物理のかぎしっぽ 記事ソース/荷電粒子の運動による電磁場 のバックアップの現在との差分(No.13)

#rst2hooktail_source
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 荷電粒子の運動による電磁場
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 `前の記事`_ では電荷 $q$ をもった荷電粒子が、ある軌道 $\bm{r} = \bm{r_0}(t)$ に沿って運動するとき、点 $\bm{r}$ の電磁場のポテンシャルは |Lienard-Wiechert| ポテンシャルで書かれることを学びました。
 `前の記事`_ では電荷 $q$ をもった荷電粒子が、ある軌道 $\bm{r} = \bm{r_0}(t)$ に沿って運動するとき、
 点 $\bm{r}$ の電磁場のポテンシャルは |Lienard-Wiechert| ポテンシャルで表されることを学びました。
 |Lienard-Wiechert| ポテンシャルは次のように書かれるのでした。
 
 <tex>
 \phi & = \left[ \frac{q}{\kappa R} \right] \tag{#def(LW01)}, \\
 \bm{A} & = \left[ \frac{q \bm{u}}{c \kappa R} \right]. \tag{#def(LW02)}
 </tex>
 
 ここで $[ \ ]$ は遅延時間をとることを表しています。
 
 この記事では |Lienard-Wiechert| ポテンシャルから、荷電粒子が運動しているときの電場、磁場を求めます。
 なお、このシリーズでは単位系として cgs 単位系を用いています。ご了承ください。
 
 .. |Lienard-Wiechert| unicode:: Li U+00E9 nard-Wiechert
 
 .. _`前の記事`: http://www12.plala.or.jp/ksp/elemag/Lienard-Wiechert/index.html
 
 -------------------------------------------
 結果から
 -------------------------------------------
 
 先は長いので、先に結果を載せておきます。次のような式を得ることを目指して進んでいきます。
 
 <tex>
 \bm{E}(\bm{r}, t) 
 = q \left[ \frac{(1-\beta^2)(\bm{n}-\bm{\beta})}{\kappa^3 R^2} \right]
 + \frac{q}{c} \left[ \frac{\bm{n}}{\kappa^3 R} \times (\bm{n} - \bm{\beta}) \times \dot{\bm{\beta}} \right] \tag{#def(E)}
 </tex>
 
 <tex>
 \bm{B}(\bm{r},t) = \left[ \bm{n}(t') \times \bm{E}(\bm{r},t) \right] \tag{#def(B)}
 </tex>
 
 -------------------------------------------
 ポテンシャルから電場を求める
 -------------------------------------------
 
 ポテンシャルから電場を求めることにしましょう。
 まずポテンシャルから電場を求めることにしましょう。
 いま我々はゲージとしてローレンツゲージを選んでいます。
 したがって電場、磁場はスカラーポテンシャル $\phi$ 、ベクトルポテンシャル $\bm{A}$ を用いて次のように表されます。
 
 <tex>
 \bm{E}(\bm{r},t) & = -\nabla \phi - \frac{1}{c}\frac{\partial \bm{A}}{\partial t} \tag{#def(def-E)}\\
 \bm{B}(\bm{r},t) & = \nabla \times \bm{A} \tag{#def(def-B)}
 </tex>
 
 (#ref(def-E))、(#ref(def-B)) にそれぞれ (#ref(LW01))、((#ref(LW02)) を代入して計算してやれば、電場・磁場を求めることができます。
 (#ref(def-E))、(#ref(def-B)) にそれぞれ (#ref(LW01))、(#ref(LW02)) を代入して計算してやれば、電場・磁場を求めることができます。
 まずは電場を求めることにしましょう。(#ref(def-E)) に (#ref(LW01)) を代入します。遅延時間を $t_{\rm{ret}} = t - \frac{|\bm{r}-\bm{r_0}(t')|}{c} = t'$ と表記することにします。電場は
 
 <tex>
 \bm{E}(\bm{r},t)
 & =
   - \nabla \phi - \frac{1}{c} \frac{\partial \bm{A}}{\partial t}\\
 & =
   - \nabla \left( \frac{q}{\kappa\left(t'\right) R\left(t'\right)} \right)
   - \frac{1}{c} \frac{\partial}{\partial t} \left( \frac{q \bm{u}(t')}{\kappa(t') R(t')} \right) \tag{#def(eq-E01)}
   - \frac{1}{c} \frac{\partial}{\partial t} \left( \frac{q \bm{u}(t')}{c \kappa(t') R(t')} \right) \tag{#def(eq-E01)}
 </tex>
 
 となります。ここで $\bm{u}(t')$ 、 $\kappa(t')$ 、 $\bm{R}(t')$ 、 $ R(t')$ は
 
 <tex>
 \bm{u}(t') & = \frac{d \bm{r_0}(t')}{dt} \tag{#def(def-u)}\\
 \kappa(t') & = 1 - \frac{1}{c} \bm{n}(t') \cdot \bm{u}(t') \tag{#def(def-kappa)}\\
 \bm{R}(t') & = \bm{r} - \bm{r_0}(t') \tag{#def(def-vecR)}\\
 R(t')      & = |\bm{R}(t')| \tag{#def(def-R)}
 </tex>
 
 です。
 です。また、荷電粒子から観測者の向きの単位ベクトル $\bm{n}$ を次のように定義します。
 
 <tex>
 \bm{n}(t') = \frac{\bm{R}(t')}{R(t')} \tag{#def(def-n)}
 </tex>
 
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 準備
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
 具体的な計算を進める前に、次の量について計算しておきます。
 式 (#ref(eq-E01)) の計算を進める前に、いくつかの計算をしておきます。
 あとで出てくるからです。
 
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 $\frac{\partial t'}{\partial t}
 $\partial t'/\partial t$
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 まず $\frac{\partial t'}{\partial t}$ を計算します。
 
 <tex>
 \frac{\partial t'}{\partial t}
 & = 
   \frac{\partial}{\partial t} \left( t - \frac{R(t')}{c} \right)\\
 & = 
   1 - \frac{1}{c}\frac{\partial R(t')}{\partial t'} \frac{\partial t'}{\partial t}
   1 - \frac{1}{c}\frac{\partial R(t')}{\partial t'} \frac{\partial t'}{\partial t} \tag{#def(tmp01)}
 </tex>
 
 ここで
 
 <tex>
 \frac{\partial R(t')}{\partial t'} 
 & =
   \frac{\partial}{\partial t'}
   \left(
     \sqrt{\left(x-x_0\left(t'\right)\right)^2 + \left(y-y_0\left(t'\right)\right)^2 + \left(z-z_0\left(t'\right)\right)^2}
   \right)\\
 & =
   \frac{-\left(x-x_0\left(t'\right)\right)\frac{d x_0(t')}{dt'}
   - \left(y-y_0\left(t'\right)\right)\frac{d y_0(t')}{dt'}
   - \left(z-z_0\left(t'\right)\right)
     \frac{d z_0(t')}{dt'}}{\sqrt{\left(x-x_0\left(t'\right)\right)^2
   + \left(y-y_0\left(t'\right)\right)^2
   + \left(z-z_0\left(t'\right)\right)^2}}\\
 & =
   - \frac{\bm{R}(t')\cdot\bm{u}(t')}{R(t')}\\
 & = 
   - \bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t') \tag{#def(tmp02)}
 </tex>
 
 となるので、(#ref(tmp02)) を (#ref(tmp01)) に代入して
 
 <tex>
 \frac{\partial t'}{\partial t} 
   = 1 + \frac{\bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t')}{c}\frac{\partial t'}{\partial t}\\
 \left(1-\frac{\bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t')}{c}\right) \frac{\partial t'}{\partial t}
   = 1
 </tex>
 
 ゆえに (#ref(def-kappa)) より
 
 <tex>
 \frac{\partial t'}{\partial t} = \frac{1}{\kappa(t')}. \tag{#def(dt'/dt)}
 </tex>
 
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 $\partial t' / \partial x$
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
 つぎに $\frac{\partial t'}{\partial x}$ という量を計算します。
 
 ここで一つ気をつけなければいけないのが $t' = t - \frac{|\bm{r}-\bm{r_0}(t')|}{c}$ なので、 $r_0(t')$ の中の $t'$ も $x$ に依存していると言うことです。ややこしいですね (ノ◇≦。)
 
