Classical formulations of the electromagnetic self-force of extended charged bodies
几个noncovariant制剂的电磁自作用力的扩展带电体,已开发的背景下的带电粒子的经典模型,进行了比较。各种不同的自作用力表达式的数学等价性明确证明了这些表达式直接从另一个。的自作用力配方和它们的意义在更广泛的背景下,经典带电粒子模型的适用性进行了讨论。
2013-09-22 physics.class-ph
The force density and the kinetic energy-momentum tensor of electromagnetic fields in matter
确定了电磁场作用于偶极物质的力密度的不变表达式,构造了与该力和麦克斯韦方程组一致的物质中电磁场的非对称能量动量张量.我们恢复了Minkowski的动量密度表达式。我们利用这些结果讨论了电磁波包落入介质块中的动量交换。特别是,我们表明,波包拉块时,它进入和拖动它时,它离开。通常形式的质心运动定理并不适用于这个系统,但修改后的版本的定理,其中包括自旋的贡献是满意的。
2014-08-21 physics.class-ph
Electromagnetic self-force of a point charge from the rate of change of the momentum of its retarded self-field
在不需要任何显式去除无穷大的情况下,得到了在直线轨道上运动的点电荷的自作用力,作为其延迟自场的动量的时间变化率的负值。
2019-07-24 physics.class-ph
Special Relativity from Classical Gedankenexperiments involving Electromagnetic Forces: A Contribution to Relativity without Light
通过简单地假设狭义相对论的第一个假设,并通过探索Gedanken实验与电磁力,我们认为,在宇宙中有一个速度极限,它可以确定为真空磁导率和介电常数之间的关系。在不涉及光的情况下,我们还导出了空间收缩和时间延缓。最后,我们认为,基于前人关于无光洛伦兹变换的推导工作和我们的结果,爱因斯坦第二公设的认识论地位有可能从原理性转化为推导性。
2018-11-02 physics.class-ph
Inter-charge forces in relativistic classical electrodynamics: electromagnetic induction in different reference frames
在不同的参考系中计算了试探电荷上的电磁感应力。本文采用法拉第-楞次定律和均匀运动电荷场的不同公式。运动电荷的电场的经典海维赛公式预言,对于所考虑的特定空间配置,感应力在磁体运动而试探电荷静止的坐标系中消失。与此相反,最近导出的相对论经典电动力学公式在不同的坐标系下给出了一致的结果。
2008-04-07 physics.class-ph
Electromagnetic Force and Momentum in Classical Macroscopic Dipolar Media
本文通过微观偶极子模型证明爱因斯坦-劳布宏观电磁力等于微观力之和,并推导隐藏动量,确认亚伯拉罕/爱因斯坦-劳布动量密度优于闵可夫斯基,且实验验证其正确性。
2023-11-19 physics.class-ph
Reply to "A first principles derivation of the electromagnetic fields of a point charge in arbitrary motion"
我们希望这一答复将对目前公认的加速点电荷电磁辐射公式进行进一步的研究。如果目前的提法确实是正确的,进一步审查至少会澄清目前提法中的一些模糊和误解。
2011-12-09 physics.class-ph
The electromagnetic self-force of a Lorentz-contractible spherical shell of radius $R$ in rectilinear arbitrary motion: the terms of order $1/R$ and $R^0$
本文将半径为 $R$ 的可洛伦兹收缩球壳在任意直线运动中的电磁自力展开为 $R$ 的幂级数,利用依赖于速度的体电荷密度方法计算了前两项,避免了以往文献的困难,并在实验室参考系中完成了计算与对比。
2023-09-13 physics.class-ph
Radiation reaction from electromagnetic fields in the neighbourhood of a point charge
从一个点电荷附近的电磁场的表达式中,我们确定了电磁动量流的速率,使用麦克斯韦应力张量计算,穿过电荷周围的表面。由此,我们推导出“点电荷”的辐射反应公式,该公式与电荷加速度的一阶时间导数成正比,与迄今为止文献中从详细的相互作用中获得的自作用力表达式相同。一个小带电球体的成分之间的相互作用。然后,我们使用相对论变换,得到一个广义的辐射反应的点电荷经历相对论运动的公式。
