表示 比较与评述 建议
闵可夫斯基
(Minkowski) ①目前,该表示得到最广泛的引用。主要受J D Jackson《经典电动力学》的影响,国内普遍接受。
②动量密度的表示 导致介质中光子的动量为 (即与介质折射率 成正比),伴有Abraham -Minkowski争议。
③ 是电磁场的正则动量(在对易关系 之中)。④应力张量 满足相对论要求。
⑤对于各向同性介质,结合边值关系由 计算的介质分界面上的应力只有张应力而没有切应力。 ①应该将物理量 与 置于动量守恒定律的整体中考虑。
②在介质中,难能将场动量与机械动量截然分开。
洛仑兹
(Lorentz) ①物理图像清楚,意义明确。
②近来有关实际问题的数值计算、实验结果显示出 是合理的。
③张量 与狭义相对论相符。
④对于各向同性介质,结合边值关系由 计算的介质分界面上的应力既有张应力又有切应力。
爱因斯坦—劳布
(Einstein-Laub) ①该表示最被冷落。几乎没人看好能用 代替 或 ,
但动量密度采用了与亚伯拉罕相同的形式。
②张量 的表示与相对论不相容,即不满足相对论要求。
③在用电流密度J表征磁场对导体的影响时,所得到的力密度涉及 ,而不是普遍接受的 。
④忽视了隐动量。
⑤爱因斯坦和劳布的论文发表几年后,爱因斯坦自己对此也不认可。
亚伯拉罕来,自|优;尔`论^文/网www.youerw.com
(Abraham) ①动量密度的表示 满足相对论要求,目前接受人群占多,特别是在光子学领域。
②动量密度的表示 导致介质中光子的动量为 (与 反比),伴有Abraham-Minkowski争议,但占优势。
③与 不同, 是光子力学动量(惯性质量乘以群速)。
④应力张量 满足相对论要求,且呈现对称形式。但有人认为,只象花瓶一样好看不实用,意义不大。
本文以下仍是遵循麦克斯韦方程组等宏观理论开展研究。与(2)式对应,在介质中麦克斯韦方程组如下
(20)
其中,介质的物态方程为
(21)
为介质内的总场, 分别为介质的极化强度、磁化强度矢量。与(20)式等价的形式可以写为
(22)
将(22)式与(2)式比较可知,介质的存在使得“场源”内容丰富,如极化电荷、磁化电流、极化电流等,其表示式如下
, , (23)
但值得注意,(22)式中既然均用了真空中的电磁参量 ,就意味着介质中新的诱导源激发的电磁场 与原来的场叠加使得(22)式中的场量均代表总场。
现参考(3)-(10)式的推导过程,利用类比法推导介质中的动量守恒定律。我们思考直接从(1)式的结果出发做类比,参考真空中的形式 ,则存在介质时的关系成为