ELECTROMAGNETIC WAVES: TRANSVERSE DYNAMICS AND FREE MAXWELL REPRESENTATION

电磁波:从横向空间动力学到自由 Maxwell 表示

以横向空间自由度、二次作用量和系数匹配建立自由电磁传播;将有源有效耦合和一般高速源问题分开记录。

依据最终书稿 · 第三章

理论理论 · 有效模型数学复核数学复核 · 条件性推导 · 正式复核中证据证据 · 尚待检验Canonical是状态、复核与来源

01局域运动作用之后还要解释传播

磁力基础构型说明共同运动怎样改变横向作用,连续势说明怎样表示这种空间响应。电磁波进一步问:源的作用已经离开之后,什么自由度能够在空间中传播,携带能量和偏振?ASD 以横向空间状态的动力学回答这一问题,再把它归一化为电磁变量。

本页以 tt 为所选过程参数、cc 为均匀基态的特征传播速度。闭合物质结构的平移速度 vv 进入 LVE 的 γ(v)\gamma(v);自由横波的传播速度不是这种物质平移,不能把 v=cv=c 代入两电荷构型的长度因子。发射源、核外自由传播和物质接收器分别建模,再组合为可比较的信号。

02恢复能与变化能怎样形成横向方程

在均匀基态、长波、弱扰动的连续层,取长度量纲的空间状态 uT(x,t)\mathbf u_T(\mathbf x,t),并在衰减或相容边界条件下满足 ∇⋅uT=0\nabla\cdot\mathbf u_T=0。这个无散约束选择横向自由度。常量 ρs>0\rho_s>0 是有效惯性系数,量纲为 kg/m³;KT>0K_T>0 是横向恢复系数,量纲为 Pa。最低阶二次拉格朗日密度为:

ASD-WEB-EM-031
LT(2)=ρs2∣∂tuT∣2−KT2∣∇×uT∣2,∇⋅uT=0\mathcal L_T^{(2)}=\frac{\rho_s}{2}|\partial_t\mathbf u_T|^2-\frac{K_T}{2}|\nabla\times\mathbf u_T|^2,\quad\nabla\cdot\mathbf u_T=0

构成输入
均匀基态、长波、弱扰动;ρs>0、KT>0 与边界条件为输入。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.44) · ASD-BOOK-ddbade997b45

第一项计入状态过程变化的动能,第二项描述空间旋度的恢复能。KTK_T 是这里的恢复系数,不是有向长度因子 K(ϕ)K(\phi)。正系数使自由能量为正;二次形式是已声明的有效构成,并不预先指定某个微观晶格。

令 ST=∫LT(2) d3x dtS_T=\int\mathcal L_T^{(2)}\,d^3x\,dt,时间端点及空间边界上变分消失。先对变化项作时间分部积分,再对旋度项作空间分部积分,得到:

δST=−∫[ρs∂t2uT+KT∇×(∇×uT)]⋅δuT d3x dt.\delta S_T=-\int\left[\rho_s\partial_t^2\mathbf u_T +K_T\nabla\times(\nabla\times\mathbf u_T)\right] \cdot\delta\mathbf u_T\,d^3x\,dt.

在常系数和相容边界下,括号中的量属于横向扇区,横向变分给出:

ASD-WEB-EM-032
ρs∂t2uT+KT∇×(∇×uT)=0,∂t2uT−KTρs∇2uT=0\rho_s\partial_t^2\mathbf u_T+K_T\nabla\times(\nabla\times\mathbf u_T)=0,\quad\partial_t^2\mathbf u_T-\frac{K_T}{\rho_s}\nabla^2\mathbf u_T=0

数学结果
由横向变分与 curl curl 恒等式得到;系数为常量。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.45) · ASD-BOOK-ddbade997b45

第二种写法使用 ∇×(∇×uT)=∇(∇⋅uT)−∇2uT=−∇2uT\nabla\times(\nabla\times\mathbf u_T)=\nabla(\nabla\cdot\mathbf u_T)-\nabla^2\mathbf u_T=-\nabla^2\mathbf u_T。这一步已经得到自由横波,速度为 cT=KT/ρsc_T=\sqrt{K_T/\rho_s};它还没有仅凭数学变分就确定 cT=cc_T=c。

