括使用费曼规则计算散射振幅和求解量子场方程。这些计算通常非常复杂，需要借助数值计算和近似方法来得到结果

答：在量子电动力学中，电场的量子态可以用波函数描述，而任意一点上的电场强度和能量密度需要使用量子场论的技术计算

问：具体地说，量子电动力学中，电场的量子态由费曼图表示，费曼图描述了电子在空间中交换光子的过程。图中的每个波浪线代表一个光子，而黑点代表电子。这些光子的运动状态可以用波函数描述，从而得到电场的量子态。计算任意一点上的电场强度和能量密度需要使用量子场论的技术。这包括使用费曼规则计算散射振幅和求解量子场方程。这些计算通常非常复杂，需要借助数值计算和近似方法来得到结果

问：老师，具体一点解释

答：在量子电动力学中，交换光子的过程是电荷相互作用的基础。当两个电荷之间发生相互作用时，它们会通过交换光子来产生相互作用力。这个过程可以用费曼图来描述，其中两个黑点代表两个电荷，而波浪线代表光子。在费曼图中，每个光子都有一个运动状态，可以用波函数描述。这个波函数实际上是光子的场函数，它描述了光子在空间中传播的情况。根据量子力学的原理，所有的物理量都可以用波函数来描述，因此电场的量子态也可以用波函数来描述。计算电场的量子态涉及到很多复杂的数学技术，包括费曼规则、量子场方程、散射振幅等等。这些技术既是量子场论的基础，也是计算电场强度和能量密度的关键。由于这些计算非常复杂，通常需要借助数值计算和近似方法来得到结果。总之，在量子电动力学中，电场的量子态是由交换光子的过程所决定的。通过使用费曼图和量子场论的技术，可以计算电场的量子态，并进一步计算电场强度和能量密度。