 とにかくこれに気をつけて微分を実行する必要があります。
 
 <tex>
 \frac{\partial t'}{\partial x}
 & = 
   \left( \frac{\partial t'}{\partial x} \right)_{\bm{r_0}}
   + \left(
       \frac{\partial t'(\bm{r_0}(t'))}{\partial x}
     \right)_{\bm{r}}\\
 & =
   \left( \frac{\partial t'}{\partial x} \right)_{\bm{r_0}}
   + \left(
       \frac{\partial t'\left(\bm{r_0}\left(t'\right)\right)}{\partial t'}
       \frac{\partial t'}{\partial x}
     \right)_{\bm{r}} \tag{#def(tmp03)}
 </tex>
 
 ここで
 
 <tex>
 \left( \frac{\partial t'}{\partial x} \right)_{\bm{r_0}}
 & = 
   \left(
     \frac{\partial}{\partial x}
     \left(
       t - \frac{|\bm{r}-\bm{r_0}(t')|}{c}
     \right)
   \right)_{\bm{r_0}}\\
 & =
   \left(
     -\frac{1}{c}
     \frac{\partial}{\partial x}
     \left(
       \sqrt{(x-x_0(t'))^2 + (y-y_0(t'))^2 + (z-z_0(t'))^2}
     \right)
   \right)_{\bm{r_0}}\\
 & =
   - \frac{x-x_0(t')}{c R(t')}\\
 & =
   - \frac{n_x(t')}{c} \tag{#def(tmp04)}
 </tex>
 
 <tex>
 \left(
   \frac{\partial t'(\bm{r_0}(t'))}{\partial t'}
   \frac{\partial t'}{\partial x}
 \right)_{\bm{r}}
 & =
   \left(
     \frac{\partial}{\partial t'}
     \left(
       t - \frac{R(t')}{c}
     \right)
     \frac{\partial t'}{\partial x}
   \right)_{\bm{r}}\\
 & =
   \left(
     -\frac{1}{c}
     \frac{\partial R(t')}{\partial t'}
     \frac{\partial t'}{\partial x}
   \right)_{\bm{r}}\\
 & =
   \frac{\bm{n}(t') \cdot \bm{u}(t')}{c}
   \frac{\partial t'}{\partial x} \tag{#def(tmp05)}
 </tex>
 
 したがって (#ref(tmp04))、(#ref(tmp05)) より、(#ref(tmp03)) は
 
 <tex>
 \left( 1 - \frac{\bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t')}{c} \right) \frac{\partial t'}{\partial x}
 = - \frac{n_x(t')}{c}
 </tex>
 <tex>
 \frac{\partial t'}{\partial x} = - \frac{n_x(t')}{c \kappa(t')}. \tag{#def(dt'/dx)}
 </tex>
 
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 $\left(\partial/\partial t'\right) \left( \left(\kappa\left(t'\right)R\left(t'\right)\right)\right)$
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
 つぎに $\frac{\partial}{\partial t'} \left( \kappa \left(t'\right) R\left(t'\right)\right)$ を計算します。
 これが終われば準備は完了ですので頑張って下さい。p(´∇`)q
 
 <tex>
 \frac{\partial}{\partial t'} \left( \kappa \left(t'\right) R\left(t'\right)\right)
 =
   \frac{\partial \kappa (t')}{\partial t'} R(t')
   + \kappa (t') \frac{\partial R(t')}{\partial t'} \tag{#def(tmp06)}
 </tex>
 
 ここで
 
 <tex>
 \frac{\partial \kappa(t')}{\partial t'}
 & =
   \frac{\partial}{\partial t'} \left( 1 - \frac{\bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t')}{c} \right)\\
 & =
   -\frac{1}{c}
   \left(
     \frac{\partial \bm{n}(t')}{\partial t'} \cdot \bm{u}(t')
     + \bm{n}(t') \cdot \frac{\partial \bm{u}(t')}{\partial t'}
   \right). \tag{#def(tmp07)}
 </tex>
 
