روابط ساختاری الکترومغناطیس در چارچوب ناظر چرخان غیرمرکزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه فیزیک، مجتمع آموزش عالی گناباد، گناباد، ایران

چکیده

در این مقاله ضمن مرور تحلیلی فرمالیزم لاندائو برای معادلات الکترودینامیکی در حضور میدان گرانشی، نشان می‌دهیم که روابط ساختاری سه بعدی الکترومغناطیس در این فرمالیزم را با دو روش هم‌ارز می‌توان بیان کرد. در ادامه روابط ساختاری برای ناظر چرخان گالیله‌ای را با هر دو روش بدست آورده و انطباق آن با نتایج قبلی را نشان می‌دهیم. همچنین روابط ساختاری الکترومغناطیس را برای ناظر چرخان غیرمرکزی ارائه می‌دهیم. با هدف رفع برخی ابهام‌ها مخصوصا در مقالات مربوط به این موضوع در حوزه مهندسی برق، نمایش‌های متفاوت از شکل سه بعدی روابط ساختاری در چارچوب ناظر چرخان گالیله‌ای با استفاده از فرمالیزم لاندائو با جزئیات کامل بیان می‌شود. همچنین ارتباط بین نمایش‌های مختلف روابط ساختاری سه بعدی توضیح داده خواهد شد. در پایان با توجه به اهمیت کاربردی و آزمایشگاهی ناظر چرخان غیرمرکزی، روابط ساختاری الکترومغناطیس را برای این ناظرخاص بدست خواهیم آورد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Electromagnetic Constitutive Relations in Eccentric Rotating Frames

نویسنده [English]

  • Hosein Ramezani-Aval
Department of Physics, University of Gonabad, Gonabad, Iran
چکیده [English]

In this article, while analytically reviewing the Landau formalism for electrodynamic equations in the presence of a gravitational field, we show that the three-dimensional electromagnetic constitutive relations in this formalism can be expressed by two equivalent methods. Then we obtain the constitutive relations for the Galilean rotating observer with both methods and show its compatibility with the previous results. We also present the electromagnetic constitutive relations for an eccentric rotating observer. To solve some ambiguities, especially in the articles related to this topic in the field of electrical engineering, different representations of the three-dimensional form of constitutive relations in the Galilean rotating observer’s frame are expressed in full detail. Also, the connection between different representations of three-dimensional constitutive relations will be explained. In the end, considering the practical and experimental importance of the eccentric rotating observer, we will obtain the electromagnetic constitutive relations for this particular observer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electromagnetic constitutive relations
  • Landau formalism
  • Eccentric rotating observer

Smiley face

مراجع

  1. . D. Landau and E. M. Lifshitz, “The classical theory of fields,” Pergamon Press, Oxford, Ch 10, 1975.
  2. Plebanski, “Electromagnetic waves in gravitational fields,” Phys. Rev. Vol. 118, pp. 1396-1407, 1960
  3. de. Felice, “On the gravitational field acting as an optical medium,” General Relativity and Gravitation, Vol. 2, pp. 347-357, 1971
  4. Mashhoon, “Scattering of Electromagnetic Radiation from a Black hole,” Physical Review D, Vol. 7, pp. 2087-2814, 1973.
  5. Mashhoon, “Can Einstein's theory of gravitation be tested beyond the geometrical optics limit?,” Nature Vol. 250, pp. 316-317, 1974.
  6. M. Volkov, A. A. Izmest'ev and G. V. Skrotskii, “The propagation of electromagnetic wavesin a Riemannian space,” Sov. Phys. JETP, Vol. 32, pp. 686-689, 1971.
  7. Besharat, M. Miri and M. Nouri-Zonoz, “Optical Aharonov–Bohm effect due to toroidal moment inspired by general relativity,” J. Phys. Commun, Vol. 3, pp. 115019-115028, 2019.
  8. Chin. Mo, “Theory of Electrodynamics in Media in Noninertial Frames and Applications,” J. Math. Phys. Vol. 11, pp. 2589-2610, 1970.
  9. C. Scorgie, “Theory of Electrodynamics in Media in Noninertial Frames and Applications,” J. Phys. A: Math. Gen. Vol. 23, pp. 5169-5184, 1990.
  10. H. Tyler and L. A. Mysak, “Theory of Electrodynamics in Media in Noninertial Frames and Applications,” Can. J. Phys, Vol. 73, pp. 393-402, 1995.
  11. F. T. del Castillo, and J. Mercado-Perez, “Three-dimensional formulation of the Maxwell equations for stationary space–times,” J. Math. Phys, Vol. 40, pp. 2882-2890, 1999.
  12. Shiozawa, “Phenomenological and electron-theoretical study of the electrodynamics of rotating systems,” Proc. IEEE, Vol.61, pp.1694-1702, 1973.
  13. Georgiou, “The electromagnetic field in rotating coordinates,” Proc. IEEE, Vol. 76, pp. 1051-1052, 1988.
  14. Hillion, “Relativistic electromagnetism in rotating media,” Turk. J. Elec. Eng, Vol. 18, pp. 281, 2010.
  15. Van. Bladel, “Electromagnetic fields in the presence of rotating bodies,” Proc. IEEE, Vol. 64, pp.301-318, 1976.
  16. Van. Bladel, “Rotating dielectric sphere in a low-frequency field,” Proc. IEEE, Vol. 67, pp.1654-1655, 1979.
  17. Van. Bladel, “Relativity and Engineering,” Berlin: Springer, Ch 9, 1984.
  18. Van. Bladel, “Electromagnetic Fields,” John Wiley and Sons, Second Edition, Ch 17, 2007.
  19. C. Hauck, and B. Mashhoon, “Electromagnetic waves in a rotating frame of reference,” Ann. Phys. Vol. 12, pp. 275-288, 2003.
  20. V. Skrotskii, Dokl. Akad. Nauk. SSSR, Vol. 114, pp. 73-76, 1957.
  21. F. R. Ellis, R. Maartens and M. A. H. Maccallum, “Relativistic Cosmology,” Cambridge University Press, 2012.
  22. Ramezani-Aval, “The relation between different definitions of electromagnetic field tensor and Maxwell’s equations in stationary spacetimes,” Indian. J. Phys, Vol. 39, 2022.
  23. Nouri-Zonoz, H. Ramezani-Aval and R. Gharechahi, “On Franklin’s relativistic rotational transformation and its modification,” Eur. Phys. J. C Vol. 74, 3098, 2014.
  24. Nouri-Zonoz and H. Ramezani-Aval, “Fermi coordinates and modified Franklin transformation: a comparative study on rotational phenomena ,” Eur. Phys. J. C, Vol. 74, 3128, 2014.
الکترومغناطیس کاربردی
دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 27
شماره پیاپی 27، پاییز و زمستان
مهر 1402
صفحه 66-77

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 10 اردیبهشت 1402
  • تاریخ بازنگری: 02 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش: 05 مرداد 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار