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物理代写|电动力学作业代写Electrodynamics代考|The Wave Equation

如果你也在 怎样代写电动力学Electrodynamics这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。电动力学Electrodynamics研究与运动中的带电体和变化的电场和磁场有关的现象;由于运动的电荷会产生磁场,所以电动力学关注磁、电磁辐射和电磁感应等效应,包括发电机和电动机等实际应用。

电动力学Electrodynamics电动力学的这一领域,通常被称为经典电动力学,是由物理学家詹姆斯-克拉克-麦克斯韦首次系统地解释的。麦克斯韦方程,一组微分方程,非常普遍地描述了这个领域的现象。最近的发展是量子电动力学,它的制定是为了解释电磁辐射与物质的相互作用,量子理论的规律适用于此。物理学家P. A. M. Dirac, W. Heisenberg, 和W. Pauli是制定量子电动力学的先驱者。当所考虑的带电粒子的速度与光速相当时,必须进行涉及相对论的修正;该理论的这个分支被称为相对论电动力学。它被应用于粒子加速器和电子管所涉及的现象,这些电子管承受着高电压和重电流。

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物理代写|电动力学作业代写Electrodynamics代考|The Wave Equation

物理代写|电动力学作业代写Electrodynamics代考|Elementary Scalar Waves

The general solution (5.35) can formally be considered as a continuous superposition of an infinite number of elementary waves with fixed wave vector $k^{\mu}$ and frequency $\omega$, given by
$$
\varphi_{\mathrm{el}}(x)=\varepsilon(\mathbf{k}) e^{i k \cdot x}+c . c ., \quad k^{0}=\omega .
$$
Below we report the main properties of these waves.

  • The functions $\varphi_{\mathrm{el}}$ represent waves propagating at the speed of light along the direction of $\mathbf{k}$. Choosing $\mathbf{x} | \mathbf{k}$ its phase can in fact be written as
    $$
    k \cdot x=\omega t-\mathbf{k} \cdot \mathbf{x}=\omega(t-|\mathbf{x}|)
    $$
  • The functions $\varphi_{\mathrm{el}}$ constitute plane waves, whose phase planes are orthogonal to $\mathbf{k}$. For fixed $t$ on such a plane the functions $\varphi_{\mathrm{el}}(t, \mathbf{x})$ take in fact the same value.
  • The functions $\varphi_{\mathrm{el}}$ are monochromatic waves in that they possess a fixed frequency $\omega$. Their period and wavelength are given by $T=2 \pi / \omega$ and $\lambda=2 \pi / \omega$, respectively.
  • The functions $\varphi_{\mathrm{el}}$ represent scalar waves. With this we mean that the polarization tensor $\varepsilon$, that identifies its amplitude, is actually a Lorentz-scalar.
  • The energy content of the elementary waves is codified by the energy-momentum tensor (5.24), whose evaluation requires the derivatives
    $$
    \partial_{\mu} \varphi_{\mathrm{el}}=i k_{\mu} \varepsilon(\mathbf{k}) e^{i k \cdot x}+c . c .
    $$

物理代写|电动力学作业代写Electrodynamics代考|Initial Value Problem

In general an initial value problem, or Cauchy problem, consists in the determination of the solution of a differential equation, or of a system of differential equations, subject to appropriate boundary conditions. In this section we want to determine explicitly the solution of the wave equation $\square \varphi=0$, subject to the initial data
$$
\begin{aligned}
\varphi(0, \mathbf{x}) &=f(\mathbf{x}), \
\partial_{0} \varphi(0, \mathbf{x}) &=h(\mathbf{x})
\end{aligned}
$$
In the light of the general solution (5.35) of the wave equation our task reduces to the determination of the complex function $\varepsilon(\mathbf{k})$ in terms of the real functions $f(\mathbf{x})$ and $h(\mathbf{x})$. For this purpose it is convenient to write the latter in terms of their Fourier transforms
$$
f(\mathbf{x})=\frac{1}{(2 \pi)^{3 / 2}} \int d^{3} k e^{-i \mathbf{k} \cdot \mathbf{x}} \widehat{f}(\mathbf{k}), \quad h(\mathbf{x})=\frac{1}{(2 \pi)^{3 / 2}} \int d^{3} k e^{-i \mathbf{k} \cdot \mathbf{x}} \widehat{h}(\mathbf{k}), \text { (5.44) }
$$
and to compare them with the expression (5.35) and its time derivative, evaluated at $t=0$,
$$
\begin{aligned}
&f(\mathbf{x})=\varphi(0, \mathbf{x})=\frac{1}{(2 \pi)^{2}} \int \frac{d^{3} k}{2 \omega}\left(e^{-i \mathbf{k} \cdot \mathbf{x}} \varepsilon(\mathbf{k})+c . c .\right) \
&h(\mathbf{x})=\partial_{0} \varphi(0, \mathbf{x})=\frac{1}{(2 \pi)^{2}} \int \frac{d^{3} k}{2 \omega}\left(i \omega e^{-i \mathbf{k} \cdot \mathbf{x}} \varepsilon(\mathbf{k})+c . c .\right)
\end{aligned}
$$