 <tex>
 \frac{\partial \bm{n}(t')}{\partial t'}
 & = 
   \frac{\partial}{\partial t}\left(\frac{\bm{R}(t')}{R(t')}\right)\\
 & =
   \frac{\partial \bm{R}(t')}{\partial t'}\frac{1}{R(t')}
   - \bm{R}(t') \frac{1}{R(t')^2} \frac{\partial R(t')}{\partial t'}\\
 & =
   - \frac{\bm{u}(t')}{R(t')}
   + \bm{n}(t') \frac{\bm{n}(t') \cdot \bm{u}(t')}{R(t')}\\
 & =
   \frac{\bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t') - \bm{u}(t')}{R(t')} \tag{#def(tmp08)}
 </tex>
 
 式(#ref(tmp08)) より (#ref(tmp07)) は
 
 <tex>
 \frac{\partial \kappa(t')}{\partial t'}
 = -\frac{1}{c}
   \left(
     \frac{\left(\bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t')\right)^2 - u(t)^2}{R(t')} + \bm{n}(t')\cdot\dot{\bm{u}(t')}
   \right). \tag{#def(tmp09)}
 </tex>
 
 したがって (#ref(tmp06)) より
 
 <tex>
 \frac{\partial}{\partial t'}\left(\kappa(t')R(t')\right)
 = -\frac{1}{c}
   \left(
     \left( \bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t') \right)^2
     - u(t')^2
     + R(t')\left(\bm{n}(t')\cdot\dot{\bm{u}(t')}\right)
   \right)
   - \kappa(t') \left( \bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t') \right) \tag{#def(dkR/dt')}
 </tex>
 
 となります。
 
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 まとめ
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
 準備で計算した結果をまとめておきましょう。
 <tex>
 & \frac{\partial R(t')}{\partial t'} =  - \bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t') , \tag{#ref(tmp02)} \\
 & \frac{\partial t'}{\partial t} = \frac{1}{\kappa(t')} , \tag{#ref(dt'/dt)} \\
 & \frac{\partial t'}{\partial x} = - \frac{n_x(t')}{c \kappa(t')} , \tag{#ref(dt'/dx)}\\
 & \frac{\partial \bm{n}(t')}{\partial t'} =  \frac{\bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t') - \bm{u}(t')}{R(t')} \tag{#ref(tmp08)}\\
 & \frac{\partial}{\partial t'}\left(\kappa(t')R(t')\right)
 = -\frac{1}{c}
   \left(
     \left( \bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t') \right)^2
     - u(t')^2
     + R(t')\left(\bm{n}(t')\cdot\dot{\bm{u}(t')}\right)
   \right)
   - \kappa(t') \left( \bm{n}(t')\cdot\bm{u}(t') \right) \tag{#ref(dkR/dt')}
 </tex>
 
 
 
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 計算だっ
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
 準備の計算だけで疲れてしまいました。。 (;´ρ`)
 
 では実際に (#ref(eq-E01)) を計算してみることにしましょう。(#ref(eq-E01)) をもう一度書くと、
 
 <tex>
 \bm{E}(\bm{r},t)
 & =
   - \nabla \phi - \frac{1}{c} \frac{\partial \bm{A}}{\partial t}\\
 & =
   - \nabla \left( \frac{q}{\kappa\left(t'\right) R\left(t'\right)} \right)
   - \frac{1}{c} \frac{\partial}{\partial t} \left( \frac{q \bm{u}(t')}{c \kappa(t') R(t')} \right) \tag{#ref(eq-E01)}
 </tex>
 
 でした。
 
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 $\nabla \phi$
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
 まずは $\nabla \phi$ から片づけていくことにします。
 まずは $x$ 成分を計算してみましょう
 
 <tex>
 \left( \nabla \phi \right)_{x}
 & =
   \frac{\partial}{\partial}
   \left( \frac{q}{\kappa(t')R(t')} \right)\\
 & =
   \frac{\partial t'}{\partial x}
   \frac{\partial}{\partial t'}
   \left( \frac{q}{\kappa(t')R(t')} \right)\\
 & =
   \frac{\partial t'}{\partial x}
   \frac{-1}{\kappa(t')^2 R(t')^2}
   \frac{\partial}{\partial t'}
   \left( \kappa(t') R(t') \right)\\
 & =
   \frac{q n_x(t')}{c \kappa(t')^3 R(t')^2}
   \frac{\partial}{\partial t'}
   \left( \kappa(t') R(t') \right) \tag{#def(nabla-x)}
 </tex>
 
