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电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅  晓  春---来自预印本

2012-04-07 20:15阅读：

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电磁场规范变换的物理意义与 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 效应的本质

梅 晓 春

摘要 本文说明由于电磁场运动方程的不变性，电磁场规范变换群参数的形式不能是任意的，电磁势的规范变换实际上等于在原来的电磁势中叠加光子场。由此可以说明为什么量子理论中只能用电磁势 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 ，不能用电磁场强 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 和 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr>
晓 春---来自预印本' TITLE='电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 晓 春---来自预印本' />来构造相互作用的原因，很好地阐明 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 效应的物理本质。文中还证明 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 效应等现象本质上由几率波传播过程中的推迟效应引起，不属于贝里相位的范畴。


先讨论电磁规范变换的物理本质问题。在经典电磁理论中，直接测量意义的是电场强度 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 和磁场强度 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 ，它们与电磁势 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 和 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 之间的关系为：
电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 （1）
但电磁势 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 和 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 被认为是不确定的，没有直接的测量意义的。之所以说电磁势 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 和 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 是不确定的，是由于引入任意函数或 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 群的群参数 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 ，进行规范变换：
电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 （2）
代入（1）式可知 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 和 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 的形式不变。（2）式似乎表明 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 和 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 的形式可以是任意的，就不具有直接的测量意义，不会对实际的物理系统产生直接的影响。然而1959年由Aharonov和Bohm 提出的 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 效应 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 ，以及其后的一系列实验彻底改变了这一看法。目前人们普遍认为在经典力学范围内电磁运动仍应由 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 和 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 确定。但在量子力学运动方程中，磁势对带电粒子的运动会产生影响，因此磁势就不是一个只是为了理论处理方便而引入的工具，它具有真实的物理意义。但如何正确理解电磁势规范变换的任意性问题还是有待于研究，因为一个有真实意义的物理量不可能是任意的。
以下我们将看到，只要正确理解电磁场的运动方程的解以及规范变换的真实意义，电磁势的任意性问题实际上不存在。电磁势的规范变换实际上意味着改变系统中光子场的强度，而这并不是一个可以任意的行为。将（1）式代入电磁场的运动方程：
电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 （3）
电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 （4）
可以得到四维电磁势 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 满足的运动方程：
电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 （5）
电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 （6）
另从数学上考虑，规范变换自由度存在是由于在（1）式中只定义了 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 的旋度，没有定义 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 的散度知道光靠一个矢量的旋度是不足以确定矢量场的。为了确定矢量场 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本 ，我们还必须定义散度 电磁场规范变换的物理意义与效应的本质----梅 <wbr> <wbr>晓 <wbr> <wbr>春---来自预印本

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