一、三维矢量形式的麦克斯韦方程组的协变性(论文文献综述)
王雯宇,刘新宇,许洋[1](2022)在《伽利略协变和洛伦兹协变电磁场论趣谈》文中认为针对狭义相对论课程中的相对性原理和光速不变原理之间逻辑关系的争论,本文假设空间中存在以太,把麦克斯韦方程组写成了伽利略协变的形式。此时的光波波速变换满足伽利略速度变换,人可以和光同步运动。伽利略协变理论满足相对性原理而不满足光速不变原理。论文然后假设空间中充满均匀洛伦兹协变以太,把介质中的麦克斯韦方程组写成洛伦兹协变形式。重新定义的波相实现了洛伦兹速度变换。只要真空中的光速无限接近极限速度,实验无法排除这种协变介质理论。伽利略协变电磁理论和洛伦兹协变介质电磁理论之间不是一种简单的推广关系。
胡响明[2](2021)在《“电动力学”中的矢量及矢量微分运算浅析》文中提出物理学专业四大力学中,相对而言常有学生反映学习《电动力学》面临的难度明显大一些.本文根据教学经历对此作一个粗浅的分析,表明难点就在于是否使初学者充分认识矢量及其矢量微分运算的特殊基础地位.因为"电动力学"要同时研究电磁系统的时间演化和空间局域作用,所以从基本方程的形式到方程的求解,从恒定场到电磁场辐射,各部分内容无一能够离开矢量及其矢量微分运算,因而物理规律的表达形式和相关的数学运算过程都相对比较复杂.只有充分理解矢量本身的定义,熟悉对它的矢量微分运算,才能合理表达和深刻理解各部分物理定律及其应用.
刘志明[3](2020)在《超级时空相对论的其他证明》文中提出附件A:光行差华棣(2009)写道,爱因斯坦从他的电磁波频率,经过复杂的推导,得出光行差公式:■其中φ和φ’的分别是相对运动方向与光行程在S系和S’系的方向之间的相应的夹角。他在文章中指出了爱因斯坦的错误。并提供了一种方法得出光行差公式,根据频率变换:
刘玉鑫[4](2020)在《强相互作用系统的对称性及其破缺》文中进行了进一步梳理本文简要介绍对称性及其破缺的概念和基本的数学上所说的幺正对称性等的微观粒子实现,从而为利用抽象的数学描述物理问题奠定基础。本文还简要介绍早期宇宙强相互作用物质演化过程的对称性及其破缺,尤其是可见物质质量的产生(比如DCSB)以及强相互作用等基本相互作用的规范对称性和破缺,为有意向探讨早期宇宙强相互作用物质演化的青年学者和研究生提供必要的知识储备,并打开一扇窗口。同时,还简要讨论原子核的对称性及其破缺,尤其是作为强相互作用多体系统的束缚态研究中的基本理论方法、(多粒子)壳模型及相互作用玻色子近似模型(IBM)、集体运动的描述及集体运动模式演化(形状相变)的研究方法及进展简况,提供一些在基本理论方法与前沿研究课题之间建立桥梁的实例。
余勇[5](2019)在《麦克斯韦方程组协变性的一种推导方法》文中研究说明通过反对称四维二阶张量Fuv在洛伦兹变换下的性质,证明了麦克斯韦方程组中电场强度旋度方程和磁感应强度散度方程具有协变性;利用四维矢势Au满足的达朗贝尔方程的协变性,证明了麦克斯韦方程组中电场强度散度方程和磁感应强度旋度方程具有协变性.
