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回复:关于达朗贝尔方程的数学解及物理意义

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根据▽× E=-dB/dt,可假设其旋量电磁场E为
E = n C × B
..........................................................................................11式
n为传播速度c方向的单位矢量,不妨令 C = n C,上式可表示为
E = C× B
对上式移项,把B=▽× A代入上式,有
▽× A= E×1/ C
移项,交换矢量算子,积分,可得
C × A= E× r
令旋量电势φ = A×C= r×E ,有
▽× φ = dA/dt=-E
..........................................................................................12式
所以复合电磁势φ 为
φ =φ₀ +A × C
C为波速矢量。
对12式取旋度,得
▽× (▽× φ) = d(▽× A)/dt= dB/dt
把▽²φ =εμ ∂²φ/∂²t代入上式,整理后得
d(B+εμ ∂φ/∂t)/dt =0

B+εμ ∂φ/∂t =B₀
..........................................................................................13式
根据安培环路定理∮B₀.dL=μI,有下式成立
∮(B+εμ ∂φ/∂t) .dL = μI

∫∫[▽×B+εμ ∂(▽× φ)/∂t) ] .ds =μ∫∫j.ds
把▽× φ = -E代入上式,整理后得
▽×B-εμ ∂E/∂t=μ.j
这正是麦克斯伟方程的第四式。
根据电磁场的复合性质或广义波函数性质,下式是成立的
▽²φ+∂B/∂t=-ρ/ε
.........................................................................................14式
把B+εμ ∂φ/∂t =0代入上式,得
▽²φ-εμ ∂²φ/∂² =-ρ/ε
.........................................................................................15式
这就是运动电子关于电磁场势的达朗贝尔方程。
其一般数学解为如下形式
φ(r,t ) = -∮ρ.ds/ε+∮E.dr+εμ.∮B.dt+φ₀.exp[iω.(t±r/c)]
其中电场E,磁场B分别为积分常矢。上式第一项表示运动电子的静电磁势及恒定电场矢势,第二、三项表示电磁场在波动状态下恒定的电磁矢势,第四项表示运动电子在变速状态下的辐射或吸收的电磁矢势(波)。
当ρ=0时,有
▽²φ-εμ ∂²φ/∂²=0
上式的解可表示为
φ(r,t )= C + ∫E₀.dr +∮E.dr+εμ.∮B.dt+φ₀.exp[iω.(t±r/c)]
其中C、E₀、E、B都是积分常矢,可知电磁波包括了电磁场的存在。
根据E =-▽φ₀-dA/dt,可知麦氏方程第一式∮sD.ds = q也可表示为
∮sε(E+dA/dt ).ds = q
在这里定义一个矢量Q,令φ=▽. Q,D=-ε▽. φ₀,则有
E =-▽φ =-▽²Q/ε
令D=-ε▽. φ₀,把A=μ ∂Q/∂t代入上式中,得运动电荷Q的达朗贝尔方程表示式
▽²Q-εμ ∂²Q/∂²=-D
此式的推导虽然有些不严谨,但可以反映了电荷场Q与赫兹方程中赫兹矢量Z的等价性。
其一般数学解为
Q(r,t ) = -∮s D.ds+ε∮φ.dr+(1/μ)∮A.dt+q₀.exp[iω.(t±r/c)]

Q(r,t ) = q+ε∮φ.dr+(1/μ)∮A.dt+q₀.exp[iω.(t±r/c)]
根据复合性,运动电荷Q的运动速度u为
u=(1-q/|Q|)c
其中c为波速。
假设总能量场M(r,t ) 与总电量场Q(r,t )合并为一个新复合矢量场T(r,t ),当然,也可以假设为它们为一个并矢张量,则
T(r,t ) =M(r,t ) +Q(r,t )
假设其波速都为光速C,则复合矢量场T(r,t )或并矢T(r,t )的达朗贝尔方程为
▽²T-εμ ∂²T/∂² =-( g+D)
其中
k =(p - eA)/h
ω=(E + eφ)/h
上式的解为
T (r,t ) = m₀.c²+q+p.c+h.ω+ε∮φ.dr+(1/μ)∮A.dt+T₀.exp[iω.(t±r/c)]
上面这个方程可以描述电磁场与能量场的各种物理现象。这也仅仅是假设引力场波速为光速c的情况下,如果引力场波速不为光速c,则上式的假设不成立。
当m₀.c²=q=0时,方程化为
▽²T-εμ ∂²T/∂²=0
上式的解为
T (r,t ) =p.c+h.ω+ε∮φ.dr+(1/μ)∮A.dt+T₀.exp[iω.(t±r/c)]
这表明,复合场T (r,t )可以表现出能量,动量,电磁场量等物理性质。


