Derivation of the Lorentz Force Law, the Magnetic Field Concept and the Faraday-Lenz Law using an Invariant Formulation of the Lorentz Transformation
它演示了如何右手边的洛伦兹变换方程可以写，在洛伦兹不变的方式，作为4-矢量标量产品。这意味着存在类似于不变真时间区间的不变长度区间。这种形式主义，基本上使用4-矢量电磁势的概念，提供了一个简短的推导经典电动力学的洛伦兹力定律，传统的定义的磁场，在空间导数的4-矢量势和法拉第-楞次定律。指出了时空矢量和能量动量矢量的物理意义之间的一个重要区别。
2005-08-19 physics.class-ph physics.ed-ph
The role of the virtual work in Faraday's law
在法拉第感应定律的背景下，我们表明，虚功的概念提供了另一种观点来澄清的感应电场的性质，以及事实上，在一个封闭的路径上的感应电场的积分是不是由一个单位电荷所做的工作。讨论了虚守恒概念的实用性。此外，我们研究了电动势和外部代理保持电路在恒定速度下所做的实际工作之间的关系。从这个讨论中可以观察到，从数学的观点来看，磁力可以是非保守的，但是对于所有的实际目的，可以被视为保守的。
2011-05-11 physics.class-ph physics.pop-ph
The field equation from Newton's law of motion and absence of magnetic monopole
通过要求牛顿运动定律中的线性微分算子是自伴的，我们得到了线性理论的场方程，这就是经典电动力学。在这个过程中，我们也导致了一个基本的普遍手征关系之间的电和磁单极子，这意味着这两个是相关的。因此，只能存在一种电荷，即通常所说的电。
2000-08-17 astro-ph gr-qc hep-th
Identification and acceptation of macroscopic magnetism energy levels results in better understanding of the linkages between the traditional theory with quantum electrodynamics and revelation of the limited validity of the Faraday's Law
在本文中，我们提出的研究结果，这是针对获得电动势在理论上纯的方式。我们设计并制造了一种无刷发电机，它模拟均匀的磁场，理论上可以在没有半导体和电子元件的情况下使用。发电机配备了屏蔽，这确保了电动势电压产生的理论平衡的破坏。在法拉第单极发电机中，电动势电压的不平衡是通过将圆盘固定到参考旋转磁体组来保证的。然而，技术问题的解决引发了一个理论问题。实验结果表明，目前的电动力学概念，基于磁通量使用相对论原理，是欧几里德，理想化。如果我们继续坚持麦克斯韦概念的无条件正确性，我们将不得不承认，非均匀场可以从任何外部参考系的视角中屏蔽出来，但是对于均匀磁场来说，这样的参考系是不存在的。对于这种与理论预期的不一致，一个很好的解释是引入了磁场的能级，它是可测量的，可能是基本粒子环境中能级总和的宏观表现。这篇文章的一部分是一个分析表明，目前电动力学使用的感应矢量的简化视图。我们表明，感应是一个特殊的情况下，一个更一般的，拓扑评价的属性的一组磁场向量。这必然导致法拉第定律的缩小，这改善了实验预测，并矛盾地揭示了相当大的技术潜力。这两个概念在实践中可以共存，具有广泛的价值匹配。
2018-02-21 physics.class-ph
How to get from static to dynamic electromagnetism
我们演示了如何推导麦克斯韦方程组，包括法拉第定律和麦克斯韦修正安培定律，通过概括静态电磁的动态情况下的描述。因此，法拉第定律被引入作为相对性原理的结果，而不是实验事实，与历史过程和常见的教科书介绍相反。作为一个副产品，这一过程产生明确的表达式为无穷小洛伦兹，并在积分，有限的洛伦兹变换。所提出的方法有助于阐明伽利略和洛伦兹变换之间的关系，并提供了另一种推导的洛伦兹变换没有明确提到的光速。
2021-05-20 physics.class-ph
Constructing Berry-Maxwell equations with Lorentz invariance and Gauss' law of Weyl monopoles in 4D energy-momentum space
