In Dirac’s Lectures on Quantum Mechanics schreibt er den Hamiltonoperator für das freie elektromagnetische Feld auf:
(Beachten Sie, dass Dirac verwendet um den konjugierten Impuls zu bezeichnen, also habe ich ihn durch ersetzt , was weniger verwirrend ist.)
Wertet man die ersten beiden Terme aus, findet man den bekannten Ausdruck für die Energiedichte des Feldes wieder, nämlich . Der dritte Term wird schließlich verschwinden, sobald das Gaußsche Gesetz wiederhergestellt ist.
Meine Frage ist: Wenn wir mit dem vollständigen Lagrange begonnen haben, der den Interaktionsterm enthält , was passiert dann mit diesem Begriff, wenn die Legendre-Transformation durchgeführt wird? Soweit ich das beurteilen kann, landet dieser Term einfach mit geändertem Vorzeichen im Ergebnis, also
Wo bezeichnet den Hamiltonoperator nur für Materieteilchen. Dies scheint nun den falschen Wert der Energiedichte zu geben; die letzte Amtszeit wird die stornieren Begriff ein , aber die Teil wird nicht storniert. Das bedeutet, dass sich die Hamiltonsche Dichte um unterscheiden wird aus der Energiedichte
Welcher Teil dieser Analyse ist also falsch?
(Entschuldigung, wenn ich die Einheiten falsch verstanden habe; ich bin nicht bewandert in cgs-Einheiten.)
Die resultierende Hamilton-Dichte in Abhängigkeit von AJ ist das korrekte Ergebnis, das als Folge der Modifikation des Lagrange-Operators erhalten wurde, und ist physikalisch in Ordnung. Der Lagrange enthält vorgeschriebene Quellen J, die das EM-Feld beeinflussen und ihm Energie geben können, daher sollte es nicht überraschen, dass die Definition der Energiedichte ihre Anwesenheit widerspiegelt.
Sean E. Lake