狹義相對(duì)論的四維協(xié)變形式課件

1§1.2靜磁場(chǎng)（穩(wěn)恒電流磁場(chǎng)）畢奧-薩伐爾定律注意：1)(A)式中的場(chǎng)點(diǎn)、源點(diǎn)及距離；2)從(3)、(4)式看靜磁場(chǎng)的性質(zhì)，是非保守力場(chǎng)2§1.3真空中的麥克斯韋方程組用到電磁感應(yīng)定律和位移電流假設(shè)3在這方程組中，E和B是表征電磁場(chǎng)的宏觀物理量，是描述電磁場(chǎng)的本質(zhì)量，而D和H只是為方便引入的輔助量。這些輔助量與基本量的關(guān)系由其定義給出?！?.4介質(zhì)的電磁性質(zhì)4麥?zhǔn)戏匠探M三種形式方程的比較1）適用的情況不同；2）對(duì)應(yīng)關(guān)系另外這種對(duì)應(yīng)關(guān)系具有普遍的意義。微分形式§1.5電磁場(chǎng)的邊值關(guān)系5§1.6電磁場(chǎng)的能量和動(dòng)量67第二章靜電場(chǎng)§2.1靜電勢(shì)及其微分方程說(shuō)明ρ8§2.2靜電邊值問(wèn)題的唯一性定理唯一性定理的實(shí)際意義在于：1）它解決了在滿足哪些條件時(shí)，靜電場(chǎng)的解才能是唯一的；2）對(duì)于許多實(shí)際問(wèn)題，往往需要根據(jù)給定的條件作一定的分析，提出嘗試解。而唯一性定理可以判斷嘗試解的正確與否；3）是電象法的依據(jù)。9§2.3分離變量法直角坐標(biāo)系情形球坐標(biāo)系情形（有對(duì)稱軸且取為極軸）拉斯方程的通解疊加原理在分離變量法中的應(yīng)用應(yīng)用邊值關(guān)系時(shí)，應(yīng)是總的勢(shì)滿足邊值關(guān)系。在均勻外電場(chǎng)中置入半徑為R0的導(dǎo)體球，導(dǎo)體球上接有電池，使球與地保持電勢(shì)差0，試用分離變數(shù)法求電勢(shì)。10§2.4電象法依據(jù)和基本思想平面和球面邊界情況如接地的空心導(dǎo)體球的內(nèi)、外半徑分別為R1和R2，在球內(nèi)離球心為a(a<R1)處置一點(diǎn)電荷Q。用鏡象法求電勢(shì)。導(dǎo)體球上的感應(yīng)電荷有多少？分布在內(nèi)表面還是外表面？§2.5格林函數(shù)法§2.6電多極矩(定義）11第三章靜磁場(chǎng)矢勢(shì)A的物理意義矢勢(shì)A具有非唯一性規(guī)范變換規(guī)范條件12§3.2磁標(biāo)勢(shì)引入磁標(biāo)勢(shì)的條件就是：無(wú)電流分布的單連通區(qū)域由于以上的對(duì)稱性，我們可以通過(guò)類比把靜電場(chǎng)的一系列結(jié)論推廣到磁標(biāo)勢(shì)。靜電場(chǎng)相應(yīng)的求解方法也可用于求解磁場(chǎng)。13有一塊磁矩為的小永磁體，位于一塊磁導(dǎo)率非常大的實(shí)物的平坦界面附近的真空中，求作用在小永磁體上的力?！?.3磁多極矩§3.4阿哈羅諾夫—玻姆(Aharonov—Bohm)效應(yīng)§3.5超導(dǎo)體的電磁性質(zhì)14第四章電磁波的傳播§4.1平面電磁波以一定頻率作正弦振蕩的波稱為定態(tài)波(單色波),定態(tài)波動(dòng)方程亥姆霍茲方程151)平面電磁波為橫波，E和B都與傳播方向垂直2)E和B互相垂直，且E×B就是波傳播的方向k3)E和B同相位，振幅比為υ沿X軸方向傳播的平面波在某一瞬時(shí)的E和B可圖示為16反射和折射定律§4.2電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射17菲涅耳公式為反射折射行為不同、半波損失、線偏振、全反射18在導(dǎo)體內(nèi)傳播的電磁波是衰減波?！?.3有導(dǎo)體存在時(shí)電磁波的傳播19如：平面電磁波垂直射到金屬表面上，試證明透入金屬內(nèi)部的電磁波能量全部變?yōu)榻苟鸁?。?.4波導(dǎo)管有獨(dú)立的邊值關(guān)系矩形波導(dǎo)管中的電磁波20在波導(dǎo)管中傳輸?shù)碾姶挪ㄒ欢ú皇菣M電磁波(TEM，平面波)，而只能傳播橫電波(TE波)、橫磁波(TM波)或它們的疊加。波導(dǎo)中波的頻率受到截止頻率的限制21TE10波的電場(chǎng)、磁場(chǎng)及管壁電流§4.5諧振腔22第五章電磁波的輻射§5.1電磁場(chǎng)的矢勢(shì)和標(biāo)勢(shì)規(guī)范變換和規(guī)范不變性達(dá)朗伯(d’Alembert)方程23§5.2推遲勢(shì)相互作用是以一定的速度傳播的，并不存在超距作用。上面的推遲時(shí)間r/c正是相互作用(能量)在真空中從源點(diǎn)傳到場(chǎng)點(diǎn)的時(shí)間。c是真空中電磁波的傳播速度。任何相互作用的傳播速度都以光速c為極限值。推遲勢(shì)解滿足洛侖茲規(guī)范條件24§5.3電偶極輻射l<<λ<<r25輻射能流角分布和輻射功率§5.4磁偶極輻射和電四極輻射26§6.1經(jīng)典理論的困難和狹義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)§6.2狹義相對(duì)論的基本假設(shè)1.相對(duì)性原理：一切物理規(guī)律在任何慣性系中形式相同。

2.光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑賹?duì)于任何慣性系在任一方向均為c，且于光源的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)?！?.3同時(shí)性的相對(duì)性第六章狹義相對(duì)論27§6.４洛侖茲變換及逆變換

§6.5相對(duì)論的時(shí)空理論間隔不變性時(shí)空結(jié)構(gòu)因果率和相互作用的最大傳播速度同時(shí)的相對(duì)性285.時(shí)間膨脹6.長(zhǎng)度收縮

如：設(shè)有兩根互相平行的尺，在各自靜止的參考系中的長(zhǎng)度均為，它們以相同速率相對(duì)于某一參考系運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)方向相反，且平行于尺子。求站在一根尺上測(cè)量另一根尺的長(zhǎng)度。297相對(duì)論速度變換逆變換30§6.6狹義相對(duì)論的四維協(xié)變形式31注意：四維速度矢量的前三分量并不是普通意義下的速度光行差公式多普