Является ли это опечаткой в ​​выводе Дэвида Тонга о спин-орбитальном взаимодействии?

Несколькими строками ниже уравнения 7.8 Д. Тонг пишет:

Конечным фактом является преобразование Лоренца электрического поля: когда электрон движется со скоростью в в электрическом поле E будет действовать магнитное поле Б "=" γ с 2 ( в × Е ) .

В примечании сказано, что оно было получено в другом примечании, но я не смог найти это выражение.

Является ли этот коэффициент γ / с 2 правильный? Гриффитс считает, что это 1 / с 2 и я не нашел там ничего плохого. См. электродинамику Гриффитса, третье издание, уравнение 12.109.

Затем я посмотрел на эту книгу , в которой используется выражение Гриффитса в гл. 20,5, но использует п "=" м в вместо п "=" γ м в чтобы получить тот же результат. Какой из них правильный и почему?

The γ Фактор должен быть, но его эффектом часто можно пренебречь.
@Frobenius Вы сравнивали уравнение Гриффитса. с Тонгом? Где фактор γ в Гриффите?

Ответы (2)

введите описание изображения здесь

На Рисунке-01 выше инерциальная система С переводится относительно инерциальной системы С с постоянной скоростью

(02а) υ "=" ( υ 1 , υ 2 , υ 3 ) (02б) υ "=" υ "=" υ 1 2 + υ 2 2 + υ 3 2 е ( 0 , с )

Преобразование Лоренца

(03а) Икс "=" Икс + γ 2 с 2 ( γ + 1 ) ( υ Икс ) υ γ υ с с т (03б) с т "=" γ ( с т υ Икс с ) (03с) γ "=" ( 1 υ 2 с 2 ) 1 2

Для преобразования Лоренца (03а) - (03б) , векторы Е и Б электромагнитного поля преобразуются следующим образом

(04а) Е "=" γ Е γ 2 с 2 ( γ + 1 ) ( Е υ ) υ + γ ( υ × Б ) (04б) Б "=" γ Б γ 2 с 2 ( γ + 1 ) ( Б υ ) υ γ с 2 ( υ × Е )
Теперь, если в системе С у нас есть Б "=" 0 , то из (04а) - (04б)
(05а) Е "=" γ Е γ 2 с 2 ( γ + 1 ) ( Е υ ) υ (05б) Б "=" γ с 2 ( υ × Е )
Уравнение (05б) соответствует уравнению Тонга (осталось объяснить знак минус).

Из уравнений (05а) - (05б) у нас есть

Б "=" γ с 2 ( υ × Е ) "=" 1 с 2 ( υ × γ Е ) "=" 1 с 2 ( υ × [ γ Е γ 2 с 2 ( γ + 1 ) ( Е υ ) υ ] ) "=" 1 с 2 ( υ × Е )
то есть
(06) Б "=" 1 с 2 ( υ × Е )
Уравнение (06) соответствует уравнению Гриффитса.

На основе уравнений (04а) , (04б) мы доказали, что

(06.1) Б "=" 0 "=" "=" "=" (04а) , (04б) Б + 1 с 2 ( υ × Е ) "=" 0
Но мы можем доказать справедливость его обратного
(06.2) Б + 1 с 2 ( υ × Е ) "=" 0 "=" "=" "=" (04а) , (04б) Б "=" 0
Так что эти условия эквивалентны
(06.3) Б "=" 0 "=" "=" (04а) , (04б) Б + 1 с 2 ( υ × Е ) "=" 0 а б а б
Уравнение (06.2) действует, потому что
(06.4) Б + 1 с 2 ( υ × Е ) "=" γ 1 Б + Б
где Б , Б компоненты Б параллельно и нормально к вектору скорости υ соответственно.

"=" "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" "="

ПРИЛОЖЕНИЕ

Если в системе С у нас есть Е "=" 0 , то из (04а) - (04б)

(07а) Е "=" γ ( υ × Б ) (07б) Б "=" γ Б γ 2 с 2 ( γ + 1 ) ( Б υ ) υ
так что
Е "=" γ ( υ × Б ) "=" ( υ × γ Б ) "=" υ × [ γ Б γ 2 с 2 ( γ + 1 ) ( Б υ ) υ ] "=" υ × Б
то есть
(08) Е "=" υ × Б

На основе уравнений (04а) , (04б) мы доказали, что

(08.1) Е "=" 0 "=" "=" "=" (04а) , (04б) Е ( υ × Б ) "=" 0
Но мы можем доказать справедливость его обратного
(08.2) Е ( υ × Б ) "=" 0 "=" "=" "=" (04а) , (04б) Е "=" 0
Так что эти условия эквивалентны
(08.3) Е "=" 0 "=" "=" (04а) , (04б) Е ( υ × Б ) "=" 0 а б а б
Уравнение (08.2) действует, потому что
(08.4) Е ( υ × Б ) "=" γ 1 Е + Е
где Е , Е компоненты Е параллельно и нормально к вектору скорости υ соответственно.

