, (12.23)
где
- матрица преобразования Лоренца.
Преобразование (12.23) получается как преобразование произведения двух 4 –
векторов
и
,
.
В
качестве примера применим (12.23) для вывода преобразования компоненты поля . Формула преобразования имеет вид
.
Учитывая,
что , получим
.
Поэтому
,
где
. Приходим к формуле преобразования
.
Аналогично
получаются формулы преобразования для других компонент поля. Формулы
преобразования удобно записывать в векторной форме, для этого поля разобьем на
составляющие, параллельные и перпендикулярные направлению движения системы
,
,
,
.
Учитывая,
что , получаются формулы
,
,
,
.
Формулы
обратного преобразования получаются заменой величин со штрихом на
соответствующую величину без штриха и наоборот, а так же изменением знака у .
Рассмотрим две предельные ситуации.
1.).
В системе отсутствует магнитное поле
. В системе
будет и
электрическое поле и магнитное:
,
.
Последнее
равенство показывает, что поля и
ортогональны. Следует отметить, что эту
ортогональность можно обнаружить не делая преобразований. В самом деле,
скалярное произведение
является инвариантом, а в
рассматриваемом примере
и значит
, т.е.
и
- ортогональны.
2.).
В системе отсутствует электрическое поле
. В системе
будет и
электрическое поле и магнитное, можно сразу отметить, что :они будут
ортогональны
.
С
учетом последнего соотношения можно переписать выражение для поля в виде
, где учтено, что
.
12.10. Релятивистская 4 – сила Лоренца. Плотность трехмерной силы Лоренца (сила, действующая на заряды в единичном объеме среды) определяется формулой
,
где
- скорость заряженной среды и плотность
зарядов.
Обобщение
на четырехмерный случай делается следующим образом. Ранее введены понятия: 4 –
вектор тока и тензора электромагнитного поля
Введем в рассмотрение 4 – вектор
.
Выпишем компоненты этого 4 – вектора (он называется плотностью силы Лоренца)
,
где
учтено соотношение .
Аналогично находятся остальные три компоненты
,
,
.
Первые три компоненты совпадают с соответствующими компонентами трехмерной плотности силы Лоренца. Сделаем преобразование:
,
поэтому
можно (это сила Минковского) представить в виде
.
В
частном случае сопутствующей системы отсчета заряды неподвижны
и в системе
будем
иметь
:
.
Введенная 4 – плотность силы Лоренца позволяет написать четырехмерное релятивистское уравнение движения заряженной среды
,
где
- собственное время,
- 4 – импульс.
12.11. Тензорная форма уравнений Максвелла. Уравнения Максвелла в трехмерной формулировке возьмем в виде
, (12.24)
, (12.25)
Для
записи уравнений (12.24) в тензорной форме, вместо тензора электромагнитного
поля удобнее использовать дуальный тензор
, который отличается от
заменой компонент
на
.
В результате система (12.24) приводится к тензорной форме
.
Принимая
во внимание вид тензора индукции (12.22.А) , система
(12.25) приводится к тензорной форме
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.