อ่าน 3 นาที
กระแสไฟฟ้าที่อนุรักษ์ไว้
ใน ทางฟิสิกส์ กระแส อนุรักษ์ คือ กระแส , ที่สอดคล้องกับ สมการความต่อเนื่อง สมการ ความต่อเนื่องแสดงถึงกฎการอนุรักษ์ จึงเป็นที่มาของชื่อนี้ เจ μ {\displaystyle j^{\mu }} ∂ μ เจ μ =...
กระแสไฟฟ้าที่อนุรักษ์ไว้
ในทางฟิสิกส์กระแสอนุรักษ์คือกระแส , ที่สอดคล้องกับสมการความต่อเนื่อง สมการความต่อเนื่องแสดงถึงกฎการอนุรักษ์ จึงเป็นที่มาของชื่อนี้
อันที่จริง การรวมสมการความต่อเนื่องเข้ากับปริมาตรที่ใหญ่พอที่จะไม่มีกระแสสุทธิไหลผ่านพื้นผิว จะนำไปสู่กฎการอนุรักษ์โดยที่คือ ปริมาณที่ ถูก อนุรักษ์
ในทฤษฎีเกจสนามเกจจะเชื่อมโยงกับกระแสอนุรักษ์ ตัวอย่างเช่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะเชื่อมโยงกับกระแสไฟฟ้าอนุรักษ์
ปริมาณอนุรักษ์และสมมาตร
กระแสอนุรักษ์ คือ การไหลของปริมาณคู่สังยุคเชิงแคนอนิกของปริมาณที่มีสมมาตรการเลื่อนแบบต่อเนื่อง สม การความต่อเนื่องสำหรับกระแสอนุรักษ์คือการกล่าวถึงกฎการอนุรักษ์ตัวอย่างของปริมาณคู่สังยุคเชิงแคนอนิก ได้แก่:
- เวลาและพลังงาน - สมมาตรการเลื่อนอย่างต่อเนื่องของเวลาหมายถึงการอนุรักษ์พลังงาน
- อวกาศและโมเมนตัม - สมมาตรการเลื่อนแบบต่อเนื่องของอวกาศหมายถึงการอนุรักษ์โมเมนตัม
- อวกาศและโมเมนตัมเชิงมุม - สมมาตรการ หมุน อย่างต่อเนื่อง ของอวกาศบ่งชี้ถึงการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม
- เฟสของฟังก์ชันคลื่นและประจุไฟฟ้า - สมมาตรของมุมเฟสต่อเนื่องของฟังก์ชันคลื่นบ่งชี้ถึงการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า
กระแสอนุรักษ์มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในฟิสิกส์เชิงทฤษฎีเพราะทฤษฎีบทของโนเธอร์เชื่อมโยงการมีอยู่ของกระแสอนุรักษ์กับการมีอยู่ของสมมาตรของปริมาณบางอย่างในระบบที่กำลังศึกษา ในทางปฏิบัติ กระแสอนุรักษ์ทั้งหมดคือกระแสโนเธอร์เนื่องจาก1การมีอยู่ของกระแสอนุรักษ์บ่งบอกถึงการมีอยู่ของสมมาตร กระแสอนุรักษ์มีบทบาทสำคัญในทฤษฎีสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยเนื่องจาก2การมีอยู่ของกระแสอนุรักษ์ชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของค่าคงที่ของการเคลื่อนที่ซึ่งจำเป็นต่อการกำหนดโฟลิเอชันและระบบที่สามารถหาปริพันธ์ได้กฎการอนุรักษ์แสดงออกมาในรูปของการหายไปของไดเวอร์เจนซ์ 4 มิติ โดยที่ประจุ โนเธอร์ เป็นส่วนประกอบที่ศูนย์ของกระแส 4มิติ
ตัวอย่าง
แม่เหล็กไฟฟ้า
การอนุรักษ์ประจุตัวอย่างเช่น ในสัญลักษณ์ของสมการของแม็กซ์เวลล์
ที่ไหน
- ρ คือ ความหนาแน่นของประจุไฟฟ้า อิสระ (ในหน่วย C/ m³ )
- Jคือความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า โดยที่vคือความเร็วของประจุ
สมการนี้สามารถใช้ได้กับมวล (หรือปริมาณอนุรักษ์อื่นๆ) เช่นกัน โดยแทนที่คำว่าประจุไฟฟ้าในสมการข้างต้น ด้วยคำว่า มวล
สนามสเกลาร์เชิงซ้อน
ความหนาแน่น ของลากรางจ์ไคลน์-กอร์ดอน ของสนามสเกลาร์เชิงซ้อนไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแปลงสมมาตร เมื่อกำหนดเราจะพบกระแสโนเธอร์ ซึ่งสอดคล้องกับสมการความต่อเนื่อง ในที่นี้คือตัวสร้างสมมาตร ซึ่งในกรณีที่มีพารามิเตอร์เดียวคือ
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กระแสไฟฟ้าที่อนุรักษ์ไว้
ใน ทางฟิสิกส์ กระแส อนุรักษ์ คือ กระแส , ที่สอดคล้องกับ สมการความต่อเนื่อง สมการ ความต่อเนื่องแสดงถึงกฎการอนุรักษ์ จึงเป็นที่มาของชื่อนี้ เจ μ {\displaystyle j^{\mu }} ∂ μ เจ μ =...
ปริมาณอนุรักษ์และสมมาตร
กระแสอนุรักษ์ คือ การไหลของ ปริมาณคู่สังยุคเชิงแคนอนิก ของปริมาณที่มี สมมาตรการเลื่อนแบบ ต่อเนื่อง สม การ ความต่อเนื่อง สำหรับกระแสอนุรักษ์คือการกล่าวถึง กฎการอนุรักษ์ ตัวอย่างของปริมาณคู่สังยุคเชิงแคนอนิก ได้แก่:
แม่เหล็กไฟฟ้า
การ อนุรักษ์ประจุ ตัวอย่างเช่น ในสัญลักษณ์ของ สมการของแม็กซ์เวล ล์ ∂ ρ ∂ ที + ∇ ⋅ เจ = 0 {\displaystyle {\frac {\partial \rho }{\partial t}}+\nabla \cdot \mathbf {J} =0}
สนามสเกลาร์เชิงซ้อน
ความหนาแน่น ของลาก รางจ์ไคลน์-กอร์ดอน ของสนามสเกลาร์เชิงซ้อนไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแปลงสมมาตร เมื่อกำหนดเราจะพบกระแสโนเธอร์ ซึ่งสอดคล้องกับสมการความต่อเนื่อง ในที่นี้คือตัวสร้างสมมาตร ซึ่งในกรณีที่มีพารามิเตอร์เดียวคือ แอล = ∂ μ ϕ * ∂ μ ϕ + วี ( ϕ * ϕ )...