03空间状态怎样归一化为自由电磁场

在无源辐射区固定相应规范与边界,令 AT=Aτ⊥\mathbf A_T=\mathbf A_\tau^\perp 为矢势的横向投影。取常数 NTN_T,把状态、空间旋度和过程变化分别联系为:

ASD-WEB-EM-033
AT=NTuT,ΩT=∇×uT,B=NTΩT,ET=−NT∂tuT\mathbf A_T=N_T\mathbf u_T,\quad\boldsymbol\Omega_T=\nabla\times\mathbf u_T,\quad\mathbf B=N_T\boldsymbol\Omega_T,\quad\mathbf E_T=-N_T\partial_t\mathbf u_T

归一化条件
给定规范与边界的无源横向扇区;ΩT 无量纲,不是时间角速度或拓扑数。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.46) · ASD-BOOK-ddbade997b45

下标 τ\tau 标记电磁扭转通道,TT 标记横向分量;ΩT=∇×uT\boldsymbol\Omega_T=\nabla\times\mathbf u_T 是无量纲局域旋度,NTN_T 的单位为 V·s/m²。磁场表达空间状态的扭转,辐射横向电场表达同一状态的过程变化。这里的对应不延伸为任意规范下所有势均等于物理位移。

把这些定义代入自由电磁作用量,分别匹配时间项和空间项系数,取:

ASD-WEB-EM-034
ρs=ε0NT2,KT=NT2μ0,cT2=KTρs=1ε0μ0=c2\rho_s=\varepsilon_0N_T^2,\quad K_T=\frac{N_T^2}{\mu_0},\quad c_T^2=\frac{K_T}{\rho_s}=\frac1{\varepsilon_0\mu_0}=c^2

归一化条件
系数匹配为条件;并未由 LVE 单独算出微观常数。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.47) · ASD-BOOK-ddbade997b45

因此 cT=cc_T=c 依赖所列系数匹配与电磁归一化,而非仅因观察到光传播就反推任意本构参数。这些微观系数仍需底层动力学确定,FCC 只是后续候选微观实现。

无散约束给出 ∇⋅ET=0\nabla\cdot\mathbf E_T=0,旋度的散度给出 ∇⋅B=0\nabla\cdot\mathbf B=0;空间旋度与时间导数可交换,得到法拉第关系。剩余的旋度方程由刚才的空间波动方程产生:

∇×B=NT∇×(∇×uT)=−NTρsKT∂t2uT=c−2∂tET.\nabla\times\mathbf B =N_T\nabla\times(\nabla\times\mathbf u_T) =-\frac{N_T\rho_s}{K_T}\partial_t^2\mathbf u_T =c^{-2}\partial_t\mathbf E_T.

于是四条关系为:

ASD-WEB-EM-035
∇⋅ET=∇⋅B=0,∇×ET=−∂tB,∇×B=c−2∂tET\nabla\cdot\mathbf E_T=\nabla\cdot\mathbf B=0,\quad\nabla\times\mathbf E_T=-\partial_t\mathbf B,\quad\nabla\times\mathbf B=c^{-2}\partial_t\mathbf E_T

数学结果
在给定横向作用量、归一化和系数匹配下严格导出;有源推广独立记录。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.47a) · ASD-BOOK-ddbade997b45

自由 Maxwell 表示在所取二次横向模型内已经完成推导。横向约束、边界、归一化和系数匹配是其明确前提;它是空间横向动力学的等价有效表示,没有被作为独立基本公设替代前面的推导。它也尚未同时确定静电源、电荷量子化或一般高速拓扑核心。

04同一通道怎样确定真空常数与波阻抗

第三章第六节第 4 小节把静态库仑基准、运动磁差额和自由横波归一化连在一起。磁差额的系数为 1/(ε0c2)1/(\varepsilon_0c^2),用 SI 磁学量表示就是 μ0\mu_0。在自由横向通道中,能量密度则为

HT=ρs2∣∂tuT∣2+KT2∣∇×uT∣2=ρs2NT2∣ET∣2+KT2NT2∣B∣2.\mathcal H_T=\frac{\rho_s}{2}|\partial_t\mathbf u_T|^2+ \frac{K_T}{2}|\nabla\times\mathbf u_T|^2 =\frac{\rho_s}{2N_T^2}|\mathbf E_T|^2+ \frac{K_T}{2N_T^2}|\mathbf B|^2.

