电动力学汇总
⚪ 介质中麦克斯韦方程:
其中有关系:。
介质中的电场能:,在线性介质中 。介质中的磁场能:。
⚪ 真空麦克斯韦方程组:
真空中的能量密度 。能量守恒:
其中 为坡印廷矢量(能流密度), 为单位体积的电力做功。
带电粒子受力密度:。可将其写为:
其中 为应力张量。通过上式可用得到电磁场的动量密度. 动量流密度:。角动量 。
⚪ 电磁波:单色平面波解:
光速 。光的能量密度、能流密度、动量密度:
平均值为最大值除二。在介质中,。
⚪ 单色平面波于界面的行为:
平行于入射反射面:
布儒斯特角满足 。折射反射率:
垂直于入射反射面:
⚪ 导体对波的吸收与反射
导体中的麦克斯韦方程组:
导体中的自由电荷扩散:。
电磁场的传播方程:
⚪ 波导:
沿 z 方向的真空直理想导体管中的波形式设为:
其中 为 的函数。边界条件:
对于非TEM解,,有:
其中 为两独立方程的解,且满足边界条件。
⚪ 真空中麦克斯韦方程的通解
定义标势、矢势:
可改写麦克斯韦方程组为:
洛伦兹规范:。上式化简为:
其通解为:
利用它可得Jefimenko公式:
⚪ 动点电荷的场:
Lienard-Wiechert势:
其中 。由此可得:
对于匀速电荷,,可将上式简化为:
⚪ 电偶极子辐射:。在 的情况下, 处的势和场和辐射为:
⚪ 磁偶极子辐射:在 的情况下, 处的和场和辐射为:
⚪ 任意形状的小带电区的辐射:在 下。
只留有效的()的项,得:
令 ,则有:
对点电荷,取 ,则有拉莫尔公式:
⚪ 点电荷的辐射:接收处能流密度(坡印廷矢量)仅由加速度场决定:
取 可得拉莫尔公式:
从接收处反推辐射处:
⚪ 辐射反作用力:初末态相同( 相同)的点电荷沿 方向的受力最简可能表达式(Abraham-Lorentz):
⚪ 相对论时空观:
洛伦兹变换矩阵:
坐标(位移对偶矢量)变换:
四速度(世界线切矢量)变换:
对应速度变换:
⚪ 相对论动力学:
四动量变换:
四力:
⚪ 相对论电动力学:
电磁场变换:
电磁场张量:
电流密度矢量(其中 为固有密度):
电荷守恒:
麦克斯韦方程组可写作:
势矢量:
Lorentz规范与对应的d'Alembert方程: