The energy conservation law in classical electrodynamics
在经典Maxwell-Lorentz电动力学的框架下,重新考虑了能量守恒定律。
1999-02-02 physics.class-ph
Field-free electrodynamics
麦克斯韦-洛伦兹电动力学理论不能轻易地应用于点电荷系统:电磁场在点电荷的位置没有很好的定义,能量守恒的论点不明显,当相互作用沿着光锥发生时会出现无限回归,先进的电势导致因果关系的明显崩溃。这些问题的一个相当有争议的解决方案涉及到在一定距离上的瞬时超距作用,这是以违反洛伦兹协变性为代价的。一些实验质疑标准延迟约束对电磁场所有分量的适用性。根据这些实验结果,本文提出了两种瞬时超距作用的电动力学理论,它们与经典电动力学的一些基本特征:洛伦兹变换的库仑定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第感应定律是相容的。
2020-03-20 physics.class-ph
A New Limit on Signals of Lorentz Violation in Electrodynamics
我们描述了一个实验的结果来测试时空各向异性条款,可能存在的洛伦兹违反。该装置由一对圆柱形超导腔稳定振荡器组成,振荡器工作在TM_{010}模式下,一个轴为东西向,另一个轴垂直。空间各向异性检测通过监测拍频在恒星率及其第一谐波。我们在10^{13}中的一部分没有看到各向异性。这使得一般标准模型扩展中的四个参数线性组合具有可比性的界限,而其他三个参数的界限较弱,<4 x 10^{-9}。
2003-02-26 gr-qc hep-ex hep-ph
A gentle introduction to the foundations of classical electrodynamics: The meaning of the excitations (D,H) and the field strengths (E, B)
概述了电磁理论的公理结构。我们将把经典电动力学建立在(1)电荷守恒、(2)洛伦兹力、(3)磁通量守恒和(4)麦克斯韦-洛仑兹时空关系的基础上。这就产生了麦克斯韦方程组。除其他外,还将得出电场和磁场的解释和尺寸的结果。
2000-09-08 gr-qc physics.class-ph
Electrodynamics with radiation reaction
电动力学的自作用力是从一个标量场导出的。由此产生的运动方程不存在困扰洛伦兹·亚伯拉罕·狄拉克方程的所有问题。粒子在恒定场中的古老问题得到了解决,其解具有直观的吸引力。
2011-10-11 physics.class-ph
Direct derivation of Lienard Wiechert potentials, Maxwell's equations and Lorentz force from Coulomb's law
在19世纪,麦克斯韦从三个实验物理定律:库仑定律、安培力定律和法拉第感应定律的知识中推导出麦克斯韦方程组。然而,安培力定律和法拉第定律的理论基础至今仍然未知。此外,洛伦兹力被认为是实验现象,这种力的理论基础仍然是未知的。为了回答这些基本的理论问题,我们推导出Lienard Wiechert势,麦克斯韦方程和洛伦兹力从两个简单的假设:(a)当所有的电荷是在休息的库仑力之间的电荷的行为,和(b)在运动中的电荷引起的扰动传播远离源以有限的速度。在推导过程中既没有用到狭义相对论,也没有用到洛伦兹变换。实际上,所有的电动力学定律,包括洛伦兹力,都可以从库仑定律和时间延迟推导出来。这是通过分析假设的实验来完成的,其中试探电荷处于静止状态,并且先前移动的源电荷在过去的某个时间停止。然后应用本文导出的广义Helmholtz分解定理,将当前时刻作用的库仑力转化为源电荷运动时前一时刻源电荷位置的函数。从这个重新表述的库仑定律的Lienard-Wiechert势和麦克斯韦方程推导。本文第二部分从静电能量守恒原理出发,导出了运动电荷的能量守恒原理。这又是通过使用广义亥姆霍兹分解定理来实现的。从这个动态能量守恒原理导出了洛伦兹力。
2020-12-18 physics.class-ph
Stochastic Electrodynamics: The Closest Classical Approximation to Quantum Theory
随机电动力学是相互作用点电荷的经典电动力学理论,包括具有洛伦兹不变光谱的随机经典辐射,其尺度由普朗克常数设定。在这里,我们粗略地概述了随机电动力学的基本思想,该理论的成功,以及它与量子理论的联系。
2019-03-03 physics.class-ph
The Force Law of Classical Electrodynamics: Lorentz versus Einstein and Laub
经典电动力学理论建立在麦克斯韦方程组和电磁场、力、能量和动量的概念之上,这些概念通过坡印廷定理和洛伦兹力定律紧密联系在一起。而麦克斯韦的宏观方程将电场和磁场与它们的物质源(即,波印廷定理(Poynting's theorem)控制电磁能量的流动及其在场和物质介质之间的交换,而洛伦兹定律(Lorentz law)控制介质和场之间动量的来回传递。事实证明,爱因斯坦和劳布在1908年首次提出的另一种力定律,与麦克斯韦的宏观方程组一致,符合守恒定律和狭义相对论的要求。虽然洛伦兹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,但电磁力和扭矩的爱因斯坦-劳布公式在这种情况下并不调用隐藏的实体。此外,由电磁场施加在任何给定物体上的总力和总扭矩与力和扭矩密度是使用洛伦兹定律还是根据爱因斯坦-劳布公式计算无关。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。这种分布上的差异有时是可以测量的,可以作为指导,以决定哪一种表述符合物理现实。
