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非惯性牵引运动系的各电动力学方程
人们最初认为“电”与“磁”是两种不同的物质,但从大量实验中才逐渐积累、认识到它们都是带电粒子运动表现的两种特性,并从实验规律总结得到能确切反映电磁场,电磁波一切特性的马克斯威尔方程组等电动力学方程及其解。
当将4维时空的电磁势矢量,及其梯度、散度、旋量等概念,用于表达电动力学的各方程,就对它们给出了更全面、更深刻、更美化的统一描述。
通常的各电动力学方程都只是依据在“地球”这个近似惯性牵引运动的参考系中的实验观测所得的经验定律总结得到的,因而,都只能在惯性牵引运动参考系中才正确。
但在非惯性牵引运动系,就既由于迄今尚无足够的实验观测,无从类比、归纳得到相应的经验定律;又由于迄今尚无确切,整体的多线矢表达式和统一的,连续演绎的多线矢代数和解析矢算,也都无法演绎推导得到相应的确切方程。
本博主的博文“矢量和矢算从3维空间到4维时空的发展”http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1064040.html
已创建表达、解决了4维时空的各类多线矢及其矢算。
本博主的博文”4维时空各种物理矢量”
http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1064072.html
按4维时空的各类多线矢的矢算,不仅导出远程的电磁力2-线矢,还给出了近程的,强电磁力22,1-线矢、弱电磁力22,1-线矢,具体给出相应强力与弱力的特性,而能统一研讨、矢量区分,物体运动的时空自旋力(即:3维空间的运动力和离心力)与物体相互作用的,4种自然力。
本博主的博文“4维时空可变系多线矢的建立”
http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1064815.html
根据两参考系间牵引运动产生时空弯曲的机制,采用牵引位置1-线矢方向余弦各分量组成的正交归一矩阵,建立起[可变基矢系X] 与[不变基矢系A]之间的如下关系:
[可变基矢系X] =[矩阵C(XA)] [不变基矢系A]; 并有:
[不变基矢系A]= [矩阵C(AX)] [可变基矢系X], 即:
[基矢X(x)]=[C(XA(xa)) [基矢A(a)],a=0到3], x=0,1,2,3;
[基矢A(a)]=[C(AX (ax)) [基矢X(x)],x=0到3], a=0,1,2,3,
因而,只要确定参考系的牵引位置1-线矢就能由其[不变基矢系A]和相应的正交归一矩阵C(XA)得到相应的[可变基矢系X]。
即可,从[可变基矢系X]的位置1-线矢,利用普适于非惯性牵引运动系弯曲的黎曼型时空中各点处的多线矢矢量和矢算法则,按博文”4维时空各种物理矢量”,演绎导出普适于非惯性牵引运动系弯曲的黎曼型时空中各点的各运动方程,它们也都自然地含有各时空联络系数,仅当这些系数全部为零时,才也都蜕化为通常(惯性牵引运动系、平直的欧基里德时空)已知的各相应方程。
因而,能由4维时空可变系解析矢算演绎地推导得出:非惯性牵引动运动系的各电动力学方程。
对于任意 (包括非惯性) 牵引运动系的各种多线矢量场,按可变系,各线基矢系,分别表达。
各矢量的微分、偏分,都含有各时空联络系数(Riemann-Christoffel符号)的相应函数。
因而,具体表达弯曲时空的基本特性。
将时空可变系(适用于包括非惯性牵引运动、弯曲时空)各多线矢和矢量场的一整套统一、连续、演绎的时空代数和解析矢算),应用于4维时空电磁势,例如:
电磁势1-线矢量场
位置[矢r(c)]处,带电荷q(c),速度为[矢v(c)]的粒子(只能是静止质量不=0的粒子)对[矢r(b )]处的电磁势1-线矢量场:
[矢A(c,b)]=q(c)([矢r(c)]-[矢r(b)])/(矢r(c)]-[矢r(b)])之“模长”
电磁场强度2-线矢量场
[r偏分矢D(b)] ={[偏分(c,b)/偏分r(c,b)x][基矢(x)],x从0到3求和}
[r偏分矢D(b)]叉乘[矢A(c,b)]
={iE((c,b)j)[基矢(0j)]+H((c,b)j)[基矢(kl)],jkl=123循环求和},
其中E((c,b)j)、H((c,b)j)分别为电荷q(c),在b点的电、磁场强度j分量的模长:
iE((c,b)j)=(DA)(b(c,b)0j)
=(W(r,b0)[r偏分(b,0)]A(c,(b-c)j)-W(r,bj)[r偏分(b,j)]A(c,(b-c)0)
+[A(c,(b-c)x)(W(r,b0)[l偏分(b,0)]w(j,x0)/[r偏分(b,0)])
- W(r,bj)[l偏分(b,j)]w(0,xj)/[r偏分(b,j)]),x=0到3求和],
H((c,b)j)=(DA)(b(c,b)kl)
=(W(r,bk)[r偏分(b,k)]A(c,(b-c)l)-W(r,bl)[r偏分(b,l)]A(c,(b-c)k)
+[A(c,(b-c)x)(W(r,bk)[l偏分(b,k)]w(l,xk)/[r偏分(b,k)])
-W(r,bl)[l偏分(b,l)]w(k,xl)/[r偏分(b,l)]),x=0到3求和]
,jkl=123循环。
相应地导出:相应的,电磁力2线矢、强、弱电磁力22,1线矢,及其作功、Maxwell各方程组、D’lenbert方程、电磁场能量动量张量,等等。
还具体给出:多个电磁矢量形成的各高次、线的电磁函数关系。
其中的各物理量就都与全部时空联络系数w(w,vu);w,u,v=0,1,2,3, 全部Wr(b)a;a=0,1,2,3,有关,具体反应时空的弯曲特性。。
弥补了现有理论的不足。
现有通常已知的相应各式(尚无各高次、线矢量的各量)都只是其在惯性牵引运动系平直时空,全部时空,联络系数w(w,vu)=0;w,u,v=0,1,2,3, 全部Wr(b)a=1;a=0,1,2,3,的简化特例。
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