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Matrix representation of Maxwell's equations

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1219: 5703: 892: 2459: 5309: 1214:{\displaystyle {\begin{aligned}&{\mathbf {\nabla } }\cdot {\mathbf {D} }\left({\mathbf {r} },t\right)=\rho \,\\&{\mathbf {\nabla } }\times {\mathbf {H} }\left({\mathbf {r} },t\right)-{\frac {\partial }{\partial t}}{\mathbf {D} }\left({\mathbf {r} },t\right)={\mathbf {J} }\,\\&{\mathbf {\nabla } }\times {\mathbf {E} }\left({\mathbf {r} },t\right)+{\frac {\partial }{\partial t}}{\mathbf {B} }\left({\mathbf {r} },t\right)=0\,\\&{\mathbf {\nabla } }\cdot {\mathbf {B} }\left({\mathbf {r} },t\right)=0\,.\end{aligned}}} 5698:{\displaystyle {\begin{aligned}{\mathbf {u} }({\mathbf {r} },t)&={\frac {1}{2v({\mathbf {r} },t)}}{\mathbf {\nabla } }v({\mathbf {r} },t)={\frac {1}{2}}{\mathbf {\nabla } }\left\{\ln v({\mathbf {r} },t)\right\}=-{\frac {1}{2}}{\mathbf {\nabla } }\left\{\ln n({\mathbf {r} },t)\right\}\\{\mathbf {w} }({\mathbf {r} },t)&={\frac {1}{2h({\mathbf {r} },t)}}{\mathbf {\nabla } }h({\mathbf {r} },t)={\frac {1}{2}}{\mathbf {\nabla } }\left\{\ln h({\mathbf {r} },t)\right\}\,\end{aligned}}} 2191: 33: 5228: 3531: 7144: 2454:{\displaystyle {\begin{aligned}{\rm {i}}\,{\frac {\partial }{\partial t}}{\mathbf {F} }^{\pm }\left({\mathbf {r} },t\right)&=\pm v\,{\mathbf {\nabla } }\times {\mathbf {F} }^{\pm }\left({\mathbf {r} },t\right)-{\frac {1}{\sqrt {2\epsilon \,}}}({\rm {i}}\,{\mathbf {J} })\\{\mathbf {\nabla } }\cdot {\mathbf {F} }^{\pm }\left({\mathbf {r} },t\right)&={\frac {1}{\sqrt {2\varepsilon \,}}}(\rho )\,.\end{aligned}}} 4910: 4168: 5023: 3322: 2042: 6261: 4508: 4000: 3311: 5223:{\displaystyle {\begin{aligned}{\text{ Velocity function:}}\,v({\mathbf {r} },t)&={\frac {1}{\sqrt {\epsilon ({\mathbf {r} },t)\mu ({\mathbf {r} },t)}}}\\{\text{Resistance function:}}\,h({\mathbf {r} },t)&={\sqrt {\frac {\mu ({\mathbf {r} },t)}{\epsilon ({\mathbf {r} },t)}}}\,.\end{aligned}}} 7192:
of matrix equations. In this representation, using 8 × 8 matrices, it has been possible to separate the dependence of the coupling between the upper components (Ψ) and the lower components (Ψ) through the two laboratory functions. Moreover, the exact matrix representation has an algebraic structure
7243:
is an approximation as one neglects the spatial and temporal derivatives of the permittivity and permeability of the medium. A new formalism of light beam optics has been developed, starting with the Maxwell's equations in a matrix form: a single entity containing all the four Maxwell's equations.
