Beweis einer allgemeinen Formel für die Boost-Transformation des elektromagnetischen Feldes

Im Trägheitsrahmen Ö , ist ein Bereich der Raumzeit mit einem konstanten elektrischen Feld gefüllt E und Magnetfeld B . Ein weiterer Trägheitsrahmen Ö ' hat 3 Geschwindigkeiten v relativ zu Ö . Was ist das elektromagnetische feld ( E ' , B ' ) gemessen in Ö ' ? Drücken Sie das Ergebnis in Form von aus E , B , v , Skalarprodukt ( ) und Kreuzprodukt ( × ).

Damit erhält man die allgemeine Formel für die Boost-Transformation der elektromagnetischen Felder. Ich kenne die allgemeine Form der Lorentz-Boost-Transformation. Die Lösung für dieses Problem scheint also offensichtlich darin zu liegen, diese Boost-Transformation auf den elektromagnetischen Feldtensor anzuwenden F u v . Das heißt, für die Boost-Transformation Λ v u , Berechnung F ' A B = Λ u A Λ v B F u v . Aber das scheint eine enorme Menge an Arbeit zu sein ... Gibt es eine effizientere Lösung als diese? Könnte mir jemand vorschlagen?

Schau dir an, wie A A transformiert.
Dann muss ich auch sehen wie A transformiert. Rechts?
Du machst dir das Leben zu schwer. Vergiss das Rechnen am Anfang ganz: Schreib einfach ϕ ' , A ' in Bezug auf ihre ungestrichenen Gegenstücke.
Verwenden Sie wlogwcat (ohne Beschränkung der Allgemeinheit können wir davon ausgehen). Nehmen Sie zum Beispiel an, dass die Geschwindigkeit in ist z -Richtung, leite einige Formeln ab und verallgemeinere dann basierend auf den Mustern zurück zu Punkten und Kreuzen. Die Antwort steht auch in Jacksons Elektromagnetismus-Lehrbuch.
In meiner Antwort hier: Ist es ein Tippfehler in David Tongs Ableitung der Spin-Bahn-Wechselwirkung? für die Konfiguration zweier Inertialsysteme wie in Bild-01 ist die Raum-Zeit-Lorentz-Transformation durch die Gleichungen (03) gegeben. Die Lorentz-Transformation des elektromagnetischen Feldes ist durch die Gleichungen (04) gegeben. Ich würde den Beweis dieser Transformation des elektromagnetischen Feldes nur dann in einer Antwort posten, wenn ein Moderator die Frage als "Hausaufgaben und Übungen" entmarkiert.

Antworten (1)

Ja, natürlich. Es gibt mindestens drei verschiedene Methoden

  • unter Verwendung der Transformation des elektromagnetischen Feldtensors F μ v (was zu lang ist!!!)
  • unter Verwendung der Transformation des 4-Vektor-Potentials A μ
  • unter Verwendung der Lorentzkraft F = Q E + Q v × B