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
The vector potential of a point magnetic dipole
本文导出了作相对论加速运动的具有任意时间依赖性的点磁偶极子的推迟矢势。给出了任意运动磁偶极子辐射功率角分布的一种新的表达式。特别地，考虑了具有恒定磁矩的均匀加速粒子的情况。由此产生的方程进行验证，显示字段减少到文献中发现的一般形式。
2018-06-19 physics.class-ph
Electromagnetic Scattering at an Arbitrarily Accelerated Interface
该研究提出了一维任意加速时空工程调制（ASTEM）界面在亚光速区电磁散射的一般解析解，发现该界面可产生可定制的啁啾，为ASTEM晶体及微波、光学器件的发展奠定基础。
2024-02-15 physics.class-ph physics.optics
Inverse Problem for Static Electromagnetic Field in a Dipole Approximation
下面讨论逆问题。一个由电荷和电流组成的有限系统所产生的静态电磁场，其一阶导数在远离系统的某个点上是已知的。这允许重建系统的位置、其净电荷以及系统的电和磁矩。
2004-04-18 physics.class-ph
Identification of Electromagnetic Dipoles from Multi-frequency Sparse Electric Far Field Patterns
研究了多频稀疏电远场方向图的电磁源逆散射问题。潜在的源是电偶极子和磁偶极子的组合。我们表明，位置和偶极子的极化强度可以唯一地确定在稀疏观测方向的多频电远场图案。独特的论点依赖于一些几何讨论和巧妙的积分的电远场图案与适当选择的功能。受唯一性证明的启发，我们引入了两个指示函数，分别用于定位磁偶极子和电偶极子。在确定了所有偶极子的位置后，提出了相应的极化强度计算公式。最后，通过数值算例验证了算法的有效性和鲁棒性.
2021-09-14 math.AP physics.class-ph
An Improved Dipole Extraction Method From Magnitude-Only Electromagnetic-Field Data
无限小电偶极子和磁偶极子被广泛用作等效辐射源模型。本文提出了一种改进的基于遗传算法和来回迭代算法的电磁场数据偶极子提取方法。与传统的往复迭代法相比，该方法无需事先确定振子的类型、位置、方向和个数，即可自动提取等效振子。它可以很容易地应用于任意形状的表面上的电磁场数据，并尽量减少所需的偶极子的数量。提取的偶极子可以接近于原始辐射结构，从而是物理的。与传统的基于遗传算法的方法相比，该方法减少了优化时间，在优化过程中不易陷入局部极小，具有更强的鲁棒性。通过仿真数据和实测数据对该方法进行了验证，证明了该方法的优越性.讨论了该方法在相位恢复中的潜在应用。
2019-01-21 eess.SP physics.class-ph
Light emission by accelerated electric, toroidal and anapole dipolar sources
分析了具有电偶极矩、环向偶极矩和阿那普尔偶极矩的加速粒子的电磁辐射发射。结果表明，发射光的椭圆率可以用来区分电偶极子源和环形偶极子源，以及由电偶极子和环形偶极子组成的基本中性非辐射配置，可以在匀加速下发光。电动力学中非辐射结构的存在意味着，仅仅根据发射光的分布，不可能完全确定发射器的内部构成。在这里，我们证明，有一个环孔在这个“逆源问题”。我们的研究结果意味着，通过研究加速下物质的电磁响应，可能会发现一系列新的现象。
2018-05-15 physics.class-ph
Superluminal Near-field Dipole Electromagnetic Fields
本文的目的是提出数学证据，电磁近场波和波群，产生振荡的电偶极子，传播速度远远超过光速，因为他们附近的源产生的，并减少到光速约一个波长的源。波群传播的速度（群速度）被示出为调制波信息和波能量密度两者传播的速度。由于控制偏微分方程的相似性，另外两个物理系统（磁振荡偶极子和引力辐射振荡质量）也有类似的结果。
2000-01-26 physics.class-ph physics.gen-ph
Transverse Kerker effect of localized electromagnetic sources
