牛顿定律隐含了相对论协变性 Caravel 2024年 5月 23日 13:39 2335 次阅读(1734 来自论坛) / 48 条评论 当然是伽利略相对性 x -> x - vt t -> t 牛顿定律 F= ma, F是一个标量场的梯度,对x求梯度,不变,右边a是 x的二阶对时间导数,也不受影响。 大家可以看出牛顿方程也满足协变性,但是却不为人所知道。 此博文来自论坛版块:STEM 共 48 条评论 nobrain 2024年 5月 24日 22:41 FGH 写了: 2024年 5月 24日 22:13 我的视野比较狭窄,看不到麦克斯韦方程组和牛顿力学的不融洽问题。 牛顿力学在伽利略变换下符合相对性原理,麦克斯韦方程组则不然。 评论 FGH 2024年 5月 24日 22:13 nobrain 写了: 2024年 5月 24日 21:15 这应该是个等价的问题,如果麦克斯韦方程组在伽利略变换下符合相对性原理,那么这个力就不随惯性系的变化而变化了 我的视野比较狭窄,看不到麦克斯韦方程组和牛顿力学的不融洽问题。 评论 Caravel[博主] 2024年 5月 24日 21:50 nobrain 写了: 2024年 5月 24日 20:56 既然是探讨麦克斯韦方程组是否在伽利略变化下协变,就应该用牛顿力学的思路处理这个问题。 在牛顿力学里认为洛伦兹力在不同惯性系下是不变的,即 q{E-vB}=q{E'-v'B'} 考虑到伽利略变换的速度: v'=v-V (V是两惯性系相对速度) 这样 E'-v'B' = E-(v'+V)B 这样的一个不定方程为消除v',只有 B=B' E=E'+VB’ 我在这个人的讲义里第七章看到的 https://personal.rhul.ac.uk/UHAP/027/PH2420/ 这就是我说的洛伦兹力的方法 评论 nobrain 2024年 5月 24日 21:15 FGH 写了: 2024年 5月 24日 11:27 我高中问过老师这样一个问题:两个电荷平行运动,各自产生磁场,磁场又对运动电荷产生横向力。 那么这个力为什么因为参照系的改变而改变? 这应该是个等价的问题,如果麦克斯韦方程组在伽利略变换下符合相对性原理,那么这个力就不随惯性系的变化而变化了 评论 nobrain 2024年 5月 24日 20:56 既然是探讨麦克斯韦方程组是否在伽利略变化下协变,就应该用牛顿力学的思路处理这个问题。 在牛顿力学里认为洛伦兹力在不同惯性系下是不变的,即 q{E-vB}=q{E'-v'B'} 考虑到伽利略变换的速度: v'=v-V (V是两惯性系相对速度) 这样 E'-v'B' = E-(v'+V)B 这样的一个不定方程为消除v',只有 B=B' E=E'+VB’ 我在这个人的讲义里第七章看到的 https://personal.rhul.ac.uk/UHAP/027/PH2420/ Caravel 写了: 2024年 5月 24日 11:34 最简单的办法是取相对论的变换,取低速近似。 前相对轮时期有没有办法得到,应该没有办法得到完全自洽的理论。可以选取一个出发点,比如有一个思路是看运动带电粒子的受力,在静止参考系,只受到电场力,运动的还有洛伦兹力,复合这个公式。 评论 TheMatrix 2024年 5月 24日 16:40 说一下我目前的认识。 协变性,简单说就是物理规律的不变性。也可以说是形式的不变性,符号序列的不变性。 展开的话,就还要说两条: 1,随什么的变化而不变。这就要说到是伽利略变换还是洛伦兹变换,或者是其他变换。 2,In terms of 什么而表达的规律,而不变。也就是公式中用到了什么项。不用这个项就没有公式的不变性。也可以说这个项收纳了公式中变化的部分。 评论 Caravel[博主] 2024年 5月 24日 11:47 TheMatrix 写了: 2024年 5月 24日 10:34 这一点是怎么得出来的?(接受低速近似的话) 为什么B不随运动速度变化? E的变化第二项由磁场和速度产生,这是实验定律吧?能从Maxwell方程本身推出来吗? 这个问题不简单,历史上有多个不同的近似给出,这个人认为有两种近似。 In 2013, Rousseaux published a review and summary of Galilean electromagnetism. 评论 Caravel[博主] 2024年 5月 24日 11:34 TheMatrix 写了: 2024年 5月 24日 10:34 这一点是怎么得出来的?