Electromagnetic energy–momentum tensors in general dispersive bianisotropic media

闵可夫斯基空间 物理 诺特定理 经典力学 应力-能量张量 动量(技术分析) 张量(固有定义) 能量-动量关系 电磁场 各向同性 色散(光学) 量子电动力学 数学分析 理论物理学 量子力学 数学 广义相对论的精确解 几何学 拉格朗日 经济 财务
作者
Rui-Xing Zhang,Zhongfei Xiong,Neng Wang,Yuntian Chen,Wing C. Chan
出处
期刊:Journal of The Optical Society of America B-optical Physics [The Optical Society]
卷期号:38 (10): 3135-3135 被引量:2
标识
DOI:10.1364/josab.427931
摘要

The macroscopic electromagnetic (EM) energy–momentum tensor is one of the most important quantities characterizing the propagation and interaction of light in materials. In recent years, while exotic optical effects in various kinds of bianisotropic materials have been discovered, there still lacks a rigorous analysis of the energy and momentum of EM fields in such general cases. In this paper, using Noether’s theorem and the “Abrahamization” procedure, we obtain generalized Minkowski and Abraham EM energy–momentum tensors, applicable for both arbitrary time-dependent real EM fields and complex-valued analytic signals, in generic lossless bianisotropic media with frequency dispersion. The frequency dispersion of the materials modifies the expressions of EM energy density and Minkowski momentum, making them different from their familiar forms in nondispersive media. Our results reveal that the generalized Minkowski momenta for both real fields and analytic signals are conserved in source-free homogeneous media, while the Abraham momenta, characterizing the centroid motion of light, can change over time, which leads to the counterintuitive phenomenon that wave packets can travel along curved trajectories even in homogeneous bianisotropic media. We also show that the energy–momentum tensor for analytic signals derived from the action principle directly gives the conservation law of time-averaged fields and hence can describe the envelope evolution of waves in quasi-monochromatic approximation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
吕丹阳发布了新的文献求助10
1秒前
zpphlw完成签到,获得积分10
4秒前
zhouyan完成签到,获得积分10
7秒前
现代大神完成签到,获得积分10
7秒前
阳光访波完成签到,获得积分10
8秒前
如意立果发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
日月昭关注了科研通微信公众号
10秒前
yiyi应助Liens采纳,获得10
11秒前
11秒前
Jsssds完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
子车茗应助无无无无无无采纳,获得20
12秒前
今后应助无无无无无无采纳,获得30
12秒前
12秒前
liwenhao发布了新的文献求助10
13秒前
咕噜咕噜发布了新的文献求助10
13秒前
马少洋发布了新的文献求助10
13秒前
六六发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
阔达尔白发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
17秒前
17秒前
zyy发布了新的文献求助10
18秒前
8023完成签到,获得积分10
19秒前
青春完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
柒柒发布了新的文献求助30
20秒前
安成发布了新的文献求助10
21秒前
研友_VZG7GZ应助优雅的听兰采纳,获得10
21秒前
22秒前
青春发布了新的文献求助10
23秒前
无花果应助MZ采纳,获得10
24秒前
神明完成签到,获得积分10
24秒前
谨慎石头完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
白桃味的夏完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6023571
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7651836
关于积分的说明 16173613
捐赠科研通 5172128
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2767375
邀请新用户注册赠送积分活动 1750785
关于科研通互助平台的介绍 1637286