横向Kerker效应是通过电磁平面波垂直于传播方向的定向散射而已知的，其前向和后向散射几乎都被抑制。与平面波相比，定域电磁辐射源是现代纳米光子学中更普遍的辐射源。作为一个典型的例子，控制量子点的发射方向对于研究片上量子光学和量子信息处理具有重要意义。本文介绍了利用亚波长介质天线的局部电磁源的横向Kerker效应的概念，其中磁、电和更一般的手征偶极子发射器的辐射功率可以主要沿着其偶极矩定向，而垂直于偶极矩的辐射几乎被抑制。这种横向Kerker效应也与介质天线中诱导的电磁多极共振介导的Purcell增强有关。导出了磁偶极子、电偶极子和手征偶极子辐射源的横向Kerker效应的解析条件。进一步对磁偶极子辐射源进行了微波实验验证。我们的研究结果提供了新的物理机制来操纵局域电磁源的发射特性，这可能会促进芯片上量子光学和超越。
2021-06-22 physics.class-ph physics.optics
Double (implicit and explicit) dependence of the electromagnetic field of an accelerated charge on time: Mathematical and physical analysis of the problem
我们考虑沿轴作匀速运动的电荷的电磁场。我们发现，如果只考虑滞后相互作用（即场对时间的纯隐式依赖），则由Liénard-Wiechert势得到的场不满足麦克斯韦方程组。我们证明了当且仅当同时考虑延迟相互作用和直接相互作用（所谓的“超距作用”）时，加速电荷产生的场满足麦克斯韦方程组。
1998-03-25 hep-th math-ph math.MP
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
Theory and Applications of Infinitesimal Dipole Models for Computational Electromagnetics
最近推出的量子粒子群优化（QPSO）算法被用来找到无限小偶极子模型（IDM）的天线与已知的近场（测量或计算）。IDM可以准确地预测天线的近场和远场。一个理论来解释IDM背后的机制，使用多极展开法。在设计频率附近的频率范围内外推从单频解获得的IDM。通过对导体型和介质型天线的分析，证明了该方法的有效性.一个校准程序，提出了系统地实现无限小偶极子在现有的MEMS代码。IDM与被动和主动对象的相互作用进行了研究，通过几个例子。IDM被证明可以有效地预测相互作用。相似或不同的天线之间的互导纳的封闭形式的表达式，具有任意的方向和/或位置，推导出使用反应定理。
2007-02-23 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
Wave optical imaging of an oscillating electric dipole orbiting a black hole
Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学高等理工学院物理中心）；CAMGSD, Departamento de Matemática, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学高等理工学院数学应用与计算科学中心）
本研究通过黑洞微扰理论和波光学成像框架，首次从第一性原理模拟了绕Kerr黑洞轨道运动的振荡电偶极子的电磁辐射图像，揭示了相对论性聚束、引力透镜、爱因斯坦环及螺旋度相关的极化位移效应，为超越几何光学描述提供了基准。
2026-09-11 astro-ph.HE gr-qc physics.class-ph
Electromagnetic radiation and the self torque of an oscillating magnetic dipole
半径为$R$、质量为$m$、总电荷为$q$的均匀带电球壳，具有围绕固定轴的振荡角速度$Ω(t)$，是磁偶极子的模型，该磁偶极子以固定振荡频率$ω$向其周围的自由空间辐射电磁场。经典电动力学的麦克斯韦-洛伦兹方程的精确解产生作用在球壳上的辐射电阻的自转矩，作为$R$、$q$和$ω$的函数。从壳的牛顿运动方程出发，将其角速度$Ω(t)$与外加力矩联系起来，进而研究磁偶极子对给定时刻的脉冲力矩（例如$t=0$）的响应。偶极子的脉冲响应被发现是因果关系下降到非常小的值$R$（即，作为$R \to 0$），只要在球壳的动态运动方程中使用自转矩的精确表达式。
2020-08-25 physics.class-ph physics.optics
Electromagnetic radiation and the self field of a spherical dipole oscillator
对于一个小的，固体的，均匀极化的，球形粒子的形状的振荡电偶极子，我们计算的自场以及周围的自由空间中的辐射电磁场。假设的几何形状使我们能够获得麦克斯韦方程组的精确解，作为偶极矩、球体半径和振荡频率的函数。负责辐射电阻的自场不会将非因果或其他异常行为引入包含偶极子的束缚电荷的动力学中。从因果关系出发，一个众所周知的功能的动态响应的带电粒子的外部施加的力，示出出现时，电荷被孤立地检查，即在没有约束力的相等，但相反的电荷，这是不可避免地存在于偶极辐射。即使在这种情况下，（自由）带电粒子的非因果行为似乎也植根于用来估计自作用力的近似。当使用自作用力的精确表达式时，我们的数值分析表明，粒子的脉冲响应应该保持因果关系。
2020-08-20 physics.class-ph physics.optics
Ultrafocused Electromagnetic Field Pulses with a Hollow Cylindrical Waveguide
我们从理论上证明了放置在圆柱形空心波导内的外部驱动偶极子可以产生一列超短、超聚焦的电磁脉冲训练。波导用完美的导电壁封闭真空。由单个短脉冲驱动的偶极子（其被适当地设计为利用圆柱形中空波导的线性光谱滤波）激发纵向波导模式，该纵向波导模式在某些特定时刻被相干地重新聚焦。因此，由具有下界时间宽度的脉冲驱动的偶极子原则上可以产生有限的任意短且聚焦的电磁脉冲训练。我们的数值计算表明，这种超聚焦脉冲持久的圆柱形波导外的距离相当于其半径。
2017-05-09 physics.class-ph
The Gravito-Electromagnetic Approximation to the Gravimagnetic Dipole and its Velocity Rotation Curve
鉴于所观察到的螺旋星系的旋转曲线是平坦的，并受到一个简单事实的启发，即在牛顿引力下，一个有限范围的静止轴对称质量分布或暗物质涡旋很容易显示出一个稍微平坦的速度旋转曲线，直到与这种涡旋横向于星系盘的范围相当的距离，这种旋转曲线变平的可能性可能是纯粹引力性质的某种静止轴对称时空曲率的表现，而不需要某些暗物质粒子，被认为是在重力磁偶极子携带相反的NUT电荷的情况下，在其Misner弦的无张力极限，作为爱因斯坦方程的精确真空解。针对第一次评估的潜力，这样的建议比一个完整的成熟的研究其测地线容易，情况分析的范围内的弱场重力电磁学和非相对论动力学。从而确实导致有趣和令人鼓舞的结果。
2023-03-02 astro-ph.GA gr-qc hep-th
A discontinuity in the electromagnetic field of a uniformly accelerated charge
匀加速电荷的电场显示出一个不连续的平面，其中场仅在该平面的一侧延伸，在该平面上以有限值突然终止。这表明无源区域中的电场的非零发散，意味着违反高斯定律。为了使场处处符合麦克斯韦方程，需要一个与不连续平面上的$δ$函数成比例的附加场分量。这样的“$δ$场”可能是电荷的电磁场，在施加无限大的加速度之前，以接近$c$（光速）的匀速运动。然而，为这种情况导出该$δ$字段的一些尝试没有完全成功。一些推导的主张涉及到一些不那么明显的数学近似的精心计算。由于要导出的结果是已知的，从它符合麦克斯韦方程组的约束，和推导涉及熟悉的教科书表达式的领域，一个均匀运动的电荷，人们会期望一个容易，简单的方法，导致正确的结果。在这里，从一个均匀加速的电荷在瞬时静止帧的电磁场开始，在延迟时间的电荷的位置和运动方面，我们推导出这个$δ$ -场，符合麦克斯韦方程组，在一个相当简单的方式。接下来是计算的能量在$δ$ -场，在分析的方式，而不作任何近似，我们表明，这个能量正是一个将失去的电荷，因为辐射反应的电荷，成比例的变化率的加速度，这是强加给它在遥远的过去。
2020-10-08 physics.class-ph
Long-Range Longitudinal Electric Wave in Vacuum Radiated by Electric Dipole: Part III
本文考虑电偶极子的驻波电流辐射。假设波长远小于偶极间距，而偶极间距又远小于到观测点的距离。结果表明，电偶极子，现在基本上是一个线性天线，发射长距离的纵向和横向电磁波。两个系统被认为是：电偶极子和没有电荷振荡在其两端。每个系统又分为偶数个半波长和奇数个半波长两个子系统。针对系统的特定值，计算并描述了纵向电波和横向电磁波、总辐射功率、纵向与横向功率比和辐射电阻。
2020-07-27 physics.class-ph
Spectral approach to the inverse problem for the field of arbitrary changing electric dipole
在偶极子近似下，求解了任意变化电荷分布产生的电磁场反问题。电荷分布由其偶极矩表示。假设偶极子的磁场的谱特性是已知的。偶极子的位置及其傅立叶分量被认为是未知量。假设观测点附近的磁场的振幅和相位的相对增量是已知的。所得结果可用于研究在确定局部电磁场源的位置和动力学时，与局部电荷分布的发生和变化有关的现象。
2013-08-07 physics.class-ph
On the Electrodynamics of Moving Permanent Dipoles in External Electromagnetic Fields
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。动量与能量的紧密联系要求坡印廷定理和洛伦兹定律保持一致，同时确保符合能量守恒定律、线动量守恒定律和角动量守恒定律。本文展示了如何一致的应用上述法律的电动力学移动永久偶极子（电和磁）发挥作用的偶极子的静止质量。如果系统的总能量是守恒的，那么静止质量必须随外部电磁场的变化而变化。静止质量的推断变化的物理基础似乎是偶极子的内部场和外部施加的场之间的干扰。我们使用两种不同的经典理论公式，其中能量和动量与场的关系不同，但我们发现两种公式中静止质量的行为相同。
2014-09-16 physics.atom-ph physics.class-ph physics.optics
Source-region calculation of dipole power
对速度扩展到三阶的单个电荷系统的源区域中的延迟电场的精确计算表明，系统中所有非相对论加速电荷都以拉莫尔速率发射偶极电磁能。一般来说，一些发射的偶极功率通过对系统中的其他电荷做功而被重吸收，而一些则被辐射。如果系统的净偶极矩为零，则所有发射的偶极功率都被重吸收，而没有辐射。
2005-10-12 physics.class-ph physics.plasm-ph
Electromagnetic Near-Field Mutual Coupling Suppression with Active Janus Sources
本文首次物理构造了有源Janus源，通过全波仿真验证其定向近场和准各向同性远场特性，并证明近距离下互耦比电偶极子源降低近1000倍，为紧凑型MIMO通信系统提供了理想候选方案。
2023-05-24 physics.app-ph physics.class-ph
An ab initio derivation of the electromagnetic fields of a point charge in arbitrary motion
从第一性原理出发，利用库仑定律和相对论变换，导出了加速电荷的电磁场。电场和磁场推导出的第一个瞬时静止帧的加速电荷，没有明确使用高斯定律，一种方法不同，在文献中。然后，我们计算了具有非相对论运动的加速电荷的电磁场。这些场的表达式，假定只精确到速度$β$的一阶，令人惊讶地产生了加速度场的所有项，只在速度场中缺少一个因子$1-β^2$。推导明确地显示了起源的字段表达式中的各种条款，当表示相对于时间延迟的位置的电荷。一个简单的变换从瞬时静止帧，使用相对论多普勒因子，产生表达式的电磁场的电荷以任意速度移动。场的表达式推导不使用Liénard-Wiechert势，从而避免了这些潜在的任何空间或时间的衍生物在延迟时间的评估。
2011-06-08 astro-ph.CO astro-ph.HE physics.class-ph
The correct and unusual coordinate transformation rules for electromagnetic quadrupoles
尽管已经研究了一个多世纪，但由于用于定义它们的不正确的变换规则，四极杆的使用仅限于平坦时空中的笛卡尔坐标。这里正确的变换规则的推导，这是特别不寻常的，因为它们涉及二阶导数的坐标变换和积分。涉及积分的变换以前从未见过。这与偶极子的常见变换规则有很大不同，偶极子的分量变换为张量。它使四极子能在广义相对论中得到正确的定义，并能在与四极子运动相适应的坐标系中给出四极子的运动方程，然后将其变换到实验室坐标系中。给出了另一个不寻常的功能：在极坐标中没有偶极项的四极在笛卡尔坐标中有偶极项的例子。它表明，偶极子，电偶极子，四极和电四极可以定义不参考的度量和坐标自由的方式。这对于复杂的坐标变换特别有用。
2018-04-13 math-ph math.DG math.MP