(接受低速近似的话) 为什么B不随运动速度变化? E的变化第二项由磁场和速度产生,这是实验定律吧?能从Maxwell方程本身推出来吗? 最简单的办法是取相对论的变换,取低速近似。 前相对轮时期有没有办法得到,应该没有办法得到完全自洽的理论。可以选取一个出发点,比如有一个思路是看运动带电粒子的受力,在静止参考系,只受到电场力,运动的还有洛伦兹力,复合这个公式。 评论 FGH 2024年 5月 24日 11:27 nobrain 写了: 2024年 5月 24日 02:39 不就是相对性原理吗。牛顿力学当然是符合伽利略变换的协变性的。问题是麦克斯韦方程组不符合。 后来才认识到原理麦克斯韦方程组符合的是洛伦兹变换的协变性。这才引出狭义相对论。 这算是上过物理学本科的人的常识吧 我高中问过老师这样一个问题:两个电荷平行运动,各自产生磁场,磁场又对运动电荷产生横向力。 那么这个力为什么因为参照系的改变而改变? 评论 nobrain 2024年 5月 24日 10:37 Caravel 写了: 2024年 5月 24日 10:29 学过不代表理解,更没有appreciate。要说知道这茬,我高中就知道了。 那是,物理系的学生百分之六七十是稀里糊涂毕业的。 评论 TheMatrix 2024年 5月 24日 10:34 这一点是怎么得出来的?(接受低速近似的话) 为什么B不随运动速度变化? E的变化第二项由磁场和速度产生,这是实验定律吧?能从Maxwell方程本身推出来吗? 评论 Caravel[博主] 2024年 5月 24日 10:29 nobrain 写了: 2024年 5月 24日 02:39 不就是相对性原理吗。牛顿力学当然是符合伽利略变换的协变性的。问题是麦克斯韦方程组不符合。 后来才认识到原理麦克斯韦方程组符合的是洛伦兹变换的协变性。这才引出狭义相对论。 这算是上过物理学本科的人的常识吧 学过不代表理解,更没有appreciate。要说知道这茬,我高中就知道了。 评论 TheMatrix 2024年 5月 24日 10:28 评论 TheMatrix 2024年 5月 24日 09:55 nobrain 写了: 2024年 5月 24日 02:39 不就是相对性原理吗。牛顿力学当然是符合伽利略变换的协变性的。问题是麦克斯韦方程组不符合。 后来才认识到原理麦克斯韦方程组符合的是洛伦兹变换的协变性。这才引出狭义相对论。 这算是上过物理学本科的人的常识吧 嗯。这是点论(多体)和场论的区别。场论没有简单的坐标变换的协变性,硬逼出了洛伦兹变换,然后有了协变性。 评论 nobrain 2024年 5月 24日 02:39 不就是相对性原理吗。牛顿力学当然是符合伽利略变换的协变性的。问题是麦克斯韦方程组不符合。 后来才认识到原理麦克斯韦方程组符合的是洛伦兹变换的协变性。这才引出狭义相对论。 这算是上过物理学本科的人的常识吧 评论 查看全部评论 评论 登录用户才可以发表评论!
在牛顿力学里认为洛伦兹力在不同惯性系下是不变的,即 q{E-vB}=q{E'-v'B'}
考虑到伽利略变换的速度:
v'=v-V (V是两惯性系相对速度)
这样 E'-v'B' = E-(v'+V)B
这样的一个不定方程为消除v',只有
B=B'
E=E'+VB’
我在这个人的讲义里第七章看到的
https://personal.rhul.ac.uk/UHAP/027/PH2420/
协变性,简单说就是物理规律的不变性。也可以说是形式的不变性,符号序列的不变性。
展开的话,就还要说两条:
1,随什么的变化而不变。这就要说到是伽利略变换还是洛伦兹变换,或者是其他变换。
2,In terms of 什么而表达的规律,而不变。也就是公式中用到了什么项。不用这个项就没有公式的不变性。也可以说这个项收纳了公式中变化的部分。
In 2013, Rousseaux published a review and summary of Galilean electromagnetism.
前相对轮时期有没有办法得到,应该没有办法得到完全自洽的理论。可以选取一个出发点,比如有一个思路是看运动带电粒子的受力,在静止参考系,只受到电场力,运动的还有洛伦兹力,复合这个公式。
那么这个力为什么因为参照系的改变而改变?
这一点是怎么得出来的?(接受低速近似的话)
为什么B不随运动速度变化?
E的变化第二项由磁场和速度产生,这是实验定律吧?能从Maxwell方程本身推出来吗?
后来才认识到原理麦克斯韦方程组符合的是洛伦兹变换的协变性。这才引出狭义相对论。
这算是上过物理学本科的人的常识吧