2016-12-16 physics.class-ph
Electromagnetic Force and Momentum
这篇文章发表在Journal of Optics 19(2017)013001的“结构光路线图”第4部分。第4节描述了经典电磁力和动量理论的基本要素。
2016-12-20 physics.class-ph physics.optics
Electromagnetic Power Emitted by an Accelerating Point Charge
我们导出了加速点电荷发射电磁能的速率,结果中的加速度和速度是在加速电荷运动的当前时刻取得的。这与通常的教科书推导相反,教科书推导计算通过大球表面辐射的能量,并给出辐射能量在任意延迟时间的加速度和速度的比率。
2022-04-05 physics.class-ph
Electromagnetic self-force for axially symmetric charge on a spherical shell
本文得到了分布在球表面上的电荷关于运动方向轴对称的场和电磁自作用力。一个封闭形式的表达的自作用力给出的电荷分布的多极矩。偶极电动力学的应用,并在视界附近(时空)的电磁自作用力进行了讨论。
2018-09-27 gr-qc physics.class-ph
Nature of the electromagnetic force between classical magnetic dipoles
经典电动力学的洛伦兹力定律指出,磁感应强度B施加在以速度V运动的电荷为q的粒子上的力F由F= qvB给出。由于这个力与运动方向垂直,因此可以说磁场无法进行机械功。然而,不可否认的是,一个永磁体可以很容易地通过推/拉另一个永磁体来完成机械功--或者通过吸引可磁化材料的碎片,如废铁或铁屑。我们解释这个明显的矛盾,通过检查磁洛伦兹力作用于安培电流回路,这是一个磁偶极子的模型。然后,我们通过分析外部磁场存在下的磁偶极子的爱因斯坦-劳布模型来扩展讨论。
2017-09-09 physics.class-ph
What is the force on a magnetic dipole?
本文论证了标准教科书公式 F=∇(μ·B) 在含时电磁场中依然正确,并据此证明总动量守恒,否定了引入隐动量或内力进行修正的做法。
2024-08-11 physics.class-ph
Electromagnetic force and torque derived from a Lagrangian in conjunction with the Maxwell-Lorentz equations
电磁力和转矩通常是从应力张量结合经典电动力学的麦克斯韦方程推导出来的。在某些情况下,最小作用量原理(围绕拉格朗日量建立)可以用来得出与应力张量相同的力和扭矩的数学表达式。本文介绍了一些基本的论点存在的拉格朗日在某些简单的物理系统的情况下。虽然电磁力和转矩的某些公式允许拉格朗日量,但也有其他公式可能不存在拉格朗日量。
2021-08-06 physics.class-ph physics.optics
Relational electromagnetism and the electromagnetic force
一个电磁体对另一个相对运动的物体所施加的力,以及它的最小表达式,运动电荷上的力或\emph{Lorentz' force},构成了电磁学和力学之间的联系。力的表达式首先由麦克斯韦提出,后来由H. A.洛伦兹,但他们的表达不一致。在这两种情况下,构建过程都是根植于以太观念的类比的结果。然而,尽管有其生产背景,力的表达仍然存在。我们从洛伦兹的关系电磁学出发,提出了一条通向电磁力的途径。目前的数学推理并不依赖于类比。沿着这条道路,我们表明,关系电磁学,如哥廷根学校所追求的,是符合麦克斯韦变换定律和兼容的想法,“光速”采取相同的价值在所有(惯性)参考框架,而它不能设想的基础上类比物质运动。
2021-09-02 physics.class-ph physics.hist-ph
Electromagnetic force and torque in Lorentz and Einstein-Laub formulations
经典电动力学的洛伦兹力定律要求在电场作用于磁性材料的情况下引入隐藏的能量和隐藏的动量。与此相反,爱因斯坦-劳布公式并没有引用隐藏的实体。由电磁场施加在给定物体上的总的力和扭矩与力和扭矩密度是否使用洛伦兹定律或爱因斯坦和劳布定律来计算无关。除了隐藏的实体之外,这两种公式的不同之处仅在于它们在整个材料介质中的预测力和扭矩分布。
2014-09-20 physics.class-ph physics.optics
The origin of the Schott term in the electromagnetic self force of a classical point charge
Schott项是带电点粒子电磁自作用力的三阶项。自作用力可以通过在围绕一段世界线的窄超管的侧面上积分电磁应力-能量-动量张量来获得。这个计算已经使用两个不同的超管(称为狄拉克管和巴巴管)重复了很多次,然而在以前使用巴巴管的计算中,肖特项并没有因为这个积分而出现。为了恢复Lorentz-Abraham-Dirac方程,许多作者在非电磁场对总动量的贡献中加入了一个特别的补偿项。本文用电磁应力-能量-动量张量直接积分的方法得到了Schott项。
