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【科普】 张量,麦克斯韦应力张量,电磁张量及其应用

只看楼主收藏回复

大家吼。
应邀来扯些科学的东西,改善一下吧里的风气。
于是,本次扯闲就拿电动力学里的一点简单而有趣的东西开刀了。
顺便一提,几年过去了,我的表情包储量丰富了不止一点半点,把本贴写得有趣一些应该问题不大
╮(╯▽╰)╭
某意大利381小学生镇楼:


1楼2018-11-17 12:07回复
    先去吃个饭,颓一会儿,下午开更


    2楼2018-11-17 12:07
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      dd


      来自Android客户端3楼2018-11-17 13:16
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        支持一下


        IP属地:卢森堡来自Android客户端4楼2018-11-17 13:37
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          这就精了


          来自Android客户端5楼2018-11-17 13:56
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            支持


            IP属地:湖南来自Android客户端6楼2018-11-17 14:00
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              md找了半天latex在线编辑器,结果还是知乎自带的最好用。
              okay,开始更了


              7楼2018-11-17 14:59
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                首先让我们来看些基础知识:
                一.麦克斯韦方程组
                这是电磁学的大基础,相信大家也都会,但我们还是来回顾一下吧:
                由于本文只讨论无电磁介质的简单情况,我们就不扯电位移矢量和磁场强度矢量的乱七八糟的推导了。


                8楼2018-11-17 15:09
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                  好啊


                  IP属地:上海来自iPhone客户端9楼2018-11-17 16:22
                  收起回复
                    现写?


                    IP属地:陕西来自iPhone客户端10楼2018-11-17 16:30
                    收起回复
                      抱歉刚才屋里来了几个学长,被拉去打战舰世界了,现在回来继续更(掩面


                      11楼2018-11-17 16:35
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                        二.nabla算子的一些性质:
                        说实话都挺不好记的,现推也比较浪费时间,实在记不住的话写到本上用的时候查就行了
                        过于简单的就略过了:


                        12楼2018-11-17 16:48
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                          好,有了以上的基础,我们就可以开始了
                          第一部分,
                          麦克斯韦应力张量:
                          一直以来,我们都有一个伟大的梦想,高出一个公式,万能地计算一切电磁学中的受力问题。但这看起来是天方夜谭。
                          真的吗?
                          不妨试试不失一般性地计算某个空间中某连续电荷的受力情况。
                          显然有:

                          观察一下就会发现外面那个积分我们其实可以先搁置在一边,只看被积内容:
                          物理上思考一下会发现,其实这就是单位体积连续体电荷的受力,也就是所谓的“力密度矢量”:

                          而我们需要在这个矢量上做些文章


                          13楼2018-11-17 16:59
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                            加油 继续


                            IP属地:英国来自Android客户端14楼2018-11-17 17:09
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                              首先,我们想要把力密度矢量中看起来就很扎眼的电荷密度和电流密度用麦克斯韦方程组消去,得到一个更养眼的形式:

                              然后观察这个式子,会发现分别偏导的叉乘项可以进行合并,
                              也就是利用:

                              再加上麦克斯韦方程中的法拉第定律,可以发现有:

                              于是可以得到“简化”后的力密度:


                              15楼2018-11-17 17:12
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