Monday, August 3, 2015

磁矢量势可以诠释为“储存的动量每单位电荷”,就好像电势被诠释为“储存的能量每单位电荷”。

[转载]磁矢势
已有 1587 次阅读 2012-9-4 09:15 |系统分类:科研笔记
在电磁学里,磁矢量势magnetic vector potential)通常标记为 .mathbf{A} 。磁矢量势的旋度是磁场,以方程表示.mathbf{B}=.nabla.times.mathbf{A} ;其中,.mathbf{B} 是磁场。
直观而言,磁矢量势似乎不及磁场来得“自然”、“基本”,而在一般电磁学教科书亦多以磁场来定义磁矢量势。以前,很多学者认为磁矢量势并没有实际意义,只是人为的物理量,除了方便计算以外,别无其它用途。但是,詹姆斯·麦克斯韦颇不以为然,他认为磁矢量势可以诠释为“储存的动量每单位电荷”,就好像电势被诠释为“储存的能量每单位电荷”。相关论述,稍后会有更详尽解释。
磁矢量势并不是唯一定义的;其数值是相对的,相对于某设定数值。因此,学者会疑问到底储存了多少动量?不论如何,磁矢量势确实具有实际意义。尤其是在量子力学里,于1959年,阿哈诺夫-波姆效应阐明,假设一个带电粒子移动经过某零电场、零磁场、非零磁矢量势场区域,则此带电粒子的波函数相位会有所改变,因而导致可观测到的干涉现象。现在,越来越多学者认为电势和磁矢量势比电场和磁场更基本。不单如此,有学者认为,甚至在经典电磁学里,磁矢量势也具有明确的意义和直接的测量值。
磁矢量势与电势可以共同用来设定电场与磁场。许多电磁学的方程可以以电场与磁场写出,或者以磁矢量势与电势写出。较高深的理论,像量子力学理论,偏好使用的是磁矢量势与电势,而不是电场与磁场。因为,在这些学术领域里所使用的拉格朗日量或哈密顿量,都是以磁矢量势与电势表达,而不是以电场与磁场表示。

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