这对应原书式(3.47d)。逐项与 ε0ET2/2+B2/(2μ0)\varepsilon_0E_T^2/2+B^2/(2\mu_0) 匹配,得到式(3.47e):ε0=ρs/NT2\varepsilon_0=\rho_s/N_T^2、1/μ0=KT/NT21/\mu_0=K_T/N_T^2。因此在既定归一化下,电场能对应横向运动能,磁场能对应扭转恢复能;ε0μ0=ρs/KT=c−2\varepsilon_0\mu_0=\rho_s/K_T=c^{-2} 把传播速度与这两个系数联系起来。

光速只固定乘积,仍留有一个耦合标度。以真空波阻抗表示,式(3.47f)—(3.47g)为

Z0=μ0ε0=μ0c=1ε0c,α=e22ε0hc=Z0e22h.Z_0=\sqrt{\frac{\mu_0}{\varepsilon_0}}=\mu_0c=\frac1{\varepsilon_0c}, \qquad \alpha=\frac{e^2}{2\varepsilon_0hc}=\frac{Z_0e^2}{2h}.

Z0Z_0 的单位为欧姆,均匀平面横波满足 ∣ET∣/∣H∣=Z0|\mathbf E_T|/|\mathbf H|=Z_0,其中真空 H=B/μ0\mathbf H=\mathbf B/\mu_0;它是场幅比例,不是耗散电阻。α\alpha 是无量纲精细结构常数。现行 SI 固定 e,h,ce,h,c 的定义数值,μ0\mu_0 不再是精确规定的 4π×10−7 H/m4\pi\times10^{-7}\,\mathrm{H/m},其数值由实验确定的 α\alpha 关联确定,见 CGPM 2018 第 1 号决议。ASD 对耦合标度的微观解释还需确定 NTN_T,并令静态源和传播使用同一归一化。

05波数、偏振和能流怎样从方程读出

在无源均匀区,以下省略横向电场下标,E\mathbf E 指 ET\mathbf E_T。对法拉第关系取旋度,再用 ∇⋅E=0\nabla\cdot\mathbf E=0 和另一旋度方程,得 (∇2−c−2∂t2)E=0(\nabla^2-c^{-2}\partial_t^2)\mathbf E=0;磁场满足同形方程。代入平面波 exp⁡[i(k⋅x−ωt)]\exp[i(\mathbf k\cdot\mathbf x-\omega t)],有:

ASD-WEB-EM-037
ω2=c2k2,k⋅E=k⋅B=0,B=1ck^×E\omega^2=c^2k^2,\quad\mathbf k\cdot\mathbf E=\mathbf k\cdot\mathbf B=0,\quad\mathbf B=\frac1c\hat{\mathbf k}\times\mathbf E

数学结果
均匀各向同性无色散自由扇区;物质 γ 不应用于自由光子的速度 c。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.54)、(3.56) · ASD-BOOK-ddbade997b45

k\mathbf k 是波矢,k=∣k∣k=|\mathbf k|,ω\omega 是角频率,k^\hat{\mathbf k} 是传播方向。两个场均垂直于传播方向,并满足 B=E/cB=E/c。两个独立横向偏振可组合成线、圆或椭圆偏振;在这一均匀、各向同性、无色散层,相速度与群速度都为 cc。

传播还必须带着能量。安培—Maxwell 方程点乘 E\mathbf E,法拉第方程点乘 B/μ0\mathbf B/\mu_0,再用 ∇⋅(E×B)=B⋅∇×E−E⋅∇×B\nabla\cdot(\mathbf E\times\mathbf B)=\mathbf B\cdot\nabla\times\mathbf E-\mathbf E\cdot\nabla\times\mathbf B,得到:

ASD-WEB-EM-036
uem=ε0E22+B22μ0,S=1μ0E×B,∂tuem+∇⋅S=−J⋅Eu_{\rm em}=\frac{\varepsilon_0E^2}{2}+\frac{B^2}{2\mu_0},\quad\mathbf S=\frac1{\mu_0}\mathbf E\times\mathbf B,\quad\partial_tu_{\rm em}+\nabla\cdot\mathbf S=-\mathbf J\cdot\mathbf E

数学结果
自由区 J=0;带源交换式使用同一有效耦合。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.48) · ASD-BOOK-ddbade997b45

uemu_{\mathrm{em}} 为 J/m³ 的自由场能量密度,S\mathbf S 为 W/m² 的能流,J\mathbf J 为有效电流密度。自由区 J=0\mathbf J=0,能量局域守恒;平面波中电、磁两项能量相等,∣S∣=cuem|\mathbf S|=cu_{\mathrm{em}}。有源时 −J⋅E-\mathbf J\cdot\mathbf E 与物质得能项符号相反,总能量交换一致。

在同一有效体系中,书稿式(3.49)—(3.50)进一步用 gem=S/c2\mathbf g_{\mathrm{em}}=\mathbf S/c^2 和电磁应力张量组织动量交换。场和物质共同承担动量,边界应力与辐射也要进入收支;不能只取自由能流就代替完整仪器受力计算。

06有源场还需要哪些构成选择

自由传播已经给出因果通道,但源怎样进入它仍须说明。对常数 ε0\varepsilon_0,电荷守恒与高斯约束有:

ASD-WEB-EM-030
∂tρe+∇⋅J=0,∇⋅E=ρe/ε0 ⇒ ∇⋅(J+ε0∂tE)=0\partial_t\rho_e+\nabla\cdot\mathbf J=0,\quad\nabla\cdot\mathbf E=\rho_e/\varepsilon_0\ \Rightarrow\ \nabla\cdot(\mathbf J+\varepsilon_0\partial_t\mathbf E)=0

上游输入
常 ε₀;散度约束允许额外无散项,不能唯一推出完整场方程。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.37)、(3.38) · ASD-BOOK-ddbade997b45

ρe\rho_e 是带符号电荷密度。这条散度关系说明位移电流可以维持源的一致性,但仍允许附加无散项,故守恒本身不唯一确定完整场方程。第三章另选最低阶、局域、线性的有效源作用量:

ASD-WEB-EM-038
Lem=ε02∣E∣2−12μ0∣B∣2−ρeΦτ+J⋅Aτ\mathcal L_{\rm em}=\frac{\varepsilon_0}{2}|\mathbf E|^2-\frac1{2\mu_0}|\mathbf B|^2-\rho_e\Phi_\tau+\mathbf J\cdot\mathbf A_\tau

构成输入
自由部分有横向实现;源耦合仍是宏观、低速有效选择。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.39) · ASD-BOOK-ddbade997b45

前两项是自由场部分,−ρeΦτ+J⋅Aτ-\rho_e\Phi_\tau+\mathbf J\cdot\mathbf A_\tau 是源耦合。源部分限定于宏观有效电流、低速物质源及准静态或低频推迟响应;低速、近区与长波分别约束不同条件,不能混成一个笼统限定。自由波的传播速度不因这个源近似而变成低速。

标势变分时 δE=−∇δΦτ\delta\mathbf E=-\nabla\delta\Phi_\tau,分部积分的系数为 ε0∇⋅E−ρe\varepsilon_0\nabla\cdot\mathbf E-\rho_e。矢势变分时 δE=−∂tδAτ\delta\mathbf E=-\partial_t\delta\mathbf A_\tau、δB=∇×δAτ\delta\mathbf B=\nabla\times\delta\mathbf A_\tau,系数为 ε0∂tE−μ0−1∇×B+J\varepsilon_0\partial_t\mathbf E-\mu_0^{-1}\nabla\times\mathbf B+\mathbf J。令独立变分系数为零,得到:

ASD-WEB-EM-039
∇⋅E=ρeε0,∇×B=μ0J+c−2∂tE\nabla\cdot\mathbf E=\frac{\rho_e}{\varepsilon_0},\quad\nabla\times\mathbf B=\mu_0\mathbf J+c^{-2}\partial_t\mathbf E

数学结果
给定有效作用量后变分得到;并不闭合高速拓扑电荷的一般源。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.40)、(3.42) · ASD-BOOK-ddbade997b45