3526:{\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {\partial }{\partial t}}\Psi ^{+}&=-v\left\{{\mathbf {M} }\cdot {\mathbf {\nabla } }\right\}\Psi ^{+}-W^{+}\,\\{\frac {\partial }{\partial t}}\Psi ^{-}&=-v\left\{{\mathbf {M} }^{*}\cdot {\mathbf {\nabla } }\right\}\Psi ^{-}-W^{-}\,\end{aligned}}} 3836: 7139:{\displaystyle {\begin{aligned}&{\frac {\partial }{\partial t}}\left\left-{\frac {{\dot {v}}({\mathbf {r} },t)}{2v({\mathbf {r} },t)}}\left\left+{\frac {{\dot {h}}({\mathbf {r} },t)}{2h({\mathbf {r} },t)}}\left\left\\&=-v({\mathbf {r} },t)\left\left-\left\left\,\end{aligned}}} 1618: 3985: 6011: 3681: 2940: 878:. A matrix representation for an inhomogeneous medium was presented using a pair of matrix equations. A single equation using 4 × 4 matrices is necessary and sufficient for any homogeneous medium. For an inhomogeneous medium it necessarily requires 8 × 8 matrices. 4905:{\displaystyle {\begin{aligned}M_{x}M_{z}=-M_{z}M_{x}\,\\M_{y}M_{z}=-M_{z}M_{y}\,\\\\M_{x}^{2}=M_{y}^{2}=M_{z}^{2}=I\,\\\\M_{x}M_{y}=-M_{y}M_{x}={\rm {i}}M_{z}\,\\M_{y}M_{z}=-M_{z}M_{y}={\rm {i}}M_{x}\,\\M_{z}M_{x}=-M_{x}M_{z}={\rm {i}}M_{y}\,.\end{aligned}}} 4163:{\displaystyle \Omega ={\begin{bmatrix}{\mathbf {0} }&-{\mathbf {I} _{2}}\\{\mathbf {I} _{2}}&{\mathbf {0} }\end{bmatrix}}\,\qquad \beta ={\begin{bmatrix}{\mathbf {I} _{2}}&{\mathbf {0} }\\{\mathbf {0} }&-{\mathbf {I} _{2}}\end{bmatrix}}\,,} 1531: 2951: 1285: 4338: 4243: 6250: 3689: 5293: 2037:{\displaystyle {\begin{aligned}{\mathbf {F} }^{+}\left({\mathbf {r} },t\right)&={\frac {1}{\sqrt {2\,}}}\left\\{\mathbf {F} }^{-}\left({\mathbf {r} },t\right)&={\frac {1}{\sqrt {2\,}}}\left\,.\end{aligned}}} 4455:
Each of the four Maxwell's equations are obtained from the matrix representation. This is done by taking the sums and differences of row-I with row-IV and row-II with row-III respectively. The first three give the
5782: 3844: 5800: 3553: 2505: 2088: 1332: 2564: 2183: 6266: 5805: 5314: 5028: 4513: 3327: 2956: 2569: 2196: 1623: 897: 2548: 2131: 1379: 1439: 855: 590: 1566: 4451: 1603: 563: 4375: 3306:{\displaystyle {\begin{aligned}W^{+}&=\left({\frac {1}{\sqrt {2\epsilon }}}\right)\left\,\quad W^{-}=\left({\frac {1}{\sqrt {2\epsilon }}}\right)\left\,.\end{aligned}}} 1407: 575: 1427: 1234: 8055: 2558:
In order to obtain a single matrix equation instead of a pair, the following new functions are constructed using the components of the Riemann–Silberstein vector
7825: 4253: 8144: 7555: 7726:(1974). (unpublished notes), quoted after Mignani, R., Recami, E., and Baldo, M. About a Diraclike Equation for the Photon, According to Ettore Majorana. 826: 4176: 595: 6045: 605: 7217:
One of the early uses of the matrix forms of the Maxwell's equations was to study certain symmetries, and the similarities with the Dirac equation.
