Выпуски

 / 

2016

 / 

Февраль

  

Методические заметки


Тензор энергии-импульса электромагнитного поля в средах с дисперсией

,
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Политехническая 29, Санкт-Петербург, 195251, Российская Федерация

Рассмотрена связь тензора энергии-импульса электромагнитного поля с групповой скоростью квазимонохроматических волн в непоглощающем изотропном диэлектрике с временнóй и пространственной дисперсиями. Показано, что в отсутствие сторонних зарядов и токов в диэлектрике и при использовании плотности импульса, определённой по Абрагаму, для того, чтобы выполнялся закон сохранения импульса, не требуется вводить силу Абрагама, приложенную к веществу. Тензор энергии-импульса оказывается симметричным, а максвелловский тензор напряжений выражается либо через вектор плотности импульса и групповую скорость, либо через плотность энергии и групповую скорость. Тензор напряжений, как и плотность энергии, существенно зависит от производных по частоте и волновому вектору от функций, описывающих электромагнитные свойства среды (электрической и магнитной проницаемостей). Результаты применимы как для обычных, так и для левых сред. Проведено сравнение результатов с данными других авторов. Вычислено давление волн на границу раздела двух сред. Показано, что в обычных и левых средах на границе раздела в зависимости от параметров сред возможно как "световое давление", так и "световое притяжение". Учтён стрикционный эффект для жидких диэлектриков.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: тензор энергии-импульса, среды с дисперсией, групповая скорость, световое давление, стрикционный эффект
PACS: 03.50.De, 41.20.−q, 77.22.−d (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0186.201602c.0146
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2016/2/d/
Цитата: Топтыгин И Н, Левина К "Тензор энергии-импульса электромагнитного поля в средах с дисперсией" УФН 186 146–158 (2016)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 28 февраля 2015, доработана: 4 декабря 2015, 15 декабря 2015

English citation: Toptygin I N, Levina K “Energy—momentum tensor of the electromagnetic field in dispersive mediaPhys. Usp. 59 141–152 (2016); DOI: 10.3367/UFNe.0186.201602c.0146

Список литературы (35) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (6) Похожие статьи (20)

