磁單極子理論的初探課件

1、初探磁單極子相關理論張亮 韋何 張娜電磁學小論文競賽2007年1月指導老師：張子平 教授系別：化學物理系大綱探討磁單極子存在可能性修正axwell方程組探討磁單極子的性質綜述電磁學小論文競賽1864年，Maxwell提出著名的Maxwell 方程組（1）。真空無源條件下，（1）有嚴格的電磁對偶不變性。但真空有源條件下，不滿足電磁對偶不變性。因此，Dirac提出磁單極子理論以解決該問題。電磁學小論文競賽一，探討磁單極子存在可能性。假設無場時，一個電子運動的波函數(shù)為：令則：計算得：令：電磁學小論文競賽重新定義：得：從另一個角度看，設一個電子無場時動量為Pj引入磁矢勢場Aj在該場中有其中：電磁學小論

2、文競賽對比：有相同的形式。其實,只要滿足兩種變化就相同。電磁學小論文競賽討論位相總變化由于位相因子的不確定性，作推廣：電磁學小論文競賽假設有些一波函數(shù)，它們含有一條節(jié)線，且該節(jié)線只有一個端點（場的奇點）。取包圍這個奇點的閉曲面，得：即，磁通量不為0。曲面中有某個磁單極子。聯(lián)立（）和（），得磁荷表達式：電磁學小論文競賽二，探討磁單極子性質。1，定義磁單極強度單位g：單位為2，修正的Maxwell方程組：1，定義磁單極強度單位g：單位為2，修正的Maxwell方程組：1，定義磁單極強度單位磁荷g：單位為電磁學小論文競賽3，研究其電磁對偶性。設有變化矩陣（5）聯(lián)立（4）和（5）：并考慮到detG=1

3、經計算得對偶變化關系：電磁學小論文競賽4,從電磁對偶性出發(fā)，探討磁單極子的性質。方法：從已知電性基本粒子e的基本性質出發(fā)，由對偶變換關系，得磁性基本粒子g的基本性質。a.導出Hm.電磁學小論文競賽b.運動電荷產生的磁場：運動磁荷產生的電場：由右手螺旋定則判定。由左手螺旋定則判定電磁學小論文競賽c.磁安培力與磁洛侖茲力。磁流在外電場E中受到的磁安培力: 以v運動的磁荷會受到磁洛倫茲力fm： 電磁學小論文競賽5，磁單極子的磁動力學。 真空中，只有一個磁單極子時，引入電矢勢Ae 及磁標勢 則有：其中引入的規(guī)范為：6，推導磁荷量子化條件.計算得磁荷運動的拉格朗日量 為：電磁學小論文競賽三，綜述。由以上的推導我們看到磁單極子是能與薛定鍔方程相容存在的，它具有與電荷相對稱的性質元電荷磁單極子場強運動粒子產生的場在場中受力電磁學小論文競賽引入磁單極子后，新Maxwell方程組有更完美的對稱性。電磁學小論文競賽引入磁單極子后，推導得：可以看到它們的完美統(tǒng)一。謝謝大家的參與，其中的不足請各位老師和同學們予以指導。電荷量子化條件：磁荷量子化條件：參考資料P.M.A.Dirac,Proc.Roc,A133(1933),60電動力學，高等教育出版社電磁學，張玉民等，科學出版社量子力學導論，曾謹言等，北京大學