2011-08-23 physics.class-ph physics.plasm-ph
The pushing force of a propagating electromagnetic wave
研究了平面电磁波传播中带电粒子所受的电动力的影响。首先指出,对于满足辐射条件的常场,在坡印廷矢量方向上存在加速度。当考虑振荡场时,作用在粒子上的洛伦兹力只会在波的传播方向上引起一个具有恒定平均速度的漂移,即坡印廷矢量的方向。最后,当加上辐射反作用力(辐射阻尼)时,结果又是在波传播方向上的加速度。PACS分类号:03.50.De,41.60.- m,41.75.Jv
2003-08-01 physics.class-ph physics.plasm-ph
Lorentz-Abraham-Dirac vs Landau-Lifshitz radiation friction force in the ultrarelativistic electron interaction with electromagnetic wave (exact solutions)
当电子与强激光相互作用参数进入支配辐射反应区时,电子动力学发生了质的变化。无论是Lorentz-Abraham-Dirac形式的辐射摩擦力,还是Landau-Lifshitz形式的辐射摩擦力,都能得到非物理的逃逸解,而Landau-Lifshitz形式的辐射摩擦力对相对较低的电磁波振幅是有效的。本文的目的是找出朗道-李甫希兹辐射力在电磁波振幅和频率方面的适用性极限。对于这类精确解的带电粒子运动的非线性问题的时变电磁场的使用。
2011-10-20 physics.class-ph physics.plasm-ph
On Scalar and Vector Potentials for the Nonlinear Electromagnetic Forces
经典电动力学中成功的势概念也应该适用于作用于物质的非线性电磁力。亥姆霍兹定理应提供确定这些势的明显方法。然而,人们发现该定理在大多数实际情况下都失败了。其他方法来找到的潜力-在等离子体物理学追求-进行检查,并发现产生依赖于所选择的坐标系的功能。因此,它们不能被认为是可以从中导出物理力的不变势。这些数学研究结果的实际后果进行了讨论。
2008-05-08 physics.class-ph physics.plasm-ph
Electromagnetic energy-momentum and forces in matter
讨论了电磁场在物质介质中的能量动量分布和电磁场的机械力。对这些概念存在着长期的争论。闵可夫斯基和亚伯拉罕能量动量张量是最著名的。我们提出了一个解决这个问题,这似乎是自然的和自洽的从理论和实验的角度来看。
2003-03-22 gr-qc physics.class-ph physics.gen-ph
Electromagnetic force distribution inside matter
利用时域有限差分法,数值求解麦克斯韦方程组,计算了介质内部的电磁场和力的分布。介质通常由它们的介电常数μ(w)和磁导率μ(w)指定,表示小的透明介电和磁性物体,例如血小板和微珠。利用两种电磁力密度公式,一种是H。A. Lorentz [Collected Papers 2,164(1892)],另一个是由于A. Einstein和J. Laub [Ann,Phys.331,541(1908)],我们证明了给定物体内部的力密度分布在两种公式之间可以有很大的不同。这是值得注意的,考虑到物体所经历的总力总是相同的,不管是洛伦兹公式还是爱因斯坦-劳布公式。这两个公式之间的差异应该是可访问的变形物体的测量。
2013-08-15 physics.class-ph physics.optics
The Paradoxical Forces for the Classical Electromagnetic Lag Associated with the Aharonov-Bohm Phase Shift
利用类似于Coleman和Van Vleck的达尔文-拉格朗日分析方法,得到了与Aharonov-Bohm相移相关的经典电磁滞后,从而确定了Shockley-James佯谬中令人困惑的力量。经典力引起粒子速度的变化,从而产生相对滞后,导致与Aharonov和Bohm预测的相同的相移,并在实验中观察到。提出了一个实验来测试这个滞后方面暗示的经典分析,但不存在目前公认的量子拓扑描述的相移。
2005-06-23 physics.class-ph physics.gen-ph
Classical Interaction of a Magnet and a Point Charge: The Classical Electromagnetic Forces Responsible for the Aharonov-Bohm Phase Shift
