اگر معادله (۲-۴-۱) را برحسب  های بزرگ بسط دهیم داریم:
(۲-۴-۲)
همان­طور که انتظار داریم با اعمال  این لاگرانژی به  (لاگرانژی ماکسول) تبدیل می­ شود.
کنش میدان الکترومغناطیسی غیرخطی لگاریتمی به صورت زیر معرفی می­ شود:
(۲-۴-۳)
همچنین با وردش لاگرانژی لگاریتمی نسبت به  ، معادلات غیرخطی الکترومغناطیسی لگاریتمی به­ صورت زیر حاصل می­گردد.
(۲-۴-۴)
که با حل معادله­ (۲-۴-۴) در یک فضازمان مینکوفسکی در n+1 بُعدی به­ صورت زیر ساده می­ شود:
(۲-۴-۵)
با حل این معادله بر حسب  داریم:
(۲-۴-۶)
که در رابطه­ فوق  می­باشد. اگر رابطه­ (۲-۴-۶) را بر حسب  های بزرگ بسط دهیم داریم:
(۲-۴-۷)
که در حد  و برای ۴- بُعد، همان میدان الکتریکی عکس مجذوری بار نقطه­ای در معادله­ خطی ماکسول به­دست می ­آید. همچنین اگر رابطه­ (۲-۴-۶) را بر حسب  های کوچک بسط دهیم داریم:
پایان نامه - مقاله - پروژه
(۲-۴-۸)
که نشان می­دهد همانند نظریه­ بورن- اینفلد میدان الکتریکی ذرات نقطه­ای در مبدا متناهی می­ شود.
۲-۵ نظریه­ غیرخطی الکترودینامیک: نظریه­ نمایی([۱۳]ENEF)
لاگرانژی غیرخطی نمایی نخستین بار در سال ۲۰۱۲ در مرجع ]۲۲[ ارائه شد. لاگرانژی غیرخطی نمایی به شکل
(۲-۵-۱)
می­باشد که در آن  پارامتر غیرخطی می­باشد. همان‌طوری در مرجع ]۲۲[ آمده، این لاگرانژی شبیه الکترودینامیک بورن و اینفلد واگرایی میدان الکتریکی در  از بین نمی­برد اما میدان الکتریکی بدست آمده برای ذرات باردار شبه نقطه­ای در  های کوچک و نزدیک به صفر خیلی کمتر از مقدار بدست آمده از معادلات ماکسول است. به عبارت دیگر شکل نمایی لاگرانژین الکترودینامیک از خصوصیاتی مابین الکترودینامیک بورن- اینفلد و الکترودینامیک ماکسول برای میدان الکتریکی ذرات باردار نقطه­ای برخوردار است. این خصوصیت جالب توجه، در واقع یک الگوی واقعی­تر و در عین حال انعطاف­پذیرتر از میدان­های الکترومناطیس ذرات باردار ارائه می­ کند.
اگر معادله (۲-۵-۱) را برحسب  های بزرگ بسط دهیم داریم:
(۲-۵-۲)
با اعمال  این لاگرانژی به  (لاگرانژی ماکسول) تبدیل می­ شود.
همچنین با وردش لاگرانژی نمایی نسبت به  ، معادلات غیرخطی الکترومغناطیسی نمایی حاصل می­گردد.
(۲-۵-۳)
که با حل معادله­ (۲-۵-۳) در یک فضازمان مینکوفسکی در n+1 بُعدی به معادله­:
(۲-۵-۴)
می­رسیم و با حل این معادله عبارت زیر برای میدان الکتریکی به­دست می ­آید:
(۲-۵-۵)
که در این رابطه  می­باشد. همچنین تابع  به صورت  تعریف می­ شود. اگر رابطه (۲-۵-۵)­ را بر حسب  های بزرگ بسط دهیم داریم:
(۲-۵-۶)
که در حد  و برای ۴- بُعد، همان میدان الکتریکی بار نقطه­ای در معادله­ خطی ماکسول استخراج می­ شود.
در پایان جهت مقایسه­ میدان­های غیرخطی با یکدیگر و نیز با میدان خطی ماکسول، این میدان­ها را در یک نمودار ترسیم می­کنیم:

شکل ۲-۲: نمودار  بر حسب  به ازای  ، خط پیوسته پررنگ مربوط به میدان ماکسول، خط نقطه­چین مربوط به میدان نمایی، خط پیوسته مربوط به میدان بورن- اینفلد و خط چین مربوط به لگاریتمی می­باشد.
همان­طور که در شکل (۲-۲) می­بینیم به ازای  های کوچک میدان الکتریکی ماکسول (خط پررنگ) به بی­نهایت میل می­ کند و میدان­های غیرخطی بورن- اینفلد و لگاریتمی (خط چین افقی و عمودی) به یک مقدار محدود و برابر میل می­ کنند و میدان غیرخطی نمایی به بی­نهایت میل می­ کند اما سرعت واگرایی آن کمتر از میدان ماکسول می­باشد.

 

               
 
موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...