  1. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Электродинамика сплошных сред (М.: Наука, 1982); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Electrodynamics of Continuous Media (Oxford: Pergamon Press, 1984)
  2. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Теория поля (М.: Наука, 1973); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M The Classical Theory of Fields (Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000)
  3. Тамм И Е Основы теории электричества (М.: Наука, 1976); Пер. на англ. яз., Tamm I E Fundamentals of the Theory of Electricity (Moscow: Mir Publ., 1979)
  4. Гинзбург В Л Теоретическая физика и астрофизика. Дополнительные главы 3-е изд. (М.: Наука, 1987); Пер. на англ. яз., Ginzburg V L Applications of Electrodynamics in Theoretical Physics and Astrophysics 2nd ed. (New York: Gordon and Breach Sci. Publ., 1989)
  5. Скобельцын Д В УФН 110 253 (1973); Skobel'tsyn D V Sov. Phys. Usp. 16 381 (1973)
  6. Гинзбург В Л УФН 110 309 (1973); Ginzburg V L Sov. Phys. Usp. 16 434 (1973)
  7. Болотовский Б М, Столяров С Н УФН 114 569 (1974); Bolotovskii B M, Stolyarov S N Sov. Phys. Usp. 18 875 (1975)
  8. Minkowski H "Die Grundlagen für die elektromagnetischen Vorgënge in bewegten Körpern" Nachr. König. Ges. Wiss. Göttingen, Math.-Phys. Kl. 53 (1908); Пер. на русск. яз., Минковский Г Эйнштейновский сборник 1978 - 1979 (Под ред. В Л Гинзбурга) (М.: Наука, 1983) с. 5
  9. Minkowski H "Eine Ableitung der Grundgleichungen für die elektromagnetishen Forgänge in bewegten Körpern fom Standpunkt der Elektronentheorie" Math. Ann. 68 526 (1902); Пер. на русск. яз., Минковский Г Эйнштейновский сборник 1978 - 1979 (Под ред. В Л Гинзбурга) (М.: Наука, 1983) с. 64
  10. Abraham M Rend. Circ. Mat. Palermo 28 1 (1909); Abraham M Rend. Circ. Mat. Palermo 31 527 (1910)
  11. Pauli W Relativitätstheorie (Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften, Bd. V, Tl. 2, Heft IV) (Leipzig: Teubner, 1921); Пер. на русск. яз., Паули В Теория относительности (М.: Наука, 1983)
  12. Гинзбург В Л, Угаров В A УФН 118 175 (1976); Ginzburg V L, Ugarov V A Sov. Phys. Usp. 19 94 (1976)
  13. Угаров В А Специальная теория относительности (М.: Наука, 1977)
  14. Philbin T G Phys. Rev. A 83 013823 (2011)
  15. Зябловский А А и др. УФН 184 1177 (2014); Zyablovsky A A et al. Phys. Usp. 57 1063 (2014)
  16. Питаевский Л П ЖЭТФ 39 1450 (1960); Pitaevskii L P Sov. Phys. JETP 12 1008 (1961)
  17. Макаров В П, Рухадзе А А УФН 181 1357 (2011); Makarov V P, Rukhadze A A Phys. Usp. 54 1285 (2011)
  18. Полевой В Г, Рытов С М УФН 125 549 (1978); Polevoi V G, Rytov S M Sov. Phys. Usp. 21 630 (1978)
  19. Агранович В М, Гартштейн Ю Н УФН 176 1051 (2006); Agranovich V M, Gartstein Yu N Phys. Usp. 49 1029 (2006)
  20. Памятных Е А, Туров Е А Основы электродинамики материальных сред в переменных и неоднородных полях (М.: Физматлит, 2000)
  21. Топтыгин И Н Современная электродинамика Ч. 2 Теория электромагнитных явлений в веществе (М. -- Ижевск: Инст. компьют. исслед., РХД, 2005); Пер. на англ. яз., Toptygin I N Electromagnetic Phenomena in Matter. Statistical and Quantum Approaches (Weinheim: Wiley-VCH, 2015)
  22. Виноградов А П УФН 172 363 (2002); Vinogradov A P Phys. Usp. 45 331 (2002)
  23. Виноградов А П, Дорофеенко А В, Зухди С УФН 178 511 (2008); Vinogradov A P, Dorofeenko A V, Zouhdi S Phys. Usp. 51 485 (2008)
  24. Toptygin I N Foundations of Classical and Quantum Electrodynamics (Weinheim: Wiley - VCH, 2014)
  25. Фок В А Теория пространства, времени и тяготения (М.: ГИТТЛ, 1955); Пер. на англ. яз., Fok V A The Theory of Space, Time and Gravitation (New York: Pergamon Press, 1959)
  26. Веселаго В Г УФН 179 689 (2009); Veselago V G Phys. Usp. 52 649 (2009)
  27. Лебедев П Н Собрание сочинений (М.: Изд-во АН СССР, 1963)
  28. Веселаго В Г УФН 92 517 (1967); Veselago V G Sov. Phys. Usp. 10 509 (1968)
  29. Веселаго В Г УФН 173 790 (2003); Veselago V G Phys. Usp. 46 764 (2003)
  30. Pendry J B Phys. Rev. Lett. 85 3966 (2000)
  31. Блиох К Ю, Блиох Ю П УФН 174 439 (2004); Bliokh K Yu, Bliokh Yu P Phys Usp. 47 393 (2004)
  32. Born M Wolf E Principles of Optics (Oxford: Pergamon Press, 1969); Пер. на русск. яз., Борн М, Вольф Э Основы оптики (М.: Наука, 1970)
  33. Мандельштам Л И Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике (М.: Наука, 1972)
  34. Helmholtz H Ann. Physik 249 385 (1881)
  35. Левин М Л УФН 125 565 (1978); Levin M L Sov. Phys. Usp. 21 639 (1978)

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение