电磁规律的协变形式

电磁规律的协变形式
为了显示一个或一组物理方程洛伦兹不变性,通常将它表示成这样的形式,使得方程中各项在洛伦兹变换下都具有确定的,并且彼此相同的变换性质。这样,当从一个惯性参照系变换到另一个惯性参照系时,就能得到相同的方程式。具有上述形式的方程就称为协变形式的方程。

名词释义

狭义相对论指出,对于一切惯性参照系,物理规律都是相同的,而且不同惯性系之间的变换关系是洛伦兹变换。因此,所有描述基本物理规律的方程式,都应该在洛伦兹变换下保持不变。这种不变性就称为洛伦兹不变性。
电磁量的洛伦兹变换 洛伦兹变换是一个四维变换,因此在洛伦兹变换下的矢量常称为四维矢量或简记作4-矢量。例如三维空间的坐标(x1,x2,x3)配上时刻t就合成一个4-矢量(x0,x1,x2,x3),其中x0=сt,с为真空中光速。此矢量称为四维时空坐标xμ(μ=0,1,2,3)。在电磁量(本条采用高斯单位制)中,通常的三维电流密度(j1,j2,j3)同电荷密度ρ配成一个四维矢量(j0,j1,j2,j3),其中j0=ρс。这个矢量就称为四维电流密度jμ。洛伦兹规范下的电磁矢量势(A1,A2,A3)和标量势嗞也配成一个 4-矢量(A0,A1,A2,A3),其中A0=嗞,称为四维电磁势Aμ。当两个惯性参照系s和s′的空间坐标轴取得彼此平行而且s′沿x轴方向以速度v相对s运动时(并取t=t′=0为两参照系坐标原点相重合的时刻)

变换关系