加上势定义给出的无散及法拉第恒等式,组成有源 Maxwell 有效体系。场方程在给定作用量后变分闭合;源耦合仍是构成选择,尚不能替代高速闭合拓扑电荷的独立源方程。

规范变化下,源作用量只增加边界项和 −χ(∂tρe+∇⋅J)-\chi(\partial_t\rho_e+\nabla\cdot\mathbf J) 的积分。源守恒时后一项消失;反过来,对场方程取散度也恢复同一连续性。这说明势表示、有效耦合和守恒在所取模型内相容。

07推迟势怎样连接发射和传播

对局域守恒源选取 Lorenz 规范 ∇⋅Aτ+c−2∂tΦτ=0\nabla\cdot\mathbf A_\tau+c^{-2}\partial_t\Phi_\tau=0,场方程化为书稿式(3.52)的势波动方程。在无入射自由场并满足适当源与边界条件时,其推迟解为:

ASD-WEB-EM-040
Φτ=14πε0∫ρe(r′,t−R/c)R d3r′,Aτ=μ04π∫J(r′,t−R/c)R d3r′\Phi_\tau=\frac1{4\pi\varepsilon_0}\int\frac{\rho_e(\mathbf r',t-R/c)}R\,d^3r',\quad\mathbf A_\tau=\frac{\mu_0}{4\pi}\int\frac{\mathbf J(\mathbf r',t-R/c)}R\,d^3r'

数学结果
Lorenz 规范、局域守恒源、无入射自由场;继承低速有效源范围。
书稿来源:最终合订稿 · 第三章式 (3.51)、(3.53) · ASD-BOOK-ddbade997b45

r\mathbf r 是场点,r′\mathbf r' 是源积分位置,R=∣r−r′∣R=|\mathbf r-\mathbf r'|,源在 t−R/ct-R/c 取值。传播核表达局域源改变以 cc 到达场点;有入射波时另加齐次解。改变规范不改变标势与横向势共同组成的物理电场的因果响应。

近区准静态势是这个有效源响应的最低阶表示。匀速源在均匀无限背景中可以带着随源平移的伴随场,其无穷远持续辐射通量为零;加速、结构变化或边界可以激发向外传播的辐射。完整高速辐射强度不能只从 K(ϕ)K(\phi) 的角尺度确定,接收信号还须经过物质探测器。

08加速怎样使伴随结构向远区释放能量

在低速点源、远区条件下,从推迟势保留加速度产生的 1/R1/R 项,最终式(3.57)给出

Erad=q4πε0c2Rn×[n×a(tR)],Brad=1cn×Erad.\mathbf E_{\rm rad}=\frac{q}{4\pi\varepsilon_0c^2R} \mathbf n\times[\mathbf n\times\mathbf a(t_R)], \qquad \mathbf B_{\rm rad}=\frac1c\mathbf n\times\mathbf E_{\rm rad}.

n\mathbf n 从源指向观察点,tRt_R 为推迟时刻,a(tR)\mathbf a(t_R) 为源加速度。双重叉乘选出与观察方向垂直的加速度分量。把场代入能流并乘远区面积元 R2dΩR^2d\Omega,式(3.58)给出

dPdΩ=q2a2sin⁡2θa16π2ε0c3,P=q2a26πε0c3.\frac{dP}{d\Omega}=\frac{q^2a^2\sin^2\theta_a}{16\pi^2\varepsilon_0c^3}, \qquad P=\frac{q^2a^2}{6\pi\varepsilon_0c^3}.