许洋[6](2019)在《经典场论若干问题的研究》文中进行了进一步梳理在这篇论文中,主要研究了经典场论中对称性,经典电磁理论中的介质效应,广义相对论的基本原理和引力波探测等内容。在经典场论中,分析了洛伦兹协变性的意义以及具体案例,计算说明了n阶反对称张量和度规张量的协变性。并根据电动力学的具体例子,说明协变性对理论的指导作用。在经典电磁理论中,介质存在时麦克斯韦方程组的协变性不明确,具体表现为本构关系是分量形式而不是协变形式。研究了历史上对介质存在时麦克斯韦方程组的形式,利用空间求和方法给出了介质非相对论运动情况下的麦克斯韦方程组。当介质做相对论运动时,利用协变性的方法,给出了麦克斯韦方程组在介质存在时的协变形式和波动方程。从波动方程中得到的光速公式满足洛伦兹速度叠加公式。在广义相对论中,研究了广义相对论的基础内容,包括等效原理,广义协变性原理以及爱因斯坦场方程的检验。提出了一种处理介质理论的新方法,并将介质理论推广到了引力理论中,得到了修改过的爱因斯坦场方程。回答了光速与引力波波速是否相等这一问题。在引力波的探测中,根据固有间隔与坐标间隔的关系,分析了 LIGO测量引力波的原理,指出其中可能存在的问题。也提出一种测量高频引力波的方法。
王青[7](2018)在《理解经典电磁学理论》文中提出本文先回顾和评述传统对经典麦克斯韦方程组及洛伦兹力公式通过实验定律和作用量的两种理解方式,再给出一种以四度电磁势Aμ及规范对称为基础的另类理解方式。
王霜[8](2018)在《麦克斯韦“位移电流”概念演化历史研究》文中研究表明十八世纪中期至十九世纪中期,西方科学家们做了大量电学和磁学实验,并总结出一系列看似毫不相干的基本电磁学定律。直到十九世纪六十年代,苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在“位移电流”概念的基础上,成功地建立了完备、自洽且具有高度数学对称形式的麦克斯韦方程组,从而实现了电学、磁学与光学的伟大综合。从时间维度看,这组电磁学方程分别为日后狭义相对论和规范场论的诞生奠定了坚实的理论基础。因此,研究麦克斯韦方程组中的“位移电流”概念,对于我们正确认识20世纪物理学的发展有着重要的史学意义。本文以麦克斯韦方程组中的“位移电流”概念作为切入点,通过仔细探究电磁方程式的具体内容,并联系当时的电学、磁学的学科背景,旨在对麦克斯韦方程组中所体现的深刻的数学对称性进行全面的梳理与解析,并探究麦克斯韦方程组对当今理论物理学研究内容及方式的深远影响。本论文围绕《麦克斯韦科学论文集》讨论麦克斯韦方程组以及“位移电流”概念,主要从三个方面研究并得到以下结论:其一,简要介绍了麦克斯韦的生活经历,并着重对电磁方程组的研究工作进行了梳理。另外,详细论述了十九世纪中期及之前的电学和磁学研究背景,为麦克斯韦方程组中基本电磁学定律的产生提供了历史解释。其二,细致分析了麦克斯韦方程组中安培定律的公式内容,为“位移电流”概念的分析与研究作了理论上的铺垫。接着,从麦克斯韦发表的电磁学论文出发,通过对其中“分子涡旋”机械模型的具体分析,合理地阐释了“位移电流”概念的形成原因,同时梳理了此物理概念的演变及意义。最后,不仅叙述了从位移电流定量形式到赫兹电磁波实验的具体过程,而且揭示出位移电流与麦克斯韦方程组的数学对称形式之间的内在联系。其三,以电磁场方程组为线索,并从其中的洛伦兹协变性和局域规范不变性出发,详细阐述了麦克斯韦之后的现代物理学的主要发展状况,如狭义相对论与广义相对论、量子电动力学、杨-米尔斯规范场论、粒子物理标准模型等。从中,我们可以得出结论:麦克斯韦“位移电流”概念对20世纪理论物理学的研究内容、研究方式产生了深远的影响。
朱本超[9](2013)在《引力场的能量、动量、角动量及其规范相关性的研究》文中提出人类很早认知并研究的引力是自然界中四种基本相互作用之一。主流的引力理论有:经典物理领域中,1687年牛顿提出的万有引力理论;现代物理领域中,1915年爱因斯坦的广义相对论理论(可退回到经典物理中的万有引力理论)。规范场理论是现阶段公认的研究基本相互作用强大理论工具,已经成功地帮助人类理解了电磁、弱及强相互作用的本质。本文将利用规范场理论研究引力相互作用的性质。具体来讲,本文将规范场理中的规范不变原理应用到广义相对论理论中,分析引力场的规范相关性问题,从而得到引力场三个重要物理量—规范不变性的能量、动量及角动量。面对广义协变性原理的一般理解:“任意一点的引力场可通过局域地引入一个非惯性系消除,从而导致引力场在不同坐标系中能量可有可无”。本文的理解是:“引力效应可被局域消除,而引力本身(即引力场的能量)却不能消除”。基于这种观点,本文将引力效应可局域消除性质归因于引力场存在多余非物理自由度。继而阐述两种方法消除引力场的这种多余规范自由度。第一,根据阿贝尔规范场中辐射规范可将矢量场中多余非物理自由度完全消除。本文也将寻找引力场中的“辐射”规范。不幸地是,引力场中的辐射规范并不唯一。在本文中证明了存在多种引力场的一般“辐射”规范,它们均可完全消除引力场中度规的非物理自由度。对于众多的“辐射”规范,本文着重分析了不同规范的利弊。最后研究表明,这种非唯一性的“辐射”规范所带来的复杂性是张量场特有的。第二,利用最近几年逐渐发展完善的阿贝尔规范场和非阿贝尔规范场的物理分解方法,消除这些规范场变量中的多余非物理自由度。本文系统阐述了将此种规范场的物理分解方法推广到广义相对论理论中。通过分解度规张量为纯物理度规和纯规范度规,找出唯一的数学解,最终得到规范不变的物理度规。最后,利用规范不变的度规构造规范不变的引力场能量,动量和角动量。
刘鑫明[10](2013)在《煤岩介质中中高频电磁波传播规律研究》文中进行了进一步梳理煤矿地质预测预报工作是保证矿井安全高效生产的基本环节。矿井生产受地质构造及煤层结构等因素的制约,轻则影响采掘效率、降低效益,重则威胁煤矿的安全生产甚至人员的生命。以中高频电磁波传播规律为基础的矿井无线电波透视技术作为一种矿井物探方法,通常用于探测陷落柱、火成岩侵入区、断层等地质构造,多年来在各大矿区的实际应用中取得了较好的效果。但该方法也存在着诸如理论研究滞后、探测精度低等现实问题。因此研究中高频的电磁波在煤岩介质中的传播规律,对于提高无线电波透视的精度,满足实际生产的需求具有重要的理论价值和应用价值。本文主要研究内容如下:1)以麦克斯韦方程为基础,从“源”出发,将无线电波透视系统中的环形天线等效为磁偶极子,建立球坐标系,利用格林定律并引入位函数A计算求得了环形天线辐射场的表达式,采用微分电流方法验证等效磁偶极子法计算的辐射场,并将天线辐射的球面波等效为平面波,进而建立了煤岩介质中的中高频电磁波传播规律的研究基础。2)以等效后的平面电磁波为切入点,建立平面直角坐标系,针对定点工作方式下的无线电波透视技术远端接收点相对发射点存在相对入射角度的问题,考虑电磁波脱离天线自巷道空间(空气介质)入射到煤岩介质(有耗媒质)这一过程,推导出与入射角度有关的振幅衰减常数p。验证了在入射角等于零度时,即沿z方向传播的经典振幅衰减常数与p的等价性。研究了振幅衰减常数p随入射角度、电导率、相对介电常数和电磁波工作频率之间的关系并指出线天线辐射场的初始场强振幅与入射角的正弦之间具有正比关系。3)根据全反射定律推导了理想状态下的煤岩介质产生波导的条件即煤岩折射率要小于上下围岩的折射率。利用纵向场法给出了矩形(煤与上下围岩层状沉积)波导内电磁波各分量的表达式,分析了在波导中传输的电磁波的截止波长和截止频率。指出在兆赫兹频段,长壁开采工作面中应存在H10和H20两种波导模式。得出了导体衰减常数c与频率的关系,即当工作频率接近截止频率时,导体衰减常数c剧增,随频率继续增高,导体衰减常数c逐渐减小,后又继续增大,在某一频率下有最小值。此外,当工作频率不变时,导体衰减常数c随波导尺寸的减小而增大;而介质衰减常数d主要取决于波导内所充填的介质(煤层)的特性,并与波长有关,工作波长趋于截止波长时,振幅损耗大。4)利用天线的辐射场标定并归一化初始场强,采用振幅衰减常数p、经典振幅衰减常数以及界面效应分别计算不同电阻率的陷落柱、规模不一的火成岩以及倾角较大且存在组合关系的多重断层模型的电磁波衰减值。基于直射线理论进行场强衰减法成像,使用代数重建算法(ART)对不同振幅衰减常数计算得到的衰减值分别进行相对和绝对层析成像及图像重建工作。分析不同振幅衰减常数、不同成像方式以及构造的物性变化对电磁波吸收的影响,结果表明:(1)对于绝对层析成像方式而言,采用振幅衰减常数p时,构造的横向位置定位较为准确、衰减值更为明显;对于相对层析成像方式,采用振幅衰减常数p时冗余构造少,因此修正后的振幅衰减常数p更适合于相对层析成像方式。(2)绝对层析成像方式在纵向上将构造“扩大”的趋势明显;相对层析成像方式有将构造“缩小”的趋势,易造成真实构造的局部缺失。(3)低阻介质计算得到的衰减值要大于高阻介质,对异常构造的定位也要优于高阻介质,更利于构造的地质解释,探测高阻构造时,使用衰减常数p和绝对衰减层析成像方式效果要更好。