 同様にして $y$ 成分、 $z$ 成分も計算できます。従って $\nabla \phi$ は
 
 <tex>
 \nabla \phi = \frac{q \bm{n}(t')}{c\kappa(t')^3 R(t')^2}\frac{\partial}{\partial t'}\left( \kappa(t') R(t')\right) \tag{#def(nabla-phi)}
 </tex>
 
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 $\partial \bm{A}/\partial t$
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
 つづいて $\frac{\partial \bm{A}}{\partial t}$ を計算しましょう。
 
 <tex>
 \frac{\partial \bm{A}}{\partial t}
 & =
   \frac{\partial t'}{\partial t}
   \frac{\partial \bm{A}}{\partial t'}\\
 & = 
   \frac{1}{\kappa(t')}
   \frac{\partial}{\partial t'}
   \left(
     \frac{q\bm{u}(t')}{c \kappa(t')R(t')}
   \right)\\
 & =
   \frac{q}{c \kappa(t')}
   \left(
     \frac{\dot{\bm{u}(t')}}{\kappa(t')R(t')}
     - \frac{\bm{u}(t')}{\kappa(t')^2R(t')^2}
       \frac{\partial}{\partial t'}
       \left( \kappa(t') R(t') \right)
   \right)\\
 & =
   \frac{q}{c \kappa(t')^3 R(t')^2}
   \left(
     \kappa(t') R(t') \dot{\bm{u}}(t')
     - \bm{u}(t') \frac{\partial}{\partial t'}\left(\kappa(t')R(t')\right)
   \right) \tag{#def(dA/dt')}
 </tex>
 
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 いよいよ電場
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
 さあ、これでやっと電場が計算できます。(#ref(nabla-phi))、(#ref(dA/dt'))より、
 
 <tex>
 \bm{E}(\bm{r}, t)
 & =
   - \nabla \phi - \frac{1}{c}\frac{\partial \bm{A}}{\partial t}\\
 & =
   - \frac{q \bm{n}(t')}{c\kappa(t')^3 R(t')^2} \frac{\partial}{\partial t'}\left(\kappa(t')R(t')\right)
   - \frac{q}{c\kappa(t')^3 R(t')^2}
     \left(
       \kappa(t') R(t') \frac{\dot{\bm{u}}(t')}{c} - \frac{\bm{u}(t')}{c}\frac{\partial}{\partial t'}\left(\kappa(t')R(t')\right)
     \right)\\
 & =
   - \frac{q}{c\kappa(t')^3 R(t')^2}
   \left(
     \bm{n}(t')\frac{\partial}{\partial t'}\left(\kappa(t')R(t')\right)
     + \kappa(t') R(t') \dot{\bm{u}}(t')
     - \frac{\bm{u}(t')}{c}\frac{\partial}{\partial t'}\left(\kappa(t')R(t')\right)
   \right)\\
 & =
   - \frac{q}{c\kappa(t')^3 R(t')^2}
   \left(
     \left( \bm{n}(t') - \frac{\bm{u}(t')}{c}\right)
     \frac{\partial}{\partial t'}\left(\kappa(t')R(t')\right)
     + \kappa(t') R(t') \frac{\dot{\bm{u}}(t')}{c}
   \right)
 </tex>
 
 ここで (#ref(dkR/dt')) を代入してやると、
 
 <tex>
 \bm{E}(\bm{r},t)
 & =
 \left[
   \frac{q}{\kappa^3 R^2}
   \left(
     \left(\bm{n}-\frac{\bm{u}}{c}\right)
     \left(
       \frac{(\bm{n}\cdot\bm{u})^2}{c^2}
       - \frac{u^2}{c^2}
       + \frac{R}{c^2}\bm{n}\cdot\dot{\bm{u}}
       + \frac{\kappa \bm{n}\cdot\bm{u}}{c}
     \right)
     + \frac{\kappa R \dot{\bm{u}}}{c^2}
   \right)
 \right]\\
 & =
 \left[
   \frac{q}{\kappa^3 R^2}
   \left(
     \left(\bm{n}-\bm{\beta}\right)
     \left(
       (\bm{n}\cdot\bm{\beta})^2
       - \beta^2
       + R\bm{n}\cdot\dot{\bm{\beta}}
       + \kappa \bm{n}\cdot\bm{\beta}
     \right)
     + \kappa R \dot{\bm{\beta}}
   \right)
 \right]
 \tag{#def(tmp10)}
 </tex>
 
 となります。
 ここで $\bm{u}(t')/c = \bm{\beta}(t')$ とおきました。(#ref(tmp10)) を展開して整理します。
 このとき分子の $\kappa(t') = 1-\bm{n}(t')\cdot\bm{\beta}(t')$ も展開します。
 
 <tex>
 \bm{E}(\bm{r},t)
 = & q
   \left[
     \frac{\left( \bm{n}\cdot\bm{\beta}\right)^2 - \beta^2 + \left( 1 - \bm{n}\cdot\bm{\beta}\right)\bm{n}\cdot\bm{\beta}}{\kappa^3 R^2}
     \left( \bm{n} - \bm{\beta} \right)
   \right]\\
  & +
   \frac{q}{c}
   \left[
     \frac{\bm{n}\cdot\dot{\bm{\beta}}(\bm{n}-\bm{\beta}) + (1-\bm{n}\cdot\bm{\beta})\dot{\bm{\beta}}}{\kappa^3 R^2}
   \right] \tag{#def(tmp11)}
 </tex>
 
 ここで、第二項の分子について考えてみます。突然ですが次のような外積を計算してみます。
 
 <tex>
 \bm{n} \times \left((\bm{n}-\bm{\beta}) \times \dot{\bm{\beta}}\right)
 & =
   \bm{n} \times \left( \bm{n} \times \dot{\bm{\beta}} - \bm{\beta} \times \dot{\bm{\beta}} \right)\\
 & =
   \bm{n} \times \left( \bm{n} \times \dot{\bm{\beta}} \right) - \bm{n}\times\left(\bm{\beta}\times\dot{\bm{\beta}}\right)\\
 & =
   \bm{n}\left(\bm{n}\cdot\dot{\bm{\beta}}\right) - \dot{\bm{\beta}} - \bm{\beta}\left(\bm{n}\cdot\dot{\bm{\beta}}\right) + \dot{\bm{\beta}} \left( \bm{n}\cdot\bm{\beta} \right)\\
 & =
   \left(\bm{n}\cdot\dot{\bm{\beta}}\right)
   \left(\bm{n}-\bm{\beta}\right)
   + \dot{\bm{\beta}}\left(1-\bm{n}\cdot\bm{\beta}\right) \tag{#def(tmp12)}
 </tex>
 
 式 (#ref(tmp12)) は (#ref(tmp11)) の第二項の分子と同じです。
 第一項を整理し、第二項に (#ref(tmp12)) を適用すると次式になります。
 
 <tex>
 \bm{E}(\bm{r}, t) 
 = q \left[ \frac{(1-\beta^2)(\bm{n}-\bm{\beta})}{\kappa^3 R^2} \right]
 + \frac{q}{c} \left[ \frac{\bm{n}}{\kappa^3 R} \times (\bm{n} - \bm{\beta}) \times \dot{\bm{\beta}} \right] \tag{#ref(E)}
 </tex>
 
 これが点電荷が運動しているときの電場です。ε=(・o・*) フゥ
 
 ---------------------------------------------
 磁場を求める
 ---------------------------------------------
 
 磁場は (#ref(def-B)) から求めることができます。
 電場の計算と同じようにやればよいので、ここでは省略します。
 
 結果だけ載せておきます。
 
 <tex>
 \bm{B}(\bm{r},t) = \left[ \bm{n}(t') \times \bm{E}(\bm{r},t) \right] \tag{#def(B)}
 </tex>
 
 @@reference: George B.Rybicki & Alan P. Lightman, Radiative Processes in Astrophysics, Wiley-Interscience, 1985, p80, 0471827592@@
 @@author: CO@@
 @@accept: 執筆中@@
 @@category: 電磁気学@@
 @@id: elemagfield@@
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