物理的宇宙

物理学を自分なりに再構成することを目指すブログです

特殊相対論と電磁気力

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電磁気学・特殊相対論の発見法的導出

マクスウェル理論の建設

電気と磁気の発見

クーロン力

ローレンツ

マクスウェルの方程式

回路における電位とスカラーポテンシャル

電磁ポテンシャルによるマクスウェル方程式の表現

マクスウェル理論とニュートン力学の矛盾

ニュートン力学電磁気学の矛盾:作用反作用の法則の破綻?

ニュートン力学と電磁気学の矛盾2:ガリレイの相対性原理の破綻

エーテル説とその否定

特殊相対論の発見

光速度不変の仮説

ミンコフスキー幾何学の発見

電場と磁場の変換

電磁テンソルによる電気と磁気の統一

特殊相対論の基本原理

ミンコフスキー時空

三角不等式が成立しない幾何学

テンソル

座標変換としてのローレンツ変換

特殊相対論的力学

運動学と運動方程式

固有時、4元速度、4元加速度

質量と4元運動量

4元力と特殊相対論的質点の運動方程式

質量が変化しない場合のエネルギーと仕事の関係

多体系の質量

質量が変化する場合の運動方程式

質量が変化する場合のエネルギーと仕事の関係

4元仕事率と質量の変化率

ニュートン力学との対応関係

粒子の崩壊、衝突と散乱

特殊相対論的電磁気学

力学と電磁気学の再構築、再解釈

基本原理

電磁テンソル、電磁ポテンシャル、4元電流密度と共変マクスウェル方程式

3次元マクスウェル方程式の導出

電子の4元運動方程式と3元運動方程式、相対論的質量

対称性と保存則

エネルギー運動量

エネルギー運動量テンソルとは何か

質点のエネルギー運動量テンソル

電磁場のエネルギー運動量テンソル

ラグランジアンとエメルギー運動量テンソル

4元エネルギー運動量ベクトルは真のベクトルではない

エネルギーと運動量の時間反転・空間反転

角運動量
離散的対称性

空間反転対称性

時間反転対称性

 時間反転で電荷は反転するのか

 時間反転で電場・磁場は反転するのか

ゲージ対称性

別の流儀

微分

マクスウェルポテンシャル一形式

マクスウェル二形式

電流密度三形式と電荷保存則

モノポールが存在しない理由

トポロジカルな議論

静止している電磁場中を動く荷電粒子

静電場

電気双極子モーメント

多重極モーメント

外場の中の電荷の系

電荷のない場所で時間変化する電磁場(自由電磁場)

平面波解

光学

アイコナール近似

光のドップラー効果

与えられた運動をしている電荷が作る場

ポテンシャルの一般解

ジェフィメンコ方程式

先進ポテンシャルと遅延ポテンシャル

電磁波の放射

パラドックスとその解決

重要な現象

参考文献

アインシュタインの相対論についての最初の論文の日本語訳。この本だけを読んでも相対論を理解したことにはならないが、相対論という常識からかけ離れた理論を理解する第一歩にふさわしい本かもしれない。「0冊目」におすすめ。

この本の素晴らしい点は、「物理法則の座標系からの解放」という相対論の哲学を一貫して堅持しているところである。それはテンソル解析や微分幾何学といった数学と、我々が存在している現実の時空間を結びつける上で支柱となる考え方だ。相対論の一冊目におすすめ。

場の古典論、は相対論的な古典場の理論の古典的な名著である。その叙述の簡明さと明晰さは類書の中で群を抜いている。しばしば難易度が高いと言われ敬遠されるが、説明は意外にも丁寧であり、一歩一歩理解しようと思えばむしろわかりやすい。相対論的電磁気学の項目は無駄がなく網羅的だ。

ガウス単位系を使っていることだけが唯一の欠点なので、SI単位系に直してまとめノートを作るのは院試対策の勉強になる。