 ,                                  (12.23)
,                                  (12.23)
где
 - матрица преобразования Лоренца.
Преобразование (12.23) получается как преобразование произведения двух 4 –
векторов
 - матрица преобразования Лоренца.
Преобразование (12.23) получается как преобразование произведения двух 4 –
векторов  и
 и 
                                     ,
,               .
.
            В
качестве примера применим (12.23) для вывода преобразования  компоненты поля  . Формула преобразования имеет вид
. Формула преобразования имеет вид
                                                 .
.
Учитывая,
что  , получим
, получим  .
Поэтому
.
Поэтому
                                     ,
,
где
 . Приходим к формуле преобразования
. 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
, 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
 отсутствует магнитное поле  . В системе
. В системе  будет и
электрическое поле и магнитное:
 будет и
электрическое поле и магнитное:
 ,
,
 .
.
Последнее
равенство показывает, что поля  и
 и  ортогональны. Следует отметить, что эту
ортогональность можно обнаружить не делая преобразований. В самом деле,
скалярное произведение
 ортогональны. Следует отметить, что эту
ортогональность можно обнаружить не делая преобразований. В самом деле,
скалярное произведение  является инвариантом, а в
рассматриваемом примере
 является инвариантом, а в
рассматриваемом примере  и значит
 и значит  , т.е.
, т.е.  и
 и  - ортогональны.
 - ортогональны.
2.).
В системе  отсутствует электрическое поле
 отсутствует электрическое поле  . В системе
. В системе  будет и
электрическое поле и магнитное, можно сразу отметить, что :они будут
ортогональны
 будет и
электрическое поле и магнитное, можно сразу отметить, что :они будут
ортогональны

 .
.
С
учетом последнего соотношения можно переписать выражение для поля  в виде
 в виде
                                     , где учтено, что
, 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.
 - скорость заряженной среды и плотность
зарядов.
Обобщение
на четырехмерный случай делается следующим образом. Ранее введены понятия: 4 –
вектор тока  и тензора электромагнитного поля
 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
 (это сила Минковского) представить в виде 
                                                 .
.
            В
частном случае сопутствующей системы отсчета  заряды неподвижны
 заряды неподвижны
 и в системе
и в системе  будем
иметь
 будем
иметь  :
:
             .
.
Введенная 4 – плотность силы Лоренца позволяет написать четырехмерное релятивистское уравнение движения заряженной среды
                                                             ,
,
где
 - собственное время,
 - собственное время,  - 4 – импульс.
 - 4 – импульс.
12.11. Тензорная форма уравнений Максвелла. Уравнения Максвелла в трехмерной формулировке возьмем в виде
                                                 ,                               (12.24)
,                               (12.24)
                                                 ,                          (12.25)
,                          (12.25)
Для
записи уравнений (12.24) в тензорной форме, вместо тензора электромагнитного
поля  удобнее использовать дуальный тензор
 удобнее использовать дуальный тензор  , который отличается от
, который отличается от  заменой компонент
 заменой компонент  на
 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
 (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.