超前波也被稱為超前勢,超前場和超前解。超前勢這個詞通常套用於涉及麥克斯韋方程的電磁場理論中。超前波和超前場通常套用於量子物理學,因此不僅涉及麥克斯韋方程組,而且涉及薛丁格方程,狄拉克方程和克萊因 - 戈登方程。當我們求解一個方程時,經常使用超前解,例如麥克斯韋方程。超前波是從當前時間傳送到過去時間的波。超前波與從當前時間傳送到未來時間的滯後波或不同。
超前波違反了我們傳統的因果關係。然而,許多物理學家,包括阿爾伯-特愛因斯坦,約翰阿奇博爾德-惠勒 理察-費曼和約翰-克拉默認為超前波或超前場是物理學中的真實現象。有兩種理論支持超前波,一種來自量子物理學的出版物,另一種來自經典電磁場理論。
基本介紹
- 中文名:超前波
- 外文名:Lead wave
- 學科:物理
- 又稱:超前勢,超前場和超前解
超前波,點源在1D空間內的超前波,在3D真空中點波源的超前波,支持超前波的基本理論,麥克斯韋方程,韋伯電動力學,狄拉克方程,Klein-Gordon方程,薛丁格方程,
超前波
點源在1D空間內的超前波
在1D空間中,比如波導管中, 如果源的密度為
此處是波的震動源的位置,是時間。
超前波可以被表示為下列形式:
此處 遠處一點且
此處 是速度比如光速。此處允許波在靠近其震動源的附近區域與上述形式不同,但至少在遠場區域,波應如上所述表示。
在3D真空中點波源的超前波
在3D真空中,假定在處有一個點波源 , 其震動源的方程為,
此處是源的位置。是時間。超前波可被描述為下列形式,
此處是遠處一個點
其中是速度例如光速。 此處允許波在靠近震源的附近區域與上述形式不同,但至少在遠場區域,波應如上所述。超前波是從當前時間到過去的波,而滯後的波則從當前時間延伸到未來。如果源不是點源,則可以通過對所有點源的超前波的疊加原理而得
支持超前波的基本理論
麥克斯韋方程
麥克斯韋方程有兩個解,一種是滯後勢,另一種是超前勢。 因此,麥克斯韋方程支持超前波。
韋伯電動力學
韋伯電動力學比麥克斯韋方程更早。 韋伯電動力學不排斥超前波並支持作用原理。
狄拉克方程
狄拉克方程支持滯後波和超前波。
Klein-Gordon方程
Klein-Gordon方程有兩個解,一個是滯後解,另一個是超前解。
薛丁格方程
薛丁格方程只有一個滯後解。 但是很容易為它們提供一個超前解,這就是滯後滯的復共軛函式。