提出了一种新的经典电磁分析,表明Aharonov-Bohm相移极有可能是由基于经典电磁力的经典滞后效应引起的。该分析利用了大多数物理学家不熟悉的经典电磁理论的几个方面,包括达尔文拉格朗日,基于加速度的电场,磁铁中的内部电磁动量,以及至少涉及三个相互作用粒子的磁铁模型。只有当加速度为基础的电力作用在通过的电荷包括在内,我们发现符合所有的相对论守恒定律:能量,线动量,角动量,和恒定的质心速度。通过电荷上的电力导致滞后效应,该滞后效应定量地解释了Aharonov-Bohm相移。因此,经典分析强烈地表明,Aharonov-Bohm相移(当电子通过一个长螺线管时观察到,该螺线管对应于一条磁偶极子线)是Matteucci-Pozzi相移(当电子通过一条电偶极子线时观察到)的类似物。经典的电磁分析表明,实验来区分所提出的基于经典的滞后效应从目前公认的观点,Aharonov-Bohm相移是量子拓扑效应所产生的磁通量在经典的电磁力的情况下。
2014-08-26 physics.class-ph quant-ph
A defect of the electromagnetism and it serves as a hidden variable for quantum mechanics
根据相对论,作用在粒子上的四维力与粒子的四维速度正交,但我们发现麦克斯韦理论的电磁力不能完全满足这种正交性,这种不完全性导致我们发现电磁力在四维时空中有两个独立的分量。四维力有4个分量,由于四维力和四维速度的正交性,力的独立分量减少到3个,而电磁力只能提供2个独立分量,这种情况意味着电磁力伴随着一个不确定的分量。这个缺失的未定义分量可能是量子力学长期以来渴望找到的一个隐藏变量。本文的主要目的是严格证明电磁力在四维时空中有两个独立的分量。我们还简要地讨论了电磁力的未定义分量作为量子力学的隐变量的可能性。
2006-03-14 physics.class-ph physics.gen-ph
Radiation pressure and the distribution of electromagnetic force in dielectric media (II)
利用时域有限差分法(FDTD)计算了不同形状和光学性质的介质中及其周围的电磁场分布。借助于本构关系,我们继续计算束缚电荷和束缚电流密度,然后采用洛伦兹力定律来确定感兴趣的区域内的力密度的分布。对于几个简单的情况下,存在的解析解,这些解决方案被发现是完全符合我们的数值结果。我们还分析了更复杂系统中的场和力的分布,并讨论了我们的发现与实验观察的相关性。特别是,我们证明了单光束捕获的介质微球浸没在液体中的条件下,是典型的光镊。
2014-01-28 physics.class-ph physics.optics
The electromagnetic self-force on a charged spherical body slowly undergoing a small, temporary displacement from a position of rest
经典电动力学在半径为R的带电“刚性”体上的自作用力对于经历缓慢(即,速度v<c),轻微(即,与R相比较小),以及从初始静止位置的暂时位移。这些结果与玻尔-罗森菲尔德关于电磁场可测性的分析有关,这是最近一个有争议的问题。
2000-05-12 math-ph math.MP physics.class-ph
About Charge Density Wave for Electromagnetic Field-Drive
为了在没有推进剂和外部耦合的情况下产生推进力,已经表明需要两个在空间中分离良好的受限的宏观和随时间变化的电荷密度波。在这里,将提出一些物理条件来支持和维持这些特定的集体模式的电荷分布。
1999-11-25 physics.class-ph physics.gen-ph
Electromagnetic force and torque in ponderable media
麦克斯韦的宏观方程与洛伦兹力定律的广义形式相结合,是一组完整且一致的方程。这五个方程不仅与狭义相对论完全相容,而且也符合能量、动量和角动量守恒定律。我们证明了与守恒定律的一致性:当一束光进入磁性介质时,入射线(或角)动量的一小部分以由亚伯拉罕动量密度ExH/c^2和电磁场群速度V_g确定的速率注入介质。入射、反射和透射动量的平衡随后在光束的前缘处作为力(或扭矩)传递到介质,光束以速度V_g通过介质传播。我们的分析并不要求“隐藏”动量遵守守恒定律,也不溶解成关于有重介质中电磁动量性质的模糊性。电磁场的线动量和角动量明显与亚伯拉罕动量有关,相位折射率和群折射率(n_p和n_g)在力、力矩和动量密度的表达式中起着明确而明确的作用。
2014-02-18 physics.class-ph physics.optics
Holding the fields constant: A shape-calculus approach to electromagnetic forces
本文用形状微积分严格分析静态电磁力计算中的虚功原理,证明被动平流实际场仅在线性材料下充分,一般情形还需引入伴随变分问题的解。
2024-06-09 math-ph math.MP physics.class-ph
