非匀速运动物体系统的动生麦克斯韦方程组理论

从实际工程应用角度出发,我们构建了非匀速运动介质(物体)系统中的动生麦克斯韦方程组(Maxwell’s equations for a mechano-driven media system),拟解决在非惯性系中低速变速运动介质以及介质形状和边界随时间/空间变化时电磁场的动力学演化规律.本文概括总结了动生麦克斯韦方程组理论的核心内容,包括方程组的构建背景、物理图像、基本特点、与经典方程组之间的区别和联系、求解方法、潜在应用范围等.深入探讨了动生麦克斯韦方程组和经典麦克斯韦方程组之间的四个主要区别,并提出近场电动力学与远场电动力学的基本概念.最后,对动生麦克斯韦方程组在科学和技术方面的潜在影响进行分析和展望.

面向工程电磁学的动生麦克斯韦方程组及其求解方法

从物理学四大定律的积分表达式出发,本文系统介绍了适用于低速、非匀速运动介质电磁场演化规律的动生麦克斯韦方程组,以及方程组的建立背景和物理图像;为研究实际工程应用中运动系统的电磁场提供新方法和新思路.我们认为处理地球上宏观运动物体的电磁现象时,一般可以忽略相对论效应.与一般经典教程中默认介质做匀速直线运动(即惯性系)不同,我们拟解决非惯性系中有加速度运动介质以及介质形状和边界随时间变化的系统中的电磁场动力学问题,重点描述动生麦克斯韦方程组求解的数学方法、(机械)力-电-磁的多场耦合效应与相互作用等.最后,讨论了麦克斯韦方程在微观尺度下边界条件的扩展和在集总电路应用中的处理方法.

非匀速运动介质系统中的动生麦克斯韦方程组——低速与非相对论近似

运动介质系统中的电磁场随时间的演化规律是工程技术和应用物理都很关注的核心问题之一.本文首先对比和分析了基于狭义相对论的标准理论和伽利略电磁学的相关发展.接着我们从四大物理定律出发,通过麦克斯韦方程组的积分式,推导出适用于非匀速运动介质在非相对论近似下的动生麦克斯韦方程组.该方程组引入了(机械)力-电-磁的耦合场,拟解决在非惯性系中低速变速运动介质以及介质形状和边界随时间变化情况下的电磁场动力学变化规律.方程组中引入的动生极化项P_(S)是由外力作用到带电介质并引起介质的加速运动而导致的,它不同于由电场导致的感应极化项P.当存在力-电-磁多场耦合时,方程组不应该保持洛伦兹协变性,且系统的电磁能量不守恒,但封闭系统的总能量守恒.介质运动是产生电磁波的源之一(动生电),描述介质里面的电磁现象使用动生麦克斯韦方程组;当源产生的电磁波在空间传播时使用狭义相对论和经典的麦克斯韦方程组,两者在介质界面相接并满足边界条件.