Новые члены в уравнениях электромагнетизма

Jul 07, 2019 00:37

Закон Гаусса:


Закон Гаусса для магнитного поля:



Производные по времени от вектора перемещения (направления), соответственно - скорость, ускорение, рывок и производная по времени от рывка:



Плотность тока есть плотность заряда умноженная на скорость носителей заряда:



Вращательная сила действующая на плотность заряда или другими словами плотность момента силы действующая на заряды в некотором объёме:



Данную величину можно рассматривать, как плотность силы или плотность ускорения зарядов в некотором объёме:



Эта величина является следующей производной по времени от М определённой выше:



Плотность зарядов движущихся с меняющимся ускорением, т.е. рывком:



Это следующая производная от Т.



Теорема о циркуляции магнитного поля:



Закон индукции Фарадея с новым членом М, который определяет вращательную силу действующую на заряды.


Уравнение непрерывности для зарядов и токов:



Взяв дивергенцию от модифицированного уравнения закона индукции Фарадея получаем, что у поля М нет источников и стоков и это поле является соленоидальным:



Возьмём ротор от второй пары уравнений Максвелла:





Далее проинтегрируем вторую пару по времени:





Совмещая четыре вышестоящих уравнения получаем следующую систему:





Преобразуем немного:





Здесь введены новые две функции T и S из соображения симметрии и подобия вторым парам уравнения Максвелла. Физический смысл Т состоит в том, что он определяет изменение момента силы зарядов. Т.е. степень изменения крутящего момента во времени.

Физический смысл S  состоит в том, что он определяет ускорение зарядов в некотором объёме. Как следствие ускорения можно видеть в левой части уравнения появляется волновое уравнение. Т.е. ускоренный заряд излучает, только это получено несколько в иной формулировке. Также можно заметить, что вокруг ускоренного заряда должен возникать ротор плотности вращательного момента. Этот крутящий момент будет выстраивать спины заряженных частиц в направлении вектора М. Также данный эффект будет проявляться, если меняется плотность тока во времени и в случае, если мы имеем некоторую бегущую/стоячую волну электрического поля.

Далее можно проделывать те же самые процедуры взятия ротора и производной по времени от системы полученных уравнений:









И получить новую систему, которая позволит описывать и создавать новые электромагнитные члены. Например, К позволит анализировать процессы происходящие при движении заряда с рывком и L при вращении заряда со второй производной от углового ускорения т.е. 1/c^4





Я проделал очень долгий путь, чтобы прийти к этой системе уравнений. Пробовал дифференцировать исходные уравнения Максвелла всеми разными способами и каждый раз вычисления разрастались до огромных размеров и в этом не было видно никакой логики.

В литературе новый введённый мною член М рассматривается, как аналог элемента тока, только для магнитных зарядов. Т.е. его рассматривают только с точки зрения движения q_m * v. И найти магнитные заряды и токи так никому и не удалось. Я решил взглянуть на это с точки зрения размерностей, если вводить М и представить, что он как-то действует на электрический заряд, то появляется векторная величина м^2/s^2 -  квадрат скорости, только вектор - а это из механики есть r x a, что связано с вращательным моментом. Если, например, в качестве \rho выбрать плотность массы и умножить на r x a, то мы получим плотность крутящего момента. Но в рамках электромагнетизма нужно использовать не плотность массы, а плотность заряда.

При этом удалось оставить уравнение дивергенции магнитного поля равной нулю. Т.е. магнитные заряды отсутствуют. И как результат получить, как мне думается, более красивую систему уравнений.

Данный результат - это всего-лишь часть того, что удалось обнаружить. О новых находках я думаю сообщить в следующих постах.
Previous post Next post
Up