(4)对于较大型的构造,以本文为例,当模型规模为30m40m时,无线电波透视结果有较好的反应,随着模型减小为15m20m时,仅对构造的横向位置定位精度尚可满足需求。(5)对于断层构造而言,当仅存在单一断层构造时,尽管断层面近垂直巷道,但断层的实际位置和走向基本可以准确判定;而存在组合关系的多重断层构造时,采用任何一种振幅衰减常数的无线电波透视方法效果均不明显。综合分析比较两种振幅衰减常数和成像方式的效果图可知,振幅衰减常数p和绝对衰减层析成像方式效果要优于振幅衰减常数和相对衰减层析成像方式。最后通过无线电磁波透视技术探测工作面内隐伏构造的三个实例,从实用性方面进一步说明了采用振幅衰减常数p的无线电磁波层析成像技术可以在一定程度上提高预测预报采煤工作面内隐伏构造的准确性。
二、三维矢量形式的麦克斯韦方程组的协变性(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、三维矢量形式的麦克斯韦方程组的协变性(论文提纲范文)
(1)伽利略协变和洛伦兹协变电磁场论趣谈(论文提纲范文)
0 引言 |
1 伽利略协变麦克斯韦方程组 |
2 洛伦兹协变以太 |
3 结论 |
后记 |
(2)“电动力学”中的矢量及矢量微分运算浅析(论文提纲范文)
1 电磁作用基本方程 |
2 电磁势矢量 |
3 四维矢量的构建与微分运算 |
4 结论 |
(3)超级时空相对论的其他证明(论文提纲范文)
附件A:光行差 |
附件B:频率变换、多普勒效应和红移 |
附件C:光线在太阳引力场内的偏转 |
附件D:水星近日点的进动 |
附件E:电磁波方程的不变性 |
附件F:麦克斯韦电磁场方程的协变性 |
附件G:康普顿散射公式的理论推导 |
G.1 传统教科书对康普顿散射公式的理论推导 |
G.2由动能守恒和动量守恒进行S'系和S系的康普顿散射公式推导 |
G.3 实例计算 |
附件H:黑洞、暗物质 |
附件I:超级时空变换的推导(待定系数法) |
附件J:万有引力场论 |
附件K:氢原子能级精细结构 |
附件L:关于普朗克黑体辐射公式的修正 |
(6)经典场论若干问题的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词列表 |
第1章 引言 |
第2章 协变性在场论中应用 |
2.0. 引言 |
2.1 两个协变性案例分析 |
2.1.1 电磁场协变性质补充 |
2.1.2 n阶反对称张量的协变性 |
2.2 物理公式的协变性 |
第3章 运动介质中协变的电磁理论 |
3.1 引言 |
3.2 非相对论情况下的介质效应 |
3.3 介质电磁理论的协变形式 |
第4章 广义相对论与引力波 |
4.1 引言 |
4.2 等效原理、广义相对性原理和光速不变原理 |
4.2.1 坐标系与时空观 |
4.3 相对论引力论及其检验 |
4.3.1 引力场方程 |
4.3.2 施瓦兹度规、广义相对论的检验 |
4.3.3 光线偏折 |
4.3.4 引力红移 |
4.4 时空对称性与罗宾逊-沃克几何 |
4.5 处理介质背景的方法 |
4.5.1 引力波介质理论 |
第5章 引力波背景下的激光干涉仪原理 |
5.1 引言 |
5.2 时空度规和引力波 |
5.3 弯曲时空中的干涉原理 |
5.4 与LIGO实验的对比 |
第6章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(7)理解经典电磁学理论(论文提纲范文)
1 从实验定律推导经典电磁学理论 |
2 从作用量推导经典电磁学理论 |
2.1 从作用量推导洛伦兹力公式和无源的麦克斯韦方程 |
2.2 从作用量推导有源的麦克斯韦方程 |
2.3 对从作用量导出经典电磁学理论的评述 |
3 对经典电磁学理论依据电磁势的新理解 |
4 结语 |
(8)麦克斯韦“位移电流”概念演化历史研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究方法及内容结构 |
第2章 电磁学历史溯源 |
2.1 麦克斯韦生平 |
2.2 麦克斯韦的科学成就 |
2.3 早期电磁学的发展状况 |
第3章 “位移电流”概念研究 |
3.1 “位移电流”概念的含义 |
3.2 “位移电流”概念的发展脉络 |
3.2.1 位移电流的形成原因 |
3.2.2 位移电流的演变 |
3.3 位移电流与电磁波的发现 |
3.3.1 位移电流与电磁波预言 |
3.3.2 位移电流与赫兹电磁波实验 |
3.4 位移电流与数学对称性 |