Interaction of a Magnet and a Point Charge: Unrecognized Internal Electromagnetic Momentum Eliminates the Myth of Hidden Mechanical Momentum
利用达尔文拉格朗日量对由两个受向心力约束的载流电荷组成的磁体进行了模型计算,在存在来自远处的外部点电荷的电场的情况下,磁体沿圆形路径运动。在磁体的两个电荷不相互作用的限制下,计算恢复了隐藏的机械动量的唯一有效计算。然而,如果磁体的电荷相互作用,则存在与扰动磁体的静电电荷分布和磁体电荷的运动相关联的内部电磁线性动量。这种内部电磁动量似乎与我们所熟悉的外部电磁动量没有什么区别,外部电磁动量与外部电荷的电场和未受扰动的磁体的磁场有关。在多粒子极限中,隐藏的机械动量变得可以忽略不计,而内部电磁动量提供了相对论性守恒定律所需的补偿线性动量,将总线性动量与能量中心的运动联系起来。外部电磁动量的变化通常与$1/c^{2},$阶的磁力有关,而内部电磁动量的变化与$1/c^{2}$阶的电力有关。这些电力相关的肖克利-詹姆斯悖论和实验观察到的Aharonov-Bohm和Aharonov-Casher相移。
2014-08-16 physics.class-ph quant-ph
Does the electromagnetic field of an accelerated charge satisfy Maxwell equations?
我们考虑沿轴作匀速运动的电荷的电磁场。我们发现由Lienard-Wiechert势得到的场不满足麦克斯韦方程组。
1997-11-10 math-ph math.MP physics.class-ph
Forces and momenta caused by electromagnetic waves in magnetoelectric media
分析了电磁波在磁电介质中的传播。最近,Feigel预测这样的介质可能“从真空中提取动量”,在这个意义上,虚波(电磁场的真空波动)的总动量是不平凡的。我们的目标是检验这种效应的可行性。在我们的研究中的关键点是一个假设的有限尺寸的磁电样品,这使我们能够减少的动量和力的电磁波作用在样品的介质外的真空区域的计算。在这个框架中,我们证明,与Feigel相反,由虚引起的总力为零,在这种效果中应该考虑到的模式的适当计数。此外,我们发现,磁电矩阵的两个不可约的部分表现出不同的可能Feigel效应。本文在原有的虚电磁波测量方案的基础上,提出了一种适合于用实电磁波测量介质磁电磁化率的实验方案。
2007-10-11 cond-mat.other gr-qc physics.class-ph
Electromagnetic interaction between two uniformly moving charged particles: a geometrical derivation using Minkowski diagrams
本文基于2空间+1时间维度的Minkowski图,通过几何投影推导了速度的相对论加法及匀速运动带电粒子间的电磁相互作用,并从Coulomb力出发结合4-力与4-速度的正交性导出了Lorentz力。
2000-03-02 physics.class-ph physics.ed-ph
Theory of the interaction forces and the heat transfer between moving bodies mediated by the fluctuating electromagnetic field
在统一方法的框架下,研究了非平衡条件下,相互作用物体在不同温度下以任意速度$V$作相对运动时的Casimir-Lifshitz相互作用、范德华摩擦力和辐射换热.分析的重点是表面-表面和表面-颗粒配置。我们的方法是基于电磁问题的精确解,该问题是关于确定两个平行平面之间的真空间隙中的脉动电磁场,该间隙是以任意速度$V$相对运动的。所考虑的现象的速度依赖性由多普勒频移确定,并且对于表面模式之间的共振光子隧穿可以是强的。我们表明,相对论效应引起的混合的贡献,从电磁波具有不同的偏振的热传递和相互作用力。我们发现这些效应的顺序为$(V/c)^2$。当一个物体足够稀薄时的极限情况给出了运动的小颗粒和表面之间的热传递和相互作用力。我们还计算了相对于黑体辐射以任意速度运动的粒子所受的摩擦力。
2010-05-05 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Linear and angular momentum of electromagnetic fields generated by an arbitrary distribution of charge and current densities at rest
从Stratton-Panofsky-Phillips-Jefimenko方程组出发,导出了由完全任意的电荷和电流密度分布所产生的电场和磁场的远区近似,其中包含所有的分量,包括主分量和次主分量.使用这些近似公式,我们推导出的总电磁线动量和角动量的一般公式,有效的任意,不移动的电荷和电流源在大的距离。
2010-01-10 astro-ph.IM physics.class-ph physics.optics