该研究将 Berry 曲率推广至四维能量-动量空间，借助 Lorentz 不变性与 Weyl 磁单极 Gauss 定律构建具有对偶结构的 Berry–Maxwell 方程，并提出三类实验验证效应。
2024-08-14 physics.class-ph physics.optics quant-ph
Maxwell's Equations in Media and Their Solution
提出了介质中电磁感应的修正法拉第电磁感应定律。
2016-10-21 physics.class-ph
Coulomb force between two Dirac monopoles
Oakland University（奥克兰大学）
本文推导出两个 Dirac 磁单极子之间的作用力遵循类 Coulomb 相互作用定律，为基本电磁学概念提供了适合本科生和低年级研究生的启发性练习。
2025-10-25 physics.class-ph
Electromagnetic induction: physics, historical breakthroughs, epistemological issues and textbooks
奥斯特（1820年）发现电磁开始了一个“非凡的十年”，法拉第（1831年）发现电磁感应结束了这一发现。在这段时间里，在几个实验中，电磁感应是存在的，但它没有被看到或识别。法拉第建立了一个局部的电磁感应理论的基础上的想法，有一个感应电流时，有一个交叉线的磁力和导体之间的相对运动。1873年，麦克斯韦在电流的拉格朗日描述中写下了“电磁感应的一般定律”，其中矢量势扮演了一个基本角色。麦克斯韦一般定律的现代重新表述是基于感应电动势的定义，即单位正电荷上洛伦兹力的线积分，以及将电场与电势联系起来的方程的使用。麦克斯韦的一般定律很快就被遗忘了;相反，“通量法则”已经深深扎根。“通量法则”并不总是产生正确的预测，它没有说感应电动势是局部的，它需要特别选择的积分路径。它不是一个物理定律，而只是一个计算工具。为了理解为什么麦克斯韦的“一般法律”已被遗忘，也有代表性的教科书，分布在大约一个世纪的样本，进行了分析。在这个框架内，本文的一部分涉及旋转的磁力线的想法，法拉第证伪，但在20世纪的前几十年很常见，最近又重新恢复。它表明，这一假设是不相容的麦克斯韦-洛伦兹-爱因斯坦电磁学，它也被证伪最近的实验。最后，对最近一些研究论文中的电磁感应进行了简要的讨论。
2021-02-17 physics.class-ph physics.hist-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
Derivation of magnetic Coulomb's law for thin, semi-infinite solenoids
结果表明，薄的，半无限的螺线管之间的磁力服从库仑型定律，这对应于磁单极子放置在每个螺线管的端点。我们从电磁学的基本原理，即从麦克斯韦方程组和洛伦兹力导出磁库仑定律。
2006-11-10 physics.class-ph
Induction and Mutually Obstructing Equilibria
本文对法拉第感应定律提出了一个统一、一致和简单的观点，它包括两点：区分实验场和静止坐标系电场;理解两个场不可能同时消失，从而产生和维持圆电流。一些说明性的例子被认为是，包括机电摆表现出周期性和可逆的转换之间的电能和机械能。
2004-05-27 physics.class-ph physics.gen-ph
General students' misconceptions related to Electricity and Magnetism
电磁学远不如力学直观，力学中有许多误解的来源，除了从力学中借用的常见误解来源外，还有与电场和磁场的抽象新概念有关的其他来源。本文是第一次对与E&M相关的最重要的有据可查的误解进行全面概述。还提出了误解的新来源。洛仑兹定律的形式、磁场和电场之间诱人的类比、麦克斯韦方程组和推导出的定律（安培定律、毕奥-萨伐尔定律、法拉第定律和电力的库仑定律）之间的联系以及与数学有关的误解都是建议的误解领域。文章最后给出了用p-素数对一些学生E&M相关错误概念的可能解释。
2005-03-16 physics.class-ph physics.ed-ph
Coulomb's law in maximally symmetric spaces
利用高斯定理的$n$维形式，研究了背景几何为$n$维极大对称空间时对库仑定律的修正.结果表明，由于背景空间的曲率，在通常的库仑电场表达式中增加了一些额外的项。此外，我们考虑了在这样的空间中的磁单极子的存在性问题，并提出了相应的磁场和矢势的解析表达式。我们表明，磁荷的量子化规则（如果它们存在的话）也适用于我们的研究。
2012-01-29 gr-qc physics.class-ph