140楼2022-04-04 11:11
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    在这里可以看到,不论牛顿理论,还是场理论,还是广义波动方程,跟相对论毛关系都没有。


    141楼2022-04-05 10:57
    回复
      2025-08-15 07:57:11
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      方程
      ▽²Q-εμ ∂²Q/∂²=-D

      ▽²M-εμ ∂²M/∂²=-g
      大家可能一直在想,这个方程怎么能够成立呢?
      其实我也一直在思考这个问题。
      ∂Q/∂r 不可能等于Q/r这个数值的。除非在特殊情况下。
      为了得到这个数值,可以做一个假设,假设
      Q= qf
      f为空间单位矢量。这类似于一个张量的形式。

      f=R/r
      其中R的绝对值 |R|=r,用代数运算,那么
      ∂Q/∂r= ∂(qf)/∂r= q ∂f/∂r + f ∂q/∂r
      因为
      ∂f/∂r= R`/r = R/r² = f/r
      所以
      ∂Q/∂r = qf/r + f ∂q/∂r

      ∂Q/∂r = Q/r + f ∂q/∂r
      令∂r=c∂t ,f ∂q/∂t=I = A/μ,其中A为磁矢势,则有
      ∂Q/∂r = Q/r + A/μc
      令εφ =∂Q/∂r,ε φ₀= Q/r ,εμ =1/c²,所以,有
      φ = φ₀+ A/εμc = φ₀+Ac
      同理,令M=mf,有
      ∂M/∂r = M/r + f ∂m/∂r
      显然可证,方程
      ▽²Q-εμ ∂²Q/∂²=-D

      ▽²M-εμ ∂²M/∂²=-g
      是成立的。
      严格的证明,我也做不到,这要交给数学家们去做了。


      143楼2022-04-10 12:27
      收起回复
        用纯代数运算
        ∂Q/∂r= ∂(qf)/∂r= q ∂f/∂r + f ∂q/∂r
        因为
        ∂f/∂r= R`/r = R/r² = f/r
        ∂r=c∂t , ∂q/∂t=I, 所以
        ∂Q/∂r = qf/r + If /c
        令∂q/∂t=I = A/μ,其中A为磁矢势,则有
        ∂Q/∂r= qf/r + Af/μc
        令εφ =∂Q/∂r,ε φ₀= qf/r ,εμ =1/c²,所以
        φ = fφ₀+ fA/εμc = fφ₀+fAc
        .........................................................................................1式
        对∂Q/∂r = q∂f/∂r + f ∂q/∂r取二阶微分,有
        ∂²Q/∂r² = q∂²f/∂r² + 2(∂f/∂r)( ∂q/∂r)+ f ∂²q/∂r²

        ∂²Q/∂r²= qf/r² +2f I/rc + + (f/c²) (∂I/∂t)
        把I = A/μ,εμ =1/c²代入上式,得
        ∂²Q/∂r²= qf/r² +2εcfA/r + (εf) (∂A/∂t)
        令 εE =∂²Q/∂r²,εE₀= q/r²,有
        E= E₀ +2fAc/r + f (∂A/∂t)
        在恒定的磁场中,令A=Bxr/2,有
        E= f E₀ +f Bc + f (∂A/∂t)
        .........................................................................................2式
        这就是运动电荷的电磁场关系式。
        第一项表示静电场,第二项代表匀速电磁场,最后一项代表辐射电场。
        很显然,上面1式2式不是从麦克斯伟方程中推导出来的。


        148楼2022-04-15 09:53
        收起回复
          所以说,理论物理很难很难,想要做出惊世成就,基本上是属于幸运儿。


          149楼2022-04-15 09:59
          回复
            ∂Q/∂r= ∂(qf)/∂r= q ∂f/∂r + f ∂q/∂r
            如果令∂q/∂r=0,则
            ∂f/∂r= R`/r = R/r² = f/r
            qf = Q

            ∂Q/∂r = Q/r
            因此
            ∂²Q/∂r²= - Q/r²


            150楼2022-04-25 09:11
            收起回复


              151楼2022-11-15 08:47
              回复
                在这里定义一个复合量电荷Q,令
                Q = ∮sD.ds +ε.∫∫s (dA/dt).ds
                因为
                ∮sD.ds = q
                ε.∫∫s (dA/dt).ds = εc.∮A.dL
                所以
                Q = q +εc.∮A.dL
                上式先给它量子化,看能得出什么结论,假设在单电子e的量子状态下,根据电磁场的量子化条件,有∮A.dL =nh/e,则上式化为
                Q = e +εc.nh/e
                令精细结构常数a=e2/2εc.h,所以
                Q = e +n e/2a

                Q = e +n137.e/2
                h为普朗克常数,n是量子数,这就是狄拉克磁单极子的数值。
                从数学推导上来看,这是没有问题的,但运动项电量n e/2a的最小值比单电子电量e的数值还要大许多,显然这是不合理。问题出在那里呢?电磁场的量子化上。
                因为Q = q +εc.∮A.dL是整个电磁场理论的基础,不可能有问题。
                现在根据最基本的公式来推导它,令A=μ I=μdq/dt,化为
                Q = q +εμc.∮ (dq/dt).dL
                根据时空的量子化条件,有∮ (dq/dt).dL=nqu,所以
                Q = q +nqu/c
                在单电子e量子状态下,可令精细结构常数a=u/c,所以,上式为
                Q = e +n.a.e

                Q = e +n.e/137
                如果定义A=μ I=μdQ/dt,那么,结果就是
                Q = e/(1-na )
                其中n为量子数,a为精细结构常数,很显然,这才是最合理的结果。


                152楼2022-12-09 12:10
                收起回复
                  2025-08-15 07:51:11
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                  现在量子力学搞一大堆花里胡哨的数学理论,最终导出一系列荒唐的结论,不说自己的数学方法用错了,反而说物理有问题。


                  153楼2022-12-09 12:13
                  回复
                    这就是精细结构常数的魅力


                    154楼2022-12-09 12:22
                    回复
                      量子引力F与电场力,磁场力的数学关系大约可以表示为下面的关系
                      F=(hc/r²)(1+a+a²)
                      上式第一项表示量子引力,第二项表示电场力的大小,第三项表示磁场力的大小,


                      155楼2023-01-04 09:33
                      回复
                        在这里定义一个复合量电荷Q= ∮sE.ds,令
                        Q = ∮sD.ds - ε.∫∫s (dA/dt).ds
                        因为
                        ∮sD.ds = q
                        ε.∫∫s (dA/dt).ds= -c∮sB.ds = - εc.∮A.dL
                        所以
                        Q = q +εc.∮A.dL
                        因此
                        ∮sE.ds = q +εc.∮A.dL
                        这就是麦克斯方程的第一式修正


                        156楼2023-01-24 13:46
                        回复
                          由上式很容易得到
                          E. = q /4πε r ² +( c.∮A.dL)/4π r ² = q /4πε r ² +( μc.∮I.dL)/4π r ²

                          E. = q /4πε r ² +B.c
                          这就是电磁场表达式


                          157楼2023-01-24 13:56
                          回复
                            其安培环路定理可表示为
                            ∮ (B+εμ ∂φ /∂t) dr = μ.I
                            把▽× φ = -E代入上式,整理后得
                            ▽×B-εμ ∂ E/∂t =μ.j
                            这就是麦克斯伟方程第四式


                            158楼2023-01-24 13:58
                            回复
                              2025-08-15 07:45:11
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                              由于时空是周期性的,匀速电荷的复合量电磁势φ为
                              φ = φ₀+ (1/εμ) ∮(B₀-B )dt

                              φ = φ₀- c ∮ (B₀-B ). dL
                              两边取拉普拉斯算符,有
                              ▽²φ =-ρ/ε +d(B₀-B )dt
                              把B+εμ ∂φ /∂t =B₀代入上式中,得
                              ▽²φ+∂B/∂t=-ρ/ε


                              159楼2023-03-31 09:24
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