θa\theta_a 是观察方向与加速度的夹角,不是与速度的夹角。总功率使用 ∫sin⁡2θa dΩ=8π/3\int\sin^2\theta_a\,d\Omega=8\pi/3。这一结果已经给出所选低速有效源的辐射角分布与总能量损失;它没有把自由物质 m0m_0 的机械能当作无需源反作用即可无限提供的能量。

另设观察方向与速度的夹角为 ϕ\phi。在 γ≫1,ϕ≪1\gamma\gg1,\phi\ll1 下,式(3.59)的尺度展开为 K(ϕ)≃(1+γ2ϕ2)/(2γ)K(\phi)\simeq(1+\gamma^2\phi^2)/(2\gamma),由两项同阶得 ϕc∼γ−1\phi_c\sim\gamma^{-1}。这是前向几何角尺度,不是完整高速辐射功率,更不单独提供 ASD 独有的相干残差。源振幅、偏振、加速度及接收标准必须同时计算。

09比较测量状态与改写同一个场解

最终式(3.60)以 Ψ=k⋅r−ωt\Psi=\mathbf k\cdot\mathbf r-\omega t 表示相位,k=2π/λk=2\pi/\lambda、ω=2πf\omega=2\pi f。此处 Ψ\Psi 是波相位,不是引力势。比较两个规定的测量状态时,λ′=Kλ\lambda'=K\lambda 与两状态的 fλ=cf\lambda=c 共同给出 f′=f/Kf'=f/K、T′=KTT'=KT,其中 T=1/fT=1/f。但把同一个场解改用另一组空间坐标表达,可以保持同一个过程参数 tt;此操作只应用自己的链式法则,不再附加一次测量状态的频率变换。

原书式(3.62)给出了一个必须与实验提议同时保留的抵消:

2πL′λ′=2πKLKλ=2πLλ.\frac{2\pi L'}{\lambda'}=\frac{2\pi KL}{K\lambda}=\frac{2\pi L}{\lambda}.

同一段路径与波长若受同一个常数因子缩放,相位计数不变。真实实验以同一发射相位、接收事件及频率标准为比较依据;仅画出波面形变不能代替这些量共同作用后的残差计算。

10固定三轴映射已经给出什么

在均匀局域区选择沿 +x+x 的传播分支,物质速度也沿 xx。最终式(3.63)—(3.68)采用常数 Kx=γ(1−β)K_x=\gamma(1-\beta)、Ky=Kz=γK_y=K_z=\gamma 及 xT,i=Kixix_{T,i}=K_ix_i,保持同一 tt。在真值正交基中表示场分量,再把自变量拉回参考坐标,链式法则给出

∇eff=(Kx−1∂x,Ky−1∂y,Kz−1∂z),ω2=c2(kx2Kx2+ky2Ky2+kz2Kz2).\nabla_{\rm eff}=(K_x^{-1}\partial_x,K_y^{-1}\partial_y,K_z^{-1}\partial_z), \quad \omega^2=c^2\left(\frac{k_x^2}{K_x^2}+\frac{k_y^2}{K_y^2}+\frac{k_z^2}{K_z^2}\right).

常系数使算子彼此可交换,故有效无散、旋度恒等式与波动方程保持相容。沿所选正向分支 x=ct/Kxx=ct/K_x,参考坐标速度为 c/Kxc/K_x,真值速度 dxT/dt=Kx(c/Kx)=cdx_T/dt=K_x(c/K_x)=c。这里 cc 由先前波方程与系数匹配输入,最后一个等式检验坐标表示的一致性。

11为什么完整有向几何不能只用椭球代替

当定义 rT=K(ϕ)rr_T=K(\phi)r 并要求同一 tt 下 rT=ctr_T=ct 时,最终式(3.69)给出 r(ϕ,t)=ct/K(ϕ)r(\phi,t)=ct/K(\phi)。与此不同,固定三轴映射将真值球面写成 Kx2x2+Ky2y2+Kz2z2=c2t2K_x^2x^2+K_y^2y^2+K_z^2z^2=c^2t^2,其方向因子

Kaxes(n^)=Kx2nx2+Ky2ny2+Kz2nz2K_{\rm axes}(\hat{\mathbf n})= \sqrt{K_x^2n_x^2+K_y^2n_y^2+K_z^2n_z^2}

满足 Kaxes(−n^)=Kaxes(n^)K_{\rm axes}(-\hat{\mathbf n})=K_{\rm axes}(\hat{\mathbf n});完整有向 KK 一般不具备这一对称性。因此固定分支计算已经成立,但对称椭球不是任意方向 LVE 的全局实现。式(3.72)还给出 [K(ϕ)+K(ϕ+π)]/2=γ[K(\phi)+K(\phi+\pi)]/2=\gamma,这个偶对称平均没有方向依赖,也不能单独产生非球面椭球或往返干涉差。

