В «Лекциях Дирака по квантовой механике» он записывает гамильтониан для свободного электромагнитного поля:
(Обратите внимание, что Дирак использует для обозначения сопряженного импульса, поэтому я заменил его на , что менее запутанно.)
Если вычислить первые два члена, можно восстановить известное выражение для плотности энергии поля, а именно . В конечном итоге будет видно, что третий член исчезнет, как только закон Гаусса будет восстановлен.
Мой вопрос: если мы начали с полного лагранжиана, который включает член взаимодействия , то что же происходит с этим членом при выполнении преобразования Лежандра? Насколько я могу судить, этот член просто попадает в результат с измененным знаком, т.е.
где обозначает гамильтониан только для частиц материи. Теперь кажется, что это дает неверное значение плотности энергии; последний срок отменит срок в , но часть останется неотмененной. Это означает, что плотность гамильтониана будет отличаться на от плотности энергии
Итак, какая часть этого анализа неверна?
(Извините, если я ошибся в единицах измерения, я не владею единицами cgs.)
Результирующая плотность гамильтониана, зависящая от AJ, является правильным результатом, полученным в результате модификации лагранжиана, и является физически корректной. Лагранжиан содержит заданные источники J, которые воздействуют на ЭМ поле и могут дать ему энергию, поэтому неудивительно, что определение плотности энергии отражает их наличие.
Шон Э. Лейк