Простейшая геометризация уравнений Максвелла

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Для проведения разработок в области трансформационной оптики и для расчёта линз перспективным представляется метод геометризации уравнений Максвелла. Основная идея заключается в переводе материальных уравнений Максвелла, а именно диэлектрической и магнитной проницаемости, в эффективную геометрию пространства-времени (и вакуумные уравнения Максвелла). Это позволит решать прямую и обратную задачи, то есть находить диэлектрическую и магнитную проницаемость по заданной эффективной геометрии (по траекториям лучей), а также находить эффективную геометрию по диэлектрической и магнитной проницаемости. Наиболее популярная наивная геометризация была предложена Плебанским. При определённых ограничениях она достаточно хорошо решает задачи в своей области. Следует отметить, что в оригинальной статье приводятся лишь результирующие формулы и исключительно для декартовых систем координат. В работе авторов проводится подробный вывод формул для наивной геометризации уравнений Максвелла, кроме того, формулы выписываются для произвольной криволинейной системы координат. Данная работа рассматривается как этап для построения полной ковариантной геометризации макроскопических уравнений Максвелла.

Об авторах

Дмитрий Сергеевич Кулябов

Российский университет дружбы народов

Email: dharma@sci.pfu.edu.ru
Кафедра систем телекоммуникаций

Анна Владиславовна Королькова

Российский университет дружбы народов

Email: akorolkova@sci.pfu.edu.ru
Кафедра систем телекоммуникаций

Леонид Антонович Севастьянов

Российский университет дружбы народов

Email: leonid.sevast@gmail.com
Кафедра систем телекоммуникаций

Список литературы

  1. Тамм И. Е. Электродинамика анизотропной среды в специальной теории относительности // Журнал Русского физико-химического общества. Часть физическая. - 1924. - Т. 56, № 2-3. - С. 248-262.
  2. Тамм И. Е. Кристаллооптика теории относительности в связи с геометрией биквадратичной формы // Журнал Русского физико-химического общества. Часть физическая. - 1925. - Т. 57, № 3-4. - С. 209-240.
  3. Tamm I. E., Mandelstam L. I. Elektrodynamik der anisotropen Medien in der speziellen Relativitatstheorie // Mathematische Annalen. - 1925. - Bd. 95, No. 1. - Ss. 154-160.
  4. Plebanski J. Electromagnetic waves in gravitational fields // Physical Review. - 1960. - Vol. 118, No 5. - Pp. 1396-1408. - http://prola.aps.org/abstract/ PR/v118/i5/p1396_1.
  5. Felice F. On the gravitational field acting as an optical medium // General Relativity and Gravitation. - 1971. - Vol. 2, No 4. - Pp. 347-357. - ISSN 00017701. - http://link.springer.com/10.1007/BF00758153.
  6. Leonhardt U., Philbin T. G., Haugh N. General Relativity in Electrical Engineering. - 2008. - Pp. 1-19.
  7. Leonhardt U., Philbin T. G. Transformation Optics and the Geometry of Light // Progress in Optics. - 2009. - Vol. 53. - Pp. 69-152. - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079663808002023.
  8. Thompson R. T., Cummer S. A., Frauendiener J. A Completely Covariant Approach to Transformation Optics // Journal of Optics. - 2011. - Vol. 13, No 2. - P. 024008. - ISSN 2040-8978.
  9. Кулябов Д. С., Немчанинова Н. А. Уравнения Максвелла в криволинейных координатах // Вестник РУДН. Серия «Математика. Информатика. Физика». - 2011. - № 2. - С. 172-179.
  10. Kulyabov D. S., Korolkova A. V., Korolkov V. I. Maxwell’s Equations in Arbitrary Coordinate System // Bulletin of Peoples’ Friendship University of Russia. Series “Mathematics. Information Sciences. Physics”. - 2012. - No 1. - Pp. 96-106. - http://arxiv.org/abs/1211.6590.
  11. Пенроуз Р., Риндлер В. Спиноры и пространство-время. Два-спинорное исчисление и релятивистские поля. - М.: Мир, 1987. - Т. 1, 528 с.
  12. Сивухин Д. В. О Международной системе физических величин // Успехи физических наук. - 1979. - Т. 129, № 10. - С. 335-338. - ISSN 0042-1294. - http://ufn.ru/ru/articles/1979/10/h/.
  13. Korol’kova A. V., Kulyabov D. S., Sevast’yanov L. A. Tensor Computations in Computer Algebra Systems // Programming and Computer Software. - 2013. - Vol. 39, No 3. - Pp. 135-142. - ISSN 0361-7688. - http://link.springer.com/10.1134/S0361768813030031.
  14. Kulyabov D. S. Geometrization of Electromagnetic Waves // Mathematical Modeling and Computational Physics. - Dubna: JINR, 2013. - P. 120. - http://mmcp2013.jinr.ru.
  15. Кулябов Д. С., Королькова А. В. Уравнения Максвелла в произвольной системе координат // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Прикладная математика. - 2013. - № 1 (28). - С. 29-44.
  16. Minkowski H. Die Grundlagen f¨ur die electromagnetischen Vorg¨ange in bewegten K¨orpern // Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu G¨ottingen, Mathematisch-Physikalische Klasse. - 1908. - No. 68. - Ss. 53-111.
  17. Стрэттон Д. А. Теория электромагнетизма. - М.-Л.: ГИТТЛ, 1948.
  18. Зоммерфельд А. Электродинамика. - М.: Издательство иностранной литературы, 1958.

© Кулябов Д.С., Королькова А.В., Севастьянов Л.А., 2014

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах