Advertisement

Il Nuovo Cimento B (1971-1996)

, Volume 14, Issue 2, pp 217–234 | Cite as

Galilean electromagnetism

  • M. Le Bellac
  • J. M. Lévy-Leblond
Article

Summary

Consistent nonrelativistic electromagnetic theories are investigated by stressing the requirements of Galilean relativity. It is shown that Maxwell’s equations admit two possible nonrelativistic limits, accounting respectively for electric and magnetic effects. A Galilean theory is then built which combines these two theories and can embody a large class of experimental facts. As a result, several so-called «relativistic » effects are shown to necessitate a re-appraisal, or at least, a more careful discussion. It is finally shown precisely how the old-fashioned formulation of the electromagnetic theory in terms of field strengths and field excitations clashes with Galilean relativity in its constitutive equations only, leading to the idea of a privileged frame of reference (the ether) or to Einsteinian relativity!

Галилеевский электр омагнетизм

Резюме

Исследуются непроти воречивые нерелятивистские эл ектромагнитные теор ии, обращая особое вни мание на требование г алилеевс особое внимание на тр ебование галилеевск ой относительности. П оказывается, что урав нения Максвелла допу скают два возможных н ерелятивис относительности. Пок азывается, что уравне ния Максвелла допуск ают два возможных нер елятивистских преде ла, объясняя соответс твенно электрически е и магнитные эффекты. Затем строится Максвелла допускают два возможных нереля тивистских предела, о бъясняя соответстве нно электрические и м агнитные эффекты. Зат ем строится галилеев ская теория, которая о бъединяет эти две тео рии и может объяснить большой класс экспер имен предела, объясняя соо тветственно электри ческие и магнитные эф фекты. Затем строится галилеевская теория, которая объединяет э ти две теории и может о бъяснить большой кла сс экспериментальны х фактов. В результате этого показывается, ч то некоторые так назы ваемые « релятивистс кие » эффект магнитные эффекты. За тем строится галилее вская теория, которая объединяет эти две те ории и может объяснит ь большой класс экспе риментальных фактов. В результате этого по казывается, что некот орые так называемые « релятивистские » эфф екты требуют переоце нки или, по крайней мер е, более аккуратного о бсуждения. В заключен ие четно показы теория, которая объед иняет эти две теории и может объяснить боль шой класс эксперимен тальных фактов. В резу льтате этого показыв ается, что некоторые т ак называемые « релят ивистские » эффекты т ребуют переоценки ил и, по крайней мере, боле е аккуратного обсужд ения. В заключение чет но показывается, как п ервоначальная форму лировка электромагн итной теории в термин ах напря-женностей по ля объяснить большой кл асс экспериментальн ых фактов. В результат е этого показывается, что некоторые так наз ываемые « релятивист ские » эффекты требую т переоценки или, по кр айней мере, более акку ратного обсуждения. В заключение четно пок азывается, как первон ачальная формулиров ка электромагнитной теории в терминах нап ря-женностей поля и во збуждений поля проти воречит галилеевско й относительности то лько в конститутивны х уравнениях, ч результате этого пок азывается, что некото рые так называемые « р елятивистские » эффе кты требуют переоцен ки или, по крайней мере , более аккуратного об суждения. В заключени е четно показывается, как первоначальная ф ормулировка электро магнитной теории в те рминах напря-женност ей поля и возбуждений поля противоречит га лилеевской относите льности только в конс титутивных уравнени ях, что приводит либо к идее привилегирован ной системы отсчета, л ибо к эйнштейновской относительности. называемые « релятив истские » эффекты тре буют переоценки или, п о крайней мере, более а ккуратного обсужден ия. В заключение четно показывается, как пер воначальная формули ровка электромагнит ной теории в терминах напря-женностей поля и возбуждений поля пр отиворечит галилеев ской относительност и только в конститути вных уравнениях, что п риводит либо к идее пр ивилегированной сис темы отсчета, либо к эй нштейновской относи тельности. переоценки или, по кра йней мере, более аккур атного обсуждения. В з аключение четно пока зывается, как первона чальная формулировк а электромагнитной т еории в терминах напр я-женностей поля и воз буждений поля против оречит галилеевской относительности тол ько в конститутивных уравнениях, что приво дит либо к идее привил егированной системы отсчета, либо к эйнште йновской относитель ности. обсуждения. В заключе ние четно показывает ся, как первоначальна я формулировка элект ромагнитной теории в терминах напря-женно стей поля и возбужден ий поля противоречит галилеевской относи тельности только в ко нститутивных уравне ниях, что приводит либ о к идее привилегиров анной системы отсчет а, либо к эйнштейновск ой относительности. первоначальная форм улировка электромаг нитной теории в терми нах напря-женностей п оля и возбуждений пол я противоречит галил еевской относительн ости только в констит утивных уравнениях, ч то приводит либо к иде е привилегированной системы отсчета, либо к эйнштейновской отн осительности. теории в терминах нап ря-женностей поля и во збуждений поля проти воречит галилеевско й относительности то лько в конститутивны х уравнениях, что прив одит либо к идее приви легированной систем ы отсчета, либо к эйншт ейновской относител ьности. поля противоречит га лилеевской относите льности только в конс титутивных уравнени ях, что приводит либо к идее привилегирован ной системы отсчета, л ибо к эйнштейновской относительности. только в конститутив ных уравнениях, что пр иводит либо к идее при вилегированной сист емы отсчета, либо к эйн штейновской относит ельности. к идее привилегирова нной системы отсчета, либо к эйнштейновско й относительности. эйнштейновской отно сительности.

Riassunto

Si indaga sulle teorie elettromagnetiche non relativistiche consistenti, mettendo in evidenza le esigenze della relatività galileiana. Si dimostra che le equazioni di Maxwell ammettono due possibili limiti non relativistici, che sono responsabili, rispettivamente, degli effetti elettrici e magnetici. Si costruisce poi una teoria galileiana che unisce queste due teorie, e che può includere un’ampia classe di fatti sperimentali. Si prova, come risultato, che parecchi effetti cosiddetti «relativistici» necessitano di una nuova valutazione, o, per lo meno, di una più attenta discussione. Inline, si dimostra precisamente come l’antica formulazione della teoria elettromagnetica, in termini di forze del campo e di eccitazioni del campo, si scontra con la relatività galileiana solamente nelle sue equazioni essenziali, portando all’idea di un mezzo di riferimento privilegiato (l’etere) o alla relatività di Einstein!

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. (1).
    For a general account of Galilean invariance and its applications, see the review article byJ.-M. Lévt-Leblond : inGroup Theory and its Applications, Vol. 2, edited byE. M. Loebl (New York, 1971), where references to the original literature will be found.Google Scholar
  2. (2).
    E. M. Puecell:Berkeley Physics Course, Vol. 2,Electricity and Magnetism, Problem 6–10 (Heading, Mass, 1965); L. D. Landau and E. M. Lifschitz:The Classical Theory of Fields, Sect. 3–10 (New York, 1959).Google Scholar
  3. (3).
    Systems of units in electromagnetism are beautifully discussed byA. Sommerfeld :Electrodynamics, Sect. 2, 7 and 8 (New York, 1952).Google Scholar
  4. (4).
    W. Panofskt andM. Phillips:Classical Electricity and Magnetism, Chap. 10 (Reading, Mass., 1962).Google Scholar
  5. (5).
    J. D. Jackson:Classical Electrodynamics, Chap. 6 (New York, 1962).Google Scholar
  6. (6).
    R. P. Feynman:The Feynman Lectures in Physics, Vol. 2 (Reading, Mass., 1965); see also the first quoted book in ref. (2).Google Scholar
  7. (8).
    Relevant observations about this point have been made byH. Backy andJ. Kubar-Andbé:Int. Journ. Theor. Phys. (to be published), in a paper which is mainly devoted to magnetic monopoles in a Galilean framework.Google Scholar
  8. (9).
    J. M. Lévt-Leblond:Comm. Math. Phys.,6, 286 (1967). The present paper corrects and develops Sect. 6 of this article.MathSciNetADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1973

Authors and Affiliations

  • M. Le Bellac
    • 1
    • 3
  • J. M. Lévy-Leblond
    • 2
    • 4
  1. 1.Physique ThéoriqueNice
  2. 2.Physique ThéoriqueParis
  3. 3.Physique TheoriqueFaculte des Sciences06-Nice
  4. 4.Physique ThéoriqueUniversité Paris 775-Paris (5e)

Personalised recommendations