外电磁场中运动永久偶极子的电动力学
经典物理
2014-09-18 v1 原子物理
光学
摘要
经典电动力学理论建立在麦克斯韦方程组以及电磁场、力、能量和动量的概念之上,这些概念通过坡印廷定理和洛伦兹力定律紧密联系在一起。麦克斯韦宏观方程将电场和磁场与其物质源(即电荷、电流、极化和磁化)联系起来,坡印廷定理支配电磁能量的流动及其在场与物质介质之间的交换,而洛伦兹定律则调节介质与场之间动量的来回转移。因此,动量与能量的紧密关联要求坡印廷定理和洛伦兹定律彼此一致,同时确保遵守能量、线动量和角动量守恒定律。本文展示了如何将上述电动力学定律一致地应用于运动的永久偶极子(包括电偶极子和磁偶极子),从而引入偶极子的静止质量。若要保持系统的总能量守恒,静止质量必须随外电磁场的变化而变化。推断出的静止质量变化的物理基础似乎是偶极子内部场与外加场之间的干涉。我们使用了经典理论的两种不同表述,其中能量和动量与场的关系不同,但我们在两种表述中发现了静止质量的相同行为。
引用
@article{arxiv.1409.4796,
title = {On the Electrodynamics of Moving Permanent Dipoles in External Electromagnetic Fields},
author = {Masud Mansuripur},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.4796},
year = {2014}
}
备注
29 pages, 5 figures, 105 equations, 2 appendices, 67 references