若另行指定正交度规 gij=Ki2δijg_{ij}=K_i^2\delta_{ij} 并允许尺度随位置变化,式(3.73)的标量算子为 Δgf=J−1∑i∂i[(J/Ki2)∂if]\Delta_g f=J^{-1}\sum_i\partial_i[(J/K_i^2)\partial_i f],J=KxKyKzJ=K_xK_yK_z。系数梯度不能省去;矢量场还要处理基底变化,含时尺度还影响时间导数。完整有向几何与装置收发链路应在这些已完成局部结果上继续建立。

本页目录

12来源与后续适用边界

依据第三章第六节及第七节,式(3.37)—(3.73)。自由横向动力学、给定系数匹配后的自由 Maxwell 表示及所选源作用量的变分已完成;高阶项、微观系数、一般高速源与装置映射分别仍需研究。有效体系任务不把已完成的自由实现重新列为尚待推导;纵横耦合连接到共同空间动力学。

由公式 Registry 生成。箭头沿已登记依赖连接;未画出的中间公式可在索引中追溯。下方文字列表提供相同关系。
阅读文字依赖列表
  1. 横向空间的二次作用量 · ASD-WEB-EM-031输入:上游定义与构成输入,详见来源
  2. 横向空间波动方程 · ASD-WEB-EM-032输入:横向空间的二次作用量
  3. 空间状态到电磁变量 · ASD-WEB-EM-033输入:上游定义与构成输入,详见来源
  4. 系数匹配与传播速度 · ASD-WEB-EM-034输入:横向空间的二次作用量 · 空间状态到电磁变量
  5. 横向动力学的自由 Maxwell 表示 · ASD-WEB-EM-035输入:横向空间波动方程 · 空间状态到电磁变量 · 系数匹配与传播速度
  6. 自由平面波、偏振与速度 · ASD-WEB-EM-037输入:横向动力学的自由 Maxwell 表示
STATUS & REVIEW
理论状态理论 · 有效模型EFFECTIVE MODEL
数学复核数学复核 · 条件性推导 · 正式复核中CONDITIONAL
总体证据状态证据 · 尚待检验UNTESTED证据按电磁实验矩阵逐项记录;本轮未新增实验拟合。
Canonical ASD是 · 正式理论基线第三章 · 按具体结论标注状态
Mathematical Review Note

推导以前文列明的构成输入与适用域为条件;正式来源状态与实验证实分别记录。

查看正式复核项
实际采用来源、条件与旧版关系

§六—七 (3.37)—(3.73)

实际采用最终第三章相应作用、连续场、传播与源耦合范围

本页采用范围的必要条件

  • 特殊两体结果:核外均匀背景、同速平行横向分离、固定速度虚位移
  • 自由Maxwell:长波弱扰动、横向约束、常系数及归一化
  • 最小耦合源:宏观粗粒化、低速点源或低频近区;高速闭合源另建

尚待处理的具体来源问题

  • 高速闭合拓扑源、完整仪器映射及全局有向传播未由局部结果自动闭合

原文定位: p1108 · p1111 · p1113 · p1115 · p1124 · p1126 · p1128 · p1131 · p1133 · p1143 · p1145 · p1148 · p1150 · p1159 · p1173 · p1184 · p1189 · p1191 · p1194 · p1200 · p1204 · p1208 · p1210 · p1216 · p1218 · p1224 · p1227 · p1229 · p1232 · p1235 · p1282 · p1283

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EM-f06476f55cae · Chapter 3 / 第三章 · §§V.3, VI, VII.1–2; (3.37)–(3.56); PDF pp. 10–14

CH3-d9ead146f6ac · 第三章(1).pdf
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第三章 · §六—七 (3.37)—(3.73)

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CITATION & SOURCE FILE

ASD: 电磁波:从横向空间动力学到自由 Maxwell 表示. ASD-EM-ELECTROMAGNETIC-WAVES. Version 1.0.0; 2026-10-24. https://asd-physics.org/theory/electromagnetism/electromagnetic-waves. §六—七 (3.37)—(3.73). Source ASD-BOOK-ddbade997b45.

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