物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|General Discussion

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将光描述为频率范围约为1015赫兹的电磁辐射;在这个理论中,物质被视为连续的,主要的物质反应是电偏振。电动力学是关于变化的电场和磁场及其相互作用的理论,可广泛用于描述我们日常生活中遇到的许多现象。

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(见电荷;电);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。

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物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|General Discussion

物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|General Discussion

We now turn to the consideration of the distribution of energy and momentum of electromagnetic fields within material media, following closely the development of Chapter 3 (however, here we will assume no magnetic charge is present). We will base our discussion on the macroscopic form of Maxwell’s equations, (4.60). Accordingly, the rate at which the electric field does work on the free charges is
$$
\mathbf{J} \cdot \mathbf{E}=\mathbf{E} \cdot\left[\frac{c}{4 \pi} \nabla \times \mathbf{H}-\frac{1}{4 \pi} \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{D}\right]
$$
If we add to this the parallel equation, appropriate to the absence of magnetic charge,
$$
0=\mathbf{H} \cdot\left[-\frac{c}{4 \pi} \boldsymbol{\nabla} \times \mathbf{E}-\frac{1}{4 \pi} \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{B}\right]
$$
we obtain the suggestive form
$$
\mathbf{J} \cdot \mathbf{E}=-\boldsymbol{\nabla} \cdot\left(\frac{c}{4 \pi} \mathbf{E} \times \mathbf{H}\right)-\frac{1}{4 \pi}\left(\mathbf{E} \cdot \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{D}+\mathbf{H} \cdot \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{B}\right) .
$$
[Recall that if there were free magnetic currents, (7.2) would represent the work done on the magnetic charges.] Our aim is to write this result as a local energy conservation law. We immediately identify, from the divergence term, the energy flux or Poynting’s vector, $\mathbf{S}$, to be
$$
\mathbf{S}=\frac{c}{4 \pi} \mathbf{E} \times \mathbf{H}
$$
which has the same form as that of the microscopic flux, (3.5), except that here B is replaced by $\mathbf{H}$. More intractable is the identification of the last term in (7.3). To what extent is it the negative time derivative of an energy density, $-\partial U / \partial t$ ? If there does exist some quantity $U$ such that
$$
\frac{\partial}{\partial t} U \stackrel{?}{=} \frac{1}{4 \pi}\left(\mathbf{E} \cdot \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{D}+\mathbf{H} \cdot \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{B}\right),
$$
we would have a local statement of energy conservation,
$$
\frac{\partial}{\partial t} U+\nabla \cdot \mathbf{S}+\mathbf{J} \cdot \mathbf{E}=0 .
$$
Similarly, we consider the rate at which momentum is transferred to the charges, or equivalently, the force density, $\mathbf{f}$,
$$
\mathbf{f}=\rho \mathbf{E}+\frac{1}{c} \mathbf{J} \times \mathbf{B} .
$$

物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|Nondispersive Medium

We cannot proceed further without specific assumptions about the properties of the material medium. The simplest hypothesis is that of a homogeneous, isotropic, nondispersive medium,
$$
\mathbf{D}=\epsilon \mathbf{E}, \quad \mathbf{B}=\mu \mathbf{H},
$$
where $\epsilon$ and $\mu$ are constants. This is not an unrealistic situation for many substances over a sufficiently limited frequency range. For this case, the energy density and the stress tensor exist, and have the following forms:
$$
U=\frac{\epsilon E^2+\mu H^2}{8 \pi}, \quad \mathbf{T}=1 \frac{\epsilon E^2+\mu H^2}{8 \pi}-\frac{\epsilon \mathbf{E E}+\mu \mathbf{H H}}{4 \pi},
$$
while we recall that the energy flux and the momentum density are given by
$$
\mathbf{S}=\frac{c}{4 \pi} \mathbf{E} \times \mathbf{H}, \quad \mathbf{G}=\frac{\epsilon \mu}{4 \pi c} \mathbf{E} \times \mathbf{H}=\frac{\epsilon \mu}{c^2} \mathbf{S} .
$$
It is interesting that we can transform these expressions, as well as Maxwell’s equations, to look like those in vacuum, by redefining the fields, the charges, and the speed of light as follows:
$$
E^{\prime}=\sqrt{\epsilon} E, \quad H^{\prime}=\sqrt{\mu} H, \quad c^{\prime}=\frac{c}{\sqrt{\epsilon \mu}}, \quad \rho^{\prime}=\frac{1}{\sqrt{\epsilon}} \rho, \quad J^{\prime}=\frac{1}{\sqrt{\epsilon}} J .
$$
(See Problem 7.1.) The ratio of $c$ to $c^{\prime}$ is the index of refraction for the medium,
$$
\frac{c}{c^{\prime}}=n=\sqrt{\epsilon \mu} \text {. }
$$
By this transformation we see that the speed of propagation of electromagnetic waves in the medium is $c^{\prime}$; for propagation in a definite direction, the transcription from the vacuum statement (see Section 3.4 ) that $\mathbf{E}^{\prime}$ and $\mathbf{B}^{\prime}$ are mutually perpendicular and equal in magnitude is
$$
\epsilon E^2=\mu H^2, \quad \mathbf{E} \cdot \mathbf{H}=0 .
$$

