На Рисунке-01 выше инерциальная системаС′
переводится относительно инерциальной системыС
с постоянной скоростью
υυ= (υ1,υ2,υ3)= ∥ υ ∥ =υ21+υ22+υ23−−−−−−−−−−√∈ ( 0 , с )(02а)(02б)
Преобразование Лоренца
Икс′ст′γ= х +γ2с2( γ+ 1 )( υ ⋅ Икс ) υ -γυсст= γ( ст —υ ⋅ хс)"="( 1 -υ2с2)−12(03а)(03б)(03с)
Для преобразования Лоренца(03а)
-(03б)
, векторыЕ
иБ
электромагнитного поля преобразуются следующим образом
Е′Б′= γЕ —γ2с2( γ+ 1 )( E ⋅ υ ) υ+γ( υ × B )= γБ —γ2с2( γ+ 1 )( B ⋅ υ ) υ -γс2( υ × E )(04а)(04б)
Теперь, если в системе
С
у нас есть
В = 0
, то из
(04а)
-
(04б)
Е′Б′= γЕ —γ2с2( γ+ 1 )( E ⋅ υ ) υ= -γс2( υ × E )(05а)(05б)
Уравнение
(05б)
соответствует уравнению Тонга (осталось объяснить знак минус).
Из уравнений(05а)
-(05б)
у нас есть
Б′= -γс2( υ × Е ) знак равно -1с2( υ × γЕ )= -1с2( υ×[γЕ —γ2с2( γ+ 1 )( E ⋅ υ ) υ ] ) знак равно-1с2( υ ×Е′)
то есть
Б′= -1с2( υ ×Е′)(06)
Уравнение
(06)
соответствует уравнению Гриффитса.
На основе уравнений(04а)
,(04б)
мы доказали, что
В = 0"=""=""="⟹(04а) , (04б)Б′+1с2( υ ×Е′) = 0(06.1)
Но мы можем доказать справедливость его обратного
Б′+1с2( υ ×Е′) = 0"=""=""="⟹(04а) , (04б)В = 0(06.2)
Так что эти условия эквивалентны
В = 0⟸"=""="⟹(04а) , (04б)Б′+1с2( υ ×Е′) = 0абаб(06.3)
Уравнение
(06.2)
действует, потому что
Б′+1с2( υ ×Е′) =γ− 1Б⊥+Б∥(06.4)
где
Б∥,Б⊥
компоненты
Б
параллельно и нормально к вектору скорости
υ
соответственно.
"=""=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""=""="
ПРИЛОЖЕНИЕ
Если в системеС
у нас естьЕ = 0
, то из(04а)
-(04б)
Е′Б′= γ( υ × B )= γБ —γ2с2( γ+ 1 )( B ⋅ υ ) υ(07а)(07б)
так что
Е′= γ( υ × B ) = ( υ × γБ )= υ × [ γБ —γ2с2( γ+ 1 )( B ⋅ υ ) υ ] знак равноυ×Б′
то есть
Е′= υ ×Б′(08)
На основе уравнений(04а)
,(04б)
мы доказали, что
Е = 0"=""=""="⟹(04а) , (04б)Е′− ( υ ×Б′) = 0(08.1)
Но мы можем доказать справедливость его обратного
Е′− ( υ ×Б′) = 0"=""=""="⟹(04а) , (04б)Е = 0(08.2)
Так что эти условия эквивалентны
Е = 0⟸"=""="⟹(04а) , (04б)Е′− ( υ ×Б′) = 0абаб(08.3)
Уравнение
(08.2)
действует, потому что
Е′− ( υ ×Б′) =γ− 1Е⊥+Е∥(08.4)
где
Е∥,Е⊥
компоненты
Е
параллельно и нормально к вектору скорости
υ
соответственно.
"=""=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""=""="
Дуальное преобразование электромагнитного поля производится заменами
сЕв б−−⟶−−⟶− с В− сЕ(09)
Эти замены также должны быть выполнены в загрунтованной системе.
сЕ′сБ′−−⟶−−⟶− сБ′− сЕ′(09')
В вышеупомянутом мы встретили пары двойственных уравнений или выражений, то есть при преобразовании двойственности они преобразуются одно в другое:
(04а)(06)(06.3)(06.4)⟵−⟶двойственность _ _ _ _ _ _⟵−⟶двойственность _ _ _ _ _ _⟵−⟶двойственность _ _ _ _ _ _⟵−⟶двойственность _ _ _ _ _ _(04б)(08)(08.3)(08.4)(10)
"=""=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""=""="
Уравнения(06)
и(08)
следующие уравнения(12.109)
и(12.110)
соответственно
Б−−= -1с2( v ×Е−−) .абаб(12.109)
Е−−= v ×Б−−.абаб(12.110)
как показано в
«Введении в электродинамику» Дэвида Дж. Гриффитса, 3-е издание, 1999 г.
"=""=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""="= ="=""=""="
my2cts
Затвердевание