狹義相對論的四維協(xié)變形式課件

1§1.2靜磁場（穩(wěn)恒電流磁場）畢奧-薩伐爾定律注意：1)(A)式中的場點、源點及距離；2)從(3)、(4)式看靜磁場的性質(zhì)，是非保守力場2§1.3真空中的麥克斯韋方程組用到電磁感應定律和位移電流假設3在這方程組中，E和B是表征電磁場的宏觀物理量，是描述電磁場的本質(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系由其定義給出?！?.4介質(zhì)的電磁性質(zhì)4麥氏方程組三種形式方程的比較1）適用的情況不同；2）對應關系另外這種對應關系具有普遍的意義。微分形式§1.5電磁場的邊值關系5§1.6電磁場的能量和動量67第二章靜電場§2.1靜電勢及其微分方程說明ρ8§2.2靜電邊值問題的唯一性定理唯一性定理的實際意義在于：1）它解決了在滿足哪些條件時，靜電場的解才能是唯一的；2）對于許多實際問題，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系情形球坐標系情形（有對稱軸且取為極軸）拉斯方程的通解疊加原理在分離變量法中的應用應用邊值關系時，應是總的勢滿足邊值關系。在均勻外電場中置入半徑為R0的導體球，導體球上接有電池，使球與地保持電勢差0，試用分離變數(shù)法求電勢。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)處置一點電荷Q。用鏡象法求電勢。導體球上的感應電荷有多少？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第三章靜磁場矢勢A的物理意義矢勢A具有非唯一性規(guī)范變換規(guī)范條件12§3.2磁標勢引入磁標勢的條件就是：無電流分布的單連通區(qū)域由于以上的對稱性，我們可以通過類比把靜電場的一系列結論推廣到磁標勢。靜電場相應的求解方法也可用于求解磁場。13有一塊磁矩為的小永磁體，位于一塊磁導率非常大的實物的平坦界面附近的真空中，求作用在小永磁體上的力。§3.3磁多極矩§3.4阿哈羅諾夫—玻姆(Aharonov—Bohm)效應§3.5超導體的電磁性質(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在導體內(nèi)傳播的電磁波是衰減波?！?.3有導體存在時電磁波的傳播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)榻苟鸁帷！?.4波導管有獨立的邊值關系矩形波導管中的電磁波20在波導管中傳輸?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。波導中波的頻率受到截止頻率的限制21TE10波的電場、磁場及管壁電流§4.5諧振腔22第五章電磁波的輻射§5.1電磁場的矢勢和標勢規(guī)范變換和規(guī)范不變性達朗伯(d’Alembert)方程23§5.2推遲勢相互作用是以一定的速度傳播的，并不存在超距作用。上面的推遲時間r/c正是相互作用(能量)在真空中從源點傳到場點的時間。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論的實驗基礎

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

2.光速不變原理：真空中的光速對于任何慣性系在任一方向均為c，且于光源的運動無關?！?.3同時性的相對性第六章狹義相對論27§6.４洛侖茲變換及逆變換

§6.5相對論的時空理論間隔不變性時空結構因果率和相互作用的最大傳播速度同時的相對性285.時間膨脹6.長度收縮

如：設有兩根互相平行的尺，在各自靜止的參考系中的長度均為，它們以相同速率相對于某一參考系運動，但運動方向相反，且平行于尺子。求站在一根尺上測量另一根尺的長度。297相對論速度變換逆變換30§6.6狹義相對論的四維協(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