物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|General Discussion

电动力学代考

物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|General Discussion

随着第3章的发展,我们现在转而考虑物质介质中电磁场的能量和动量的分布(然而,这里我们将假设不存在磁荷)。我们将以麦克斯韦方程组的宏观形式(4.60)为基础进行讨论。因此,电场对自由电荷做功的速率为
$$
\mathbf{J} \cdot \mathbf{E}=\mathbf{E} \cdot\left[\frac{c}{4 \pi} \nabla \times \mathbf{H}-\frac{1}{4 \pi} \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{D}\right]
$$
如果我们加上平行方程,适合于不存在磁荷,
$$
0=\mathbf{H} \cdot\left[-\frac{c}{4 \pi} \boldsymbol{\nabla} \times \mathbf{E}-\frac{1}{4 \pi} \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{B}\right]
$$
我们得到了提示式
$$
\mathbf{J} \cdot \mathbf{E}=-\boldsymbol{\nabla} \cdot\left(\frac{c}{4 \pi} \mathbf{E} \times \mathbf{H}\right)-\frac{1}{4 \pi}\left(\mathbf{E} \cdot \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{D}+\mathbf{H} \cdot \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{B}\right) .
$$
回想一下,如果存在自由磁流,(7.2)就表示对磁荷所做的功。我们的目标是把这个结果写成地方性的节能法。从散度项中,我们立即确定,能量通量或波印廷矢量$\mathbf{S}$为
$$
\mathbf{S}=\frac{c}{4 \pi} \mathbf{E} \times \mathbf{H}
$$
它与微观通量(3.5)的形式相同,只是这里B用$\mathbf{H}$代替了。更棘手的是(7.3)中最后一项的识别。它在多大程度上是能量密度的负时间导数$-\partial U / \partial t$ ?如果确实存在一些数量$U$这样
$$
\frac{\partial}{\partial t} U \stackrel{?}{=} \frac{1}{4 \pi}\left(\mathbf{E} \cdot \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{D}+\mathbf{H} \cdot \frac{\partial}{\partial t} \mathbf{B}\right),
$$
我们会有一个关于节能的地方声明,
$$
\frac{\partial}{\partial t} U+\nabla \cdot \mathbf{S}+\mathbf{J} \cdot \mathbf{E}=0 .
$$
同样地,我们考虑动量传递给电荷的速率,或者等价地,力密度,$\mathbf{f}$,
$$
\mathbf{f}=\rho \mathbf{E}+\frac{1}{c} \mathbf{J} \times \mathbf{B} .
$$

物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|Nondispersive Medium

如果没有对物质介质性质的具体假设,我们就不能进一步进行。最简单的假设是均匀的、各向同性的、非色散的介质,
$$
\mathbf{D}=\epsilon \mathbf{E}, \quad \mathbf{B}=\mu \mathbf{H},
$$
其中$\epsilon$和$\mu$是常量。对于在足够有限的频率范围内的许多物质来说,这不是不现实的情况。在这种情况下,存在能量密度和应力张量,其形式为:
$$
U=\frac{\epsilon E^2+\mu H^2}{8 \pi}, \quad \mathbf{T}=1 \frac{\epsilon E^2+\mu H^2}{8 \pi}-\frac{\epsilon \mathbf{E E}+\mu \mathbf{H H}}{4 \pi},
$$
我们回想一下,能量通量和动量密度由
$$
\mathbf{S}=\frac{c}{4 \pi} \mathbf{E} \times \mathbf{H}, \quad \mathbf{G}=\frac{\epsilon \mu}{4 \pi c} \mathbf{E} \times \mathbf{H}=\frac{\epsilon \mu}{c^2} \mathbf{S} .
$$
有趣的是,通过重新定义场、电荷和光速,我们可以将这些表达式以及麦克斯韦方程转换成真空中的表达式:
$$
E^{\prime}=\sqrt{\epsilon} E, \quad H^{\prime}=\sqrt{\mu} H, \quad c^{\prime}=\frac{c}{\sqrt{\epsilon \mu}}, \quad \rho^{\prime}=\frac{1}{\sqrt{\epsilon}} \rho, \quad J^{\prime}=\frac{1}{\sqrt{\epsilon}} J .
$$
(见问题7.1)$c$与$c^{\prime}$的比值是介质的折射率,
$$
\frac{c}{c^{\prime}}=n=\sqrt{\epsilon \mu} \text {. }
$$
通过这种变换,我们看到电磁波在介质中的传播速度为$c^{\prime}$;对于在确定方向上的传播,从真空陈述(见3.4节)中得到$\mathbf{E}^{\prime}$和$\mathbf{B}^{\prime}$相互垂直且大小相等的转录为
$$
\epsilon E^2=\mu H^2, \quad \mathbf{E} \cdot \mathbf{H}=0 .
$$

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。

有限元方法代写

有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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