物理代写|电动力学作业代写ELECTRODYNAMICS代考|Manifestly Invariant Cauchy Problem

In this section we present a manifestly Lorentz-invariant version of the solution (5.48), specifying the initial conditions for the field $\varphi$ on an arbitrary space-like hypersurface $\Gamma$. On purpose, for simplicity, we disregard the regularity properties of the involved fields, so that the analysis will have, partially, formal character. We begin by showing that in addition to the properties (5.51)-(5.54) the antisymmetric kernel (5.50) is invariant under proper Lorentz transformations
$$
D(\Lambda x)=D(x), \quad \forall \Lambda \in S O(1,3){c} $$ The factor $\delta\left(x^{2}\right)$ in (5.50) is manifestly invariant. It remains therefore to show that $\varepsilon(t)$ – the sign of $t$ – restricted to the light cone $x^{2}=0$ is invariant under $S O(1,3){c}$. This property follows from the following theorem.

Theorem II. Given a non space-like event $x^{\mu}=(t, \mathbf{x})$, that is to say, an event obeying the inequality
$$
x^{2}=t^{2}-|\mathbf{x}|^{2} \geq 0 \quad \Leftrightarrow \quad|t| \geq|\mathbf{x}|
$$
the sign of $t$ is invariant under proper Lorentz transformations.
Proof We begin the proof recalling that if $\Lambda \in S O(1,3){c}$, then $\Lambda{0}^{0} \geq 1$. In particular, the condition $\Lambda^{\mu}{ }{\alpha} \Lambda^{\nu}{ }{\beta} \eta^{\alpha \beta}=\eta^{\mu \nu}$ for $\mu=\nu=0$ yields the relation
$$
\left(\Lambda_{0}^{0}\right)^{2}=1+|\mathbf{L}|^{2}, \quad L^{i} \equiv \Lambda_{i}^{0}{ }_{i}
$$

物理代写|电动力学作业代写Electrodynamics代考|The Wave Equation

电动力学代写

物理代写|电动力学作业代写ELECTRODYNAMICS代考|ELEMENTARY SCALAR WAVES

一般解决方案5.35可以形式上认为是无限数量的具有固定波矢量的基本波的连续叠加ķμ和频率ω, 由
披和l(X)=e(ķ)和一世ķ⋅X+C.C.,ķ0=ω.
下面我们报告这些波的主要特性。

  • 功能披和l表示以光速沿方向传播的波ķ. 选择X|ķ它的相位实际上可以写成
    ķ⋅X=ω吨−ķ⋅X=ω(吨−|X|)
  • 功能披和l构成平面波,其相平面正交于ķ. 对于固定吨在这样的平面上,功能披和l(吨,X)实际上取相同的值。
  • 功能披和l是单色波,因为它们具有固定的频率ω. 它们的周期和波长由下式给出吨=2圆周率/ω和λ=2圆周率/ω, 分别。
  • 功能披和l表示标量波。我们的意思是极化张量e,确定其幅度,实际上是洛伦兹标量。
  • 基本波的能量含量由能量-动量张量编码5.24,其评估需要导数
    $$
  • \partial_{\mu} \varphi_{\mathrm{el}}=i k_{\mu} \varepsilon(\mathbf{k}) e^{i k \cdot x}+c . c .
  • $$

物理代写|电动力学作业代写ELECTRODYNAMICS代考|INITIAL VALUE PROBLEM

一般而言,初始值问题或柯西问题在于确定微分方程或微分方程组的解,但须符合适当的边界条件。在本节中,我们要明确确定波动方程的解披=0, 以初始数据为准
$$
\begin{aligned}
\varphi(0, \mathbf{x}) &=f(\mathbf{x}), \
\partial_{0} \varphi(0, \mathbf{x}) &=h(\mathbf{x})
\end{aligned}
$$
In the light of the general solution (5.35) of the wave equation our task reduces to the determination of the complex function $\varepsilon(\mathbf{k})$ in terms of the real functions $f(\mathbf{x})$ and $h(\mathbf{x})$. For this purpose it is convenient to write the latter in terms of their Fourier transforms
$$
f(\mathbf{x})=\frac{1}{(2 \pi)^{3 / 2}} \int d^{3} k e^{-i \mathbf{k} \cdot \mathbf{x}} \widehat{f}(\mathbf{k}), \quad h(\mathbf{x})=\frac{1}{(2 \pi)^{3 / 2}} \int d^{3} k e^{-i \mathbf{k} \cdot \mathbf{x}} \widehat{h}(\mathbf{k}), \text { (5.44) }
$$
and to compare them with the expression (5.35) and its time derivative, evaluated at $t=0$,
$$
\begin{aligned}
&f(\mathbf{x})=\varphi(0, \mathbf{x})=\frac{1}{(2 \pi)^{2}} \int \frac{d^{3} k}{2 \omega}\left(e^{-i \mathbf{k} \cdot \mathbf{x}} \varepsilon(\mathbf{k})+c . c .\right) \
&h(\mathbf{x})=\partial_{0} \varphi(0, \mathbf{x})=\frac{1}{(2 \pi)^{2}} \int \frac{d^{3} k}{2 \omega}\left(i \omega e^{-i \mathbf{k} \cdot \mathbf{x}} \varepsilon(\mathbf{k})+c . c .\right)
\end{aligned}
$$

物理代写|电动力学作业代写ELECTRODYNAMICS代考|MANIFESTLY INVARIANT CAUCHY PROBLEM

在本节中,我们提出了一个明显的洛伦兹不变版本的解决方案5.48,指定字段的初始条件披在任意类空间超曲面上Γ. 为简单起见,我们故意忽略所涉及字段的规律性属性,以便分析具有部分形式特征。我们首先展示除了属性5.51-5.54反对称核5.50在适当的洛伦兹变换下是不变的
$$
DΛX=DX, \quad \forall \Lambda \in SO1,3{c} $$ 因素d(X2)在5.50显然是不变的。因此仍有待证明e(吨)– 的标志吨– 仅限于光锥X2=0在 $SO 下是不变的1,3{c}$。该性质遵循以下定理。

定理二。给定一个非类空间事件Xμ=(吨,X), 即服从不等式的事件
X2=吨2−|X|2≥0⇔|吨|≥|X|
的标志吨在适当的洛伦兹变换下是不变的。
证明 我们开始证明,回忆如果$\Lambda \in S O(1,3){c}$, then $\Lambda{0}^{0} \geq 1$. In particular, the condition $\Lambda^{\mu}{ }{\alpha} \Lambda^{\nu}{ }{\beta} \eta^{\alpha \beta}=\eta^{\mu \nu}$ for $\mu=\nu=0$ yields the relation
$$
\left(\Lambda_{0}^{0}\right)^{2}=1+|\mathbf{L}|^{2}, \quad L^{i} \equiv \Lambda_{i}^{0}{ }_{i}
$$

物理代写|电动力学作业代写Electrodynamics代考

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电磁学代考

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光学代考

光学(Optics),是物理学的分支,主要是研究光的现象、性质与应用,包括光与物质之间的相互作用、光学仪器的制作。光学通常研究红外线、紫外线及可见光的物理行为。因为光是电磁波,其它形式的电磁辐射,例如X射线、微波、电磁辐射及无线电波等等也具有类似光的特性。

大多数常见的光学现象都可以用经典电动力学理论来说明。但是,通常这全套理论很难实际应用,必需先假定简单模型。几何光学的模型最为容易使用。

相对论代考

上至高压线,下至发电机,只要用到电的地方就有相对论效应存在!相对论是关于时空和引力的理论,主要由爱因斯坦创立,相对论的提出给物理学带来了革命性的变化,被誉为现代物理性最伟大的基础理论。

流体力学代考

流体力学力学的一个分支。 主要研究在各种力的作用下流体本身的状态,以及流体和固体壁面、流体流体之间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。

随机过程代写

随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其取值随着偶然因素的影响而改变。 例如,某商店在从时间t0到时间tK这段时间内接待顾客的人数,就是依赖于时间t的一组随机变量,即随机过程

Matlab代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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