電磁場的數學表述
在電磁學裏，有幾種電磁場的數學表述，這篇文章會講述其中三種表述。 向量場表述 物理學家時常會用三維的向量場來表達電場和磁場。這些向量場在時空的每一點都有一個定義值，被認為是空間坐標和時間坐標的函數。電場和磁場分別寫為 \mathbf{E}(x, y, z, t) 和 \mathbf{B}(x, y, z, t) 。 假設只有電場存在，而且不含時間，則電場稱為靜電場。類似地，假設只有磁場存在，而且不含時間，則電場稱為靜磁場。但是，假若其中…
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方向系数
]] 在电磁学当中，方向系数是天线的一项品质因数。他衡量的是某天线在最大辐射方向上的辐射功率密度和相同辐射功率下无方向形天线的辐射功率密度之比，记为D。用公式表示为： : D= \frac{S_{max}}{S_0} \mid _{P_r = P_{r0}} = \frac{|E_{max}|^2}{|E_0|^2} \mid _{P_r = P_{r0}} 结合坡印廷矢量的公式，可以推导出在最大辐射方向上： : E_{max} = \…
普朗克電荷
物理學中，普朗克電荷（q_{\scriptscriptstyle P}）是以基礎常數定義的電荷量。在自然單位制中，是普朗克單位制的電荷單位。普朗克電荷的定義式為 :q_{\scriptscriptstyle P} = \sqrt{4 \pi\epsilon_0 \hbar c} = \sqrt{2 c h \epsilon_0} = \frac{e}{\sqrt{\alpha}} 其中： : c \ 為真空下的光速， : h \ 為普朗…
推遲時間
在電動力學裏，由於電磁波傳播於真空的速度是有限的，觀測者偵測到電磁波的時間，會不同於這電磁波發射的時間，稱為推遲時間。 從馬克士威方程組，可以推導出電磁波傳播於自由空間的速度是光速 c\,\! 。由於光速是有限的，在時間 t_r\,\! 發射出來的光子，需要經過一些時間，才能移動到距離為 r\,\! 的觀測者。所以，觀測者偵測到這光子的時間 t\,\! ，遵守公式 :t= t_r + \frac{r}{c}\,\! 。 因此，可以定義推…
重力場中電荷輻射悖論
從過去積累的物理學知識發展，根據電磁學中的馬克士威方程組，帶電粒子做加速運動時會釋放出電磁輻射，在慣性系中則不會。而在廣義相對論中，由於等效原理，看似因重力場對地表加速的自由落體其實是等同於局域慣性系；在星球表面，由抵抗重力作用的支持力支撐住而看似靜止不動的物體，其實等同在無重力場的空間中向上方加速的物體。這兩種情形的結合會引發一項悖論：根據廣義相對論的觀點，靜止在地表的電荷其實是在加速，而應該放出輻射？或換言之，從太空中自由落下的電荷…
四維電流密度
四維電流密度J是在相對論中，對應電磁學的電流密度以及電荷密度的四維矢量。 定義為： : J^a = (c \rho , \mathbf{j}) = (c \rho , j_x, j_y , j_z) j是一般的電流密度，\rho是電荷密度，c是光速。 電流連續方程可寫成 : D \cdot J = \partial_a J^a = \frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot \math…
電磁應力-能量張量
物理學中，電磁應力-能量張量是指由電磁場貢獻於應力-能量張量（又稱能量-動量張量）的部份。在自由空間中，以國際單位制之單位可表示成： :T^{\alpha\beta} = \frac{1}{\mu_o}[ -F^{\alpha \gamma}F_{\gamma}{}^{\beta} - \frac{1}{4}g^{\alpha\beta}F_{\gamma\delta}F^{\gamma\delta}]. 若以明顯的矩陣形式，可寫為： …