"=" "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" "="

Дуальное преобразование электромагнитного поля производится заменами

(09) с Е с Б с Б с Е
Эти замены также должны быть выполнены в загрунтованной системе.
(09') с Е с Б с Б с Е
В вышеупомянутом мы встретили пары двойственных уравнений или выражений, то есть при преобразовании двойственности они преобразуются одно в другое:
(10) (04а) д ты а л я т у (04б) (06) д ты а л я т у (08) (06.3) д ты а л я т у (08.3) (06.4) д ты а л я т у (08.4)

"=" "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" "="

Уравнения (06) и (08) следующие уравнения (12.109) и (12.110) соответственно

(12.109) Б "=" 1 с 2 ( в × Е ) . а б а б

(12.110) Е "=" в × Б . а б а б
как показано в «Введении в электродинамику» Дэвида Дж. Гриффитса, 3-е издание, 1999 г.

"=" "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" == "=" "=" "="

@Dhruv Maroo : Many thanks for your attention. I apologize since I rejected your edit. I like the double line as I have it in my answer.
Можете ли вы дать мне подсказку, где я могу найти доказательство двух векторных уравнений, которые вы дали для описания обобщенного бустинг-преобразования Лоренца, показанного на рисунке? Я думаю, что уравнения должны соответствовать матрице Лоренца, указанной в этом вопросе , но я не могу это проверить. Могу ли я исключить опечатку в ваших 2 уравнениях? Большое спасибо.
@Roland Salz: я присоединился к Physics SE как diracpaul в июне 2015 года и ушел с сайта в сентябре 2015 года по личным причинам. Я вернулся как Фробениус в марте 16 года. Под моими ответами как бывший diracpaul теперь можно было увидеть имя user82794 . Мой ответ 2015 года здесь. Два набора координат в кадрах O и O ′ - преобразование Лоренца дает подробную информацию для вашего вопроса о преобразовании Лоренца в произвольном направлении.
@Roland Salz: Также мой ответ здесь. Получение компонентов Λij матрицы преобразования Лоренца идентично предыдущему. Я подозреваю, что вы считаете опечаткой. Глядя на уравнения (21.1) – (21.6), вы обнаружите, что в них нет опечатки.
@Roland Salz: необходимо знать о 1 + 1 Преобразование Лоренца вдоль Икс ось. С уважением, у меня не было никакой ссылки на доказательство этого более общего преобразования Лоренца (называемого также "буст"). Я произвел это много лет назад самостоятельно.
@Roland Salz: Общее преобразование Лоренца дано без доказательства в «КЛАССИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ» Дж. Д. Джексона, 3-е издание, § 11.3, уравнение (11.19), стр. 525.
Большое спасибо за ваши многочисленные подсказки. Я знаком с усилением по оси x. Я преобразовал ваши уравнения в матрицу Лоренца, с CAS, но что-то с ним не так. Он не совсем идентичен тому (который кажется правильным), который я упомянул в ссылке выше. Так что на самом деле я уже день или два пытаюсь найти, где ошибка (конечно, она может быть в моих собственных расчетах). Завтра утром посмотрю ваши ссылки и продолжу поиски. Большое спасибо за вашу помощь.
Фробениус: Благодаря вашим подробным выводам я решил все свои проблемы. И последний вопрос: какое графическое программное обеспечение вы используете для своих фигур? Они выглядят идеально.
@Roland Salz: Добро пожаловать. Это бесплатное программное обеспечение GeoGebra.

п "=" γ м в является технически правильным уравнением, но для нерелятивистских частиц, где | в | с , фактор Лоренца становится

γ "=" 1 1 в 2 / с 2 1 ,
и так можно пренебречь.

Для справки, я бегло просмотрел, и я считаю, что уравнение. (6.45) его заметок по ЭМ — вот откуда это вытекает.

Однако не уверен насчет отрицательного знака в Гриффитсе.