2013-12-11 physics.class-ph physics.optics
Point Charges in Classical Electrodynamics
University of Adelaide(阿德莱德大学)
本文研究经典电动力学中点电荷的迟后场及洛伦兹-狄拉克辐射反应方程,通过动量平衡推导方程并讨论自相互作用和质量重整化。
2026-11-11 physics.class-ph
The Lorentz Group, Noncommutative Space-Time, and Nonlinear Electrodynamics in Majorana-Oppenheimer Formalism
本文在Riemann-Silberstein-Majorana-Oppenheimer形式主义的基础上研究了非对易时空中场论框架下的非线性电动力学。基于复正交群理论SO(3.C),详细研究了由六个非交换参数θ_{kl} \sim { \bf K} = { \bf n} + i { \bf m}控制的非线性本构关系的形式不变性问题。找到了两个抽象意义上同构的阿贝尔2参数小群,它们的实现明确依赖于不变长度{ \bf K}^{2},且在有效介质的任意6个参数θ_{kl}处保持扩展本构关系不变。在非零长度的情况下,找到了一个特殊的参考系,其中的子群具有SO(2)\otimes SO(1,1)结构,而在各向同性的情况下,不存在这样的参考系.用物理术语解释这两个阿贝尔小群的方法在于将相应的洛伦兹变换因式分解为欧几里得旋转和提升。在对非对易场论中各种对偶对称性进行一般性研究的基础上,明确地证明了非对易电动力学中的非线性本构方程在连续对偶旋转下不存在不变性,而只存在离散对偶变换下的不变性.
2011-09-09 math-ph math.MP physics.class-ph
Electric and Magnetic Dipoles in the Lorentz and Einstein-Laub Formulations of Classical Electrodynamics
经典电动力学理论不能解释电偶极子和磁偶极子的存在和结构,但它把这种偶极子纳入其基本方程,只是通过假设它们的存在和性质,就像它假设电荷和电流的存在和性质一样。麦克斯韦的宏观方程是数学上精确且自洽的微分方程,其将电磁(EM)场与其源(即,电荷密度$ρ_{free}$、电流密度$J_{free}$、极化P和磁化M)相关联。在麦克斯韦宏观方程的层次上,不需要电偶极子和磁偶极子的模型。例如,磁偶极是安氏电流环还是吉尔伯式南北磁单极对对麦克斯韦方程组的解没有影响。电磁场携带能量以及线动量和角动量,它们可以与物质介质交换-电磁场源的所在地-从而在这些介质上施加力和扭矩。在经典电动力学的洛伦兹公式中,电场和磁场E和B对电荷和电流分布施加力和力矩。电偶极子被建模为一对电荷在一根棍子(或弹簧),和磁偶极子被建模为一个安培电流回路,使洛伦兹力定律可以应用到相应的(绑定)电荷和(绑定)这些偶极子的电流。相比之下,爱因斯坦-劳布公式通过简单地提供计算电场和磁场对电荷、电流、极化和磁化施加的力密度和扭矩密度的方法,规避了对偶极子的特定模型的需要。
2015-03-07 physics.class-ph physics.optics
Failure of Lorentz-Dirac Approach to Radiation Reaction for Extremely Large Velocities ?
本文在运动的刚性带电体模型上证明了经典电动力学中关于辐射反应的Lorentz-Dirac方法不适用于靠近光锥的物体的运动轨迹。
1997-11-25 hep-th physics.class-ph
PyCharge: An open-source Python package for self-consistent electrodynamics simulations of Lorentz oscillators and moving point charges
PyCharge是一个计算电动力学Python模拟器,可以计算移动点电荷产生的电磁场和电势,并且可以自洽地模拟作为洛伦兹振荡器建模的偶极子。为了计算在指定时间沿着离散空间网格的总场和电势,PyCharge计算每个网格点处的点电荷的延迟时间,随后用于计算每个点电荷的麦克斯韦方程的解析解。洛伦兹振荡器由系统中的电场驱动,PyCharge自洽地确定辐射在每个时间步长对偶极矩的反应。PyCharge将偶极子中的两个相反电荷视为单独的点电荷源,并计算它们对总电磁场和电势的单独贡献。在PyCharge模拟中捕获偶极子之间产生的预期耦合,并且可以在整个模拟的每个时间步长使用偶极子的能量提取偶极子的修改的辐射特性(辐射衰减率和频移)。修改后的辐射特性的两个偶极子分离在近场,这需要一个完整的偶极子响应,以产生正确的物理,计算PyCharge和显示出良好的协议与分析格林函数的结果($<0.2\%$相对误差,在很宽的空间分离范围)。移动偶极子也可以通过指定偶极子的原点位置作为时间的函数来建模。PyCharge包括一个并行化版本的偶极模拟方法,可以在高性能计算环境中并行执行计算要求很高的模拟,从而显著提高运行时间。
2021-12-06 physics.class-ph physics.comp-ph physics.optics