第4章 “位移电流”概念对现代物理学的影响 |
4.1 位移电流与相对论 |
4.2 位移电流与量子电动力学 |
4.3 位移电流与杨-米尔斯规范场论 |
4.4 位移电流与标准模型 |
第5章 结语 |
参考文献 |
致谢 |
(9)引力场的能量、动量、角动量及其规范相关性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引力理论 |
1.1 引力理论的发展 |
1.2 引力场的能量动量及角动量 |
1.3 引力场能量动量及角动量研究的意义 |
1.4 引力场能量动量及角动量研究的现状 |
1.5 本人研究工作的主要内容 |
1.6 本文的内容结构 |
2 规范场和引力场的物理分解及辐射规范条件 |
2.1 规范场理论与引力场的规范性质 |
2.1.1 规范场与规范不变性原理 |
2.1.2 引力场的广义协变性原理与规范不变性原理的相似性 |
2.2 规范场的物理分解及其辐射规范条件 |
2.2.1 阿贝尔(Abelian)规范场的物理分解及其辐射规范条件 |
2.2.2 非阿贝尔(Non Abelian)规范场的物理分解 |
2.3 引力场的辐射规范条件 |
2.3.1 引力场的CZ辐射规范 |
2.3.2 引力场的一般(ab)辐射规范 |
2.4 引力场的物理分解方法 |
2.4.1 引力场的CZ物理分解法 |
2.4.2 引力场的其它物理分解 |
2.5 小结 |
3 引力场的规范不变能量及动量 |
3.1 引力场的规范不变能量 |
3.2 引力场的规范不变动量 |
3.3 小结 |
4 引力场的规范不变角动量 |
4.1 引力场、QED及QCD中角动量的规范相关性 |
4.2 引力场的规范不变角动量 |
4.3 小结 |
5 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间发表论文 |
附录2 弱场近似Einstein方程在引力场一般辐射规范下的简化及席瓦西外部静态解 |
附录3 Einstein、Landau-Lifshiz、Weinberg能量—动量赝张量计算能量密度简化 |
(10)煤岩介质中中高频电磁波传播规律研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
Extended Abstract |
图清单 |
表清单 |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 国内外研究动态 |
1.3 创新点 |
2 电磁辐射场 |
2.1 麦克斯韦方程组与电磁波动方程 |
2.2 场源 |
2.3 结果验证 |
2.4 本章小结 |
3 电磁波在煤岩介质中的传播 |
3.1 有耗媒质中平面电磁波的衰减特性 |
3.2 有耗媒质中平面电磁波的界面效应 |
3.3 电磁波导 |
3.4 本章小结 |
4 电磁波层析成像 |
4.1 电磁波透视技术 |
4.2 层析成像技术 |
4.3 数值模拟 |
4.4 本章小结 |
5 应用实例研究 |
5.1 陷落柱探测实例 |
5.2 火成岩侵入区探测实例 |
5.3 工作面断层探测实例 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
四、三维矢量形式的麦克斯韦方程组的协变性(论文参考文献)
- [1]伽利略协变和洛伦兹协变电磁场论趣谈[J]. 王雯宇,刘新宇,许洋. 物理与工程, 2022(01)
- [2]“电动力学”中的矢量及矢量微分运算浅析[J]. 胡响明. 大学物理, 2021(03)
- [3]超级时空相对论的其他证明[J]. 刘志明. 科学咨询(教育科研), 2020(11)
- [4]强相互作用系统的对称性及其破缺[J]. 刘玉鑫. 原子核物理评论, 2020(03)
- [5]麦克斯韦方程组协变性的一种推导方法[J]. 余勇. 高师理科学刊, 2019(11)
- [6]经典场论若干问题的研究[D]. 许洋. 北京工业大学, 2019(04)
- [7]理解经典电磁学理论[J]. 王青. 物理与工程, 2018(03)
- [8]麦克斯韦“位移电流”概念演化历史研究[D]. 王霜. 上海师范大学, 2018(08)
- [9]引力场的能量、动量、角动量及其规范相关性的研究[D]. 朱本超. 华中科技大学, 2013(02)
- [10]煤岩介质中中高频电磁波传播规律研究[D]. 刘鑫明. 中国矿业大学, 2013(07)