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库仑规范英文解释翻译、库仑规范的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 Coulomb gauge

分词翻译:

库仑的英语翻译:

coulomb
【医】 coulomb; weber

规范的英语翻译:

norm; standard
【计】 convertion; specification
【医】 Cannon; canon
【经】 norm

专业解析

库仑规范(Coulomb gauge)是电磁学中规范固定的一种常用方式,其核心要求是矢量势的散度为零(∇·A=0)。在汉英词典视角下,其定义为:

库仑规范(Coulomb gauge)

电磁理论中一种规范条件,通过规定矢量势A 的散度为零(∇·A=0)来唯一确定电磁势。该规范下,标量势φ 满足泊松方程 ∇²φ = -ρ/ε₀,其解直接对应静电场库仑定律形式,故得名。其优势在于简化静电场的计算,并使电磁场的横纵分量分离明晰。

关键特性与物理意义:

  1. 散度条件

    数学表述为 $ abla cdot mathbf{A} = 0$。此约束消除了矢量势中的纵向分量,仅保留横向部分,使磁场计算简化为 $mathbf{B} = abla times mathbf{A}$ 。

  2. 标量势的物理性

    标量势 φ 直接由电荷分布 ρ 决定:

    $$

abla phi = -frac{rho}{varepsilon_0} $$

解为 $phi(mathbf{r}) = frac{1}{4pivarepsilon_0} int frac{rho(mathbf{r}')}{|mathbf{r}-mathbf{r}'|} dmathbf{r}'$,与静电场库仑势形式一致 。

  1. 应用优势
    • 静电问题中直接关联电荷与电势,避免冗余计算。
    • 在量子电动力学(QED)中便于光子偏振态的描述 。
    • 适用于辐射场分析,因辐射场为横场,自然满足 ∇·A=0。

与洛伦兹规范的对比

特性 库仑规范 洛伦兹规范
条件 ∇·A=0 $partial_mu A^mu = 0$
势方程 φ 满足泊松方程 A, φ 耦合为达朗贝尔方程
显协变性 非显协变 洛伦兹协变
适用场景 静电场、非相对论辐射 相对论性电磁场

学术参考文献

  1. 经典教材

    Griffiths, D. J. Introduction to Electrodynamics (4th ed.), Pearson, 2013. 第10章详述规范理论中库仑规范的应用 。

  2. 理论推导

    Jackson, J. D. Classical Electrodynamics (3rd ed.), Wiley, 1999. 第6章论证规范条件与场唯一性关系 。

  3. 现代物理视角

    Cohen-Tannoudji, C., et al. Photons and Atoms, Wiley, 1989. 第I章分析量子化电磁场中库仑规范的作用 。

注:库仑规范在量子场论中亦称为“辐射规范”(radiation gauge),因其天然分离静态场与辐射场分量。

网络扩展解释

库仑规范(Coulomb gauge)是电磁学中用于描述电磁场的一种规范条件,属于经典电动力学和量子电动力学中的基本概念。它的核心作用是通过限制电磁势的自由度,简化麦克斯韦方程的求解过程。

定义与数学形式

库仑规范的条件为:矢势A的散度为零,即 $$

abla cdot mathbf{A} = 0 $$ 这一条件消除了矢势(mathbf{A})中的纵向分量(即与传播方向平行的部分),仅保留横向分量。此时,标势(phi)满足泊松方程: $$

abla phi = -frac{rho}{epsilon_0} $$ 其解可直接对应静电场的库仑势形式,因此得名“库仑规范”。

物理意义

  1. 消除规范自由度:电磁势(phi)和(mathbf{A})存在多组解对应同一电磁场,库仑规范通过固定( abla cdot mathbf{A}=0),减少了冗余的自由度。
  2. 分离静电场与辐射场:标势(phi)仅由电荷分布(rho)决定,对应静电场;矢势(mathbf{A})则描述磁场和辐射场的横向部分。
  3. 适用场景:适用于静电场或准静态问题,以及某些量子场论计算(如非相对论量子电动力学)。

对比其他规范

应用示例

在静磁场分析中,库仑规范使(mathbf{A})的方程简化为: $$

abla mathbf{A} = -mu_0 mathbf{J} $$ 结合边界条件可直接求解磁场分布。而在量子力学中,库仑规范常用于定义光子的极化状态(仅横光子存在)。

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