电磁势(electromagnetic potentials)是描述电磁场的物理量。包括矢势和标势两部分。
中文名:
电磁势
外文名:
electromagnetic potentials
应用学科:
电磁学
适用领域范围:
电磁理论

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理论诠释

矢势A和标势φ与磁感应强度B和电场强度E之间的关系为:
B=×AE=-φǝA/ǝt
将上二式代入麦克斯韦方程组可得出电磁势所满足的一组微分方程,未知量个数和方程个数都会减少,而且电磁势与电荷密度ρ及电流密度j的依赖关系比较简单直接,具有对称性,易于求解。从电磁势和电磁场的关系可看出,作下列变换AA′=A+ψ φφ′=φǝψ/ǝt时,EB保持不变,式中Ψ为任意标量函数,这表明用矢势和标势描述电磁场是不唯一的,(Aφ)和(A′,φ′)可描述同一电磁场。
上列变换称为规范变换。由于电磁势的这种任意性,为了使基本方程和计算简单,在不同的问题中可采用不同的规范条件来选定Aφ,常用的规范条件有库仑规范和洛伦兹规范

阿哈罗诺夫–玻姆效应

量子力学中电磁势与粒子波函数的相位密切有关。带电粒子在磁场被屏蔽数值为零而矢势不为零的空间中运动时,也会受到矢势A的作用而改变相位,引起可观察的物理效应,即所谓阿哈罗诺夫–玻姆效应。

洛伦兹规范

采用洛伦兹规范时,在真空情形下,可从麦克斯韦方程组得到达朗贝尔方程。
在洛伦兹规范下,势的基本方程化为特别简单的对称形式,其物理意义也十分明显。
电荷和电流所产生的物理作用不能够立刻传至观察点,所推迟的时间代表电磁作用从电荷电流所在点x′传至观察点x所需的时间,ρj给定后就可算出推迟势,再由电磁势和电磁场的关系式就可求得空间任意点的电磁场。电磁场以有限速度传播这一点说明能量定域在电磁场中,并从而说明电磁场的物质性。
洛伦兹公式就是引用拉格朗日量的拉格朗日方程。正则动量P为机械动量 pqA的矢量和,即
P=p+qA
可以证明,从普通的势场V过渡到电磁场时,只需将哈密顿量中的机械动量p和势能V作一定代换即可。
在量子力学中,带电粒子在没有电磁场的空间中运动时,也会受到电磁势的作用而改变相位。
从现代规范场理论的角度看,电磁场是以U(1)群为规范群的规范场,而电磁势就是主纤维丛上的联络。