4391: 4387: 3831:{\displaystyle M_{y}={\rm {i}}{\begin{bmatrix}0&0&-1&0\\0&0&0&-1\\+1&0&0&0\\0&+1&0&0\end{bmatrix}},} 8023: 430: 7494: 7447: 5239: 7677: 5011: 3980:{\displaystyle M_{z}={\begin{bmatrix}+1&0&0&0\\0&+1&0&0\\0&0&-1&0\\0&0&0&-1\end{bmatrix}}\,.} 445: 67: 7783: 6006:{\displaystyle {\begin{aligned}{\mathbf {\Sigma } }=\left\,\qquad {\mathbf {\alpha } }=\left\,\qquad {\mathbf {I} }=\left\,\end{aligned}}} 5714: 7248:
in a unified manner. The beam-optical Hamiltonian derived from this matrix representation has an algebraic structure very similar to the
4935:
the Riemann–Silberstein vector has certain advantages over the other possible choices. The Riemann–Silberstein vector is well known in
3676:{\displaystyle M_{x}={\begin{bmatrix}0&0&1&0\\0&0&0&1\\1&0&0&0\\0&1&0&0\end{bmatrix}},} 7643: 325: 7818: 57: 8170: 2935:{\displaystyle {\begin{aligned}\Psi ^{+}({\mathbf {r} },t)&=\left\,\quad \Psi ^{-}({\mathbf {r} },t)=\left\,.\end{aligned}}} 7253: 2467: 2050: 1382: 1294: 240: 7221: 1609: 7971: 7669: 7635: 7434: 2464:
Thus by using the Riemann–Silberstein vector, it is possible to reexpress the Maxwell's equations for a medium with constant
819: 585: 62: 2140: 600: 305: 7811: 465: 455: 440: 205: 72: 7793: 505: 195: 8108: 4942:
In deriving the above 4×4 matrix representation of the Maxwell's equations, the spatial and temporal derivatives of ε(
758: 633: 530: 425: 7939: 7912: 258: 7737:
Moses, E. (1959).Solutions of Maxwell's equations in terms of a spinor notation: the direct and inverse problems.
7235:. Geometrical optics can be completely derived from the Maxwell's equations. This is traditionally done using the 4936: 1526:{\displaystyle v({\mathbf {r} },t)={\frac {1}{\sqrt {\varepsilon ({\mathbf {r} },t)\,\mu ({\mathbf {r} },t)\,}}}} 812: 773: 300: 290: 230: 225: 165: 5794:
The following matrices naturally arise in the exact matrix representation of the Maxwell's equation in a medium
8165: 8045: 7165:), the logarithmic gradient of the resistance function. These three matrices, for the resistance function are 2510: 2093: 1341: 743: 623: 310: 886:
Maxwell's equations in the standard vector calculus formalism, in an inhomogeneous medium with sources, are:
7510: 748: 718: 150: 140: 135: 8129: 7991: 7202: 7172:
The Maxwell's equations have been expressed in a matrix form for a medium with varying permittivity ε = ε(
5300: 570: 340: 115: 7256:. This approach is very similar to one developed for the quantum theory of charged-particle beam optics. 1540: 8134: 8103: 7966: 7887: 1386: 668: 355: 345: 295: 285: 32: 7232: 7194: 4416: 1571: 8093: 7917: 7877: 7539: 4480: 875: 859: 793: 693: 658: 410: 275: 175: 160: 95: 4958:) in the first two of the Maxwell's equations have been ignored. The ε and μ have been treated as 200: 8068: 7927: 7922: 7907: 7882: 7859: 7835: 7491: 7444: 7245: 7206: 4487: 4399: 4347: 3537: 753: 733: 728: 535: 520: 405: 375: 270: 1392: 8124: 8001: 7996: 7949: 7789: 7779: 7420: 7236: 7228: 7198: 7150: 4491: 4469: 871: 628: 368: 170: 130: 7597: 8139: 8088: 8033: 8013: 7899: 7748: 7673: 7665: 7639: 7631: 5015: 850: 688: 7531: 1280:{\displaystyle {\mathbf {D} }=\varepsilon \mathbf {E} \,,\quad \mathbf {B} =\mu \mathbf {H} } 8078: 8018: 7944: 7794:
Nachtrag zur Abhandlung ber Elektromagnetische Grundgleichungen in bivektorieller Behandlung
7709: 7506: 7401: 7240: 5788: 4395: 840: 788: 703: 663: 653: 540: 495: 478: 395: 330: 100: 24: 7389:
Bialynicki-Birula, I. (1994). On the wave function of the photon. Acta Physica Polonica A,
7188:), in presence of sources. This representation uses a single matrix equation, instead of a 8098: 8008: 7954: 7854: 7723: 7498: 7451: 4407: 1412: 867: 863: 723: 648: 643: 510: 385: 350: 245: 210: 110: 6761: 4333:{\displaystyle M_{x}=-\beta \Omega ,\qquad M_{y}={\rm {i}}\Omega ,\qquad M_{z}=\beta \,.} 763: 8028: 7983: 7961: 7849: 7752: 7583: 7405: 7249: 6037: 6029: 6021: 4499: 1430: 683: 678: 500: 390: 315: 265: 215: 188: 145: 120: 90: 83: 7566:
Maxwell Optics: I. An exact matrix representation of the Maxwell equations in a medium
8159: 7166: 798: 783: 768: 708: 420: 335: 320: 235: 220: 125: 7375:(Jagannathan et al., 1989, Jagannathan, 1990, Jagannathan and Khan 1996, Khan, 1997) 8063: 7705: 7653: 7502: 7477: 1335: 1225: 778: 673: 638: 580: 515: 400: 280: 155: 7766: 7514: 7044: 7001: 6686: 6608: 6501: 6449: 6342: 6290: 5951: 5887: 5823: 4238:{\displaystyle \mathbf {I} _{2}={\begin{bmatrix}1&0\\0&1\end{bmatrix}}\,,} 435: 7687: 7601: 7244:
Such a prescription is sure to provide a deeper understanding of beam-optics and
7469: 7193:
very similar to the Dirac equation. Maxwell's equations can be derived from the
6245:{\displaystyle {\mathbf {\sigma } }=(\sigma _{x},\sigma _{y},\sigma _{z})=\left} 698: 550: 380: 42: 8083: 8073: 7455: 4495: 4473: 415: 7934: 7803: 7762: 7712:(1931). Applications of spinor analysis to the Maxwell and Dirac Equations. 7699: 7613: 7424: 7409: 7149:
The above representation contains thirteen 8 × 8 matrices. Ten of these are
1608:
One possible way to obtain the required matrix representation is to use the
738: 713: 525: 450: 47: 7579: 7527: 7473: 4378:
Which only differ by a sign. For our purpose it is fine to use either Ω or
7220:
The matrix form of the Maxwell's equations is used as a candidate for the
7153:. The exceptional ones are the ones that contain the three components of 7683: 7661: 7573: 7565: 7428: 7416: 4970:
In an inhomogeneous medium, the spatial and temporal variations of ε = ε(
3547:
is a vector whose component elements are abstract 4×4 matricies given by
490: 485: 105: 5288:{\displaystyle \varepsilon ={\frac {1}{vh}}\,,\quad \mu ={\frac {h}{v}}} 7543: 844: 460: 7515:
Quantum theory of magnetic electron lenses based on the Dirac equation
8038: 545: 52: 5777:{\displaystyle n({\mathbf {r} },t)={\frac {c}{v({\mathbf {r} },t)}}} 7547: 7759:, Addison-Wesley Publishing Company, Reading, Massachusetts, USA. 7627: 5299:
These functions occur in the matrix representation through their
2137:
scalar constants under certain approximations), then the vectors
7784:
Elektromagnetische Grundgleichungen in bivektorieller Behandlung
7551: 7807: 7649: 7619: 7561: 4931:
continues to satisfy the algebra of the Dirac matrices. The Ψ
7456:
Quantum theory of electron lenses based on the Dirac equation
7622:. (2006b). Wavelength-Dependent Effects in Light Optics. in 7396:
Bialynicki-Birula, I. (1996a). The Photon Wave Function. In
4923:
unique. Different choices of Ψ would give rise to different
7692:
Optik-International Journal for Light and Electron Optics
7606:
Optik-International Journal for Light and Electron Optics
2500:{\displaystyle \varepsilon =\varepsilon (\mathbf {r} ,t)} 2083:{\displaystyle \varepsilon =\varepsilon (\mathbf {r} ,t)} 1327:{\displaystyle \varepsilon =\varepsilon (\mathbf {r} ,t)} 7626:, Editors: Volodymyr Krasnoholovets and Frank Columbus, 7654:
The Foldy-Wouthuysen Transformation Technique in Optics
7602:
The Foldy-Wouthuysen Transformation Technique in Optics
7096: 6203: 6153: 6114: 4200: 4092: 4015: 3866: 3718: 3575: 3171: 3004: 2788: 2613: 7584:
An Exact Matrix Representation of Maxwell's Equations
6264: 6048: 5803: 5717: 5312: 5242: 5026: 4511: 4419: 4350: 4256: 4179: 4003: 3847: 3692: 3556: 3325: 2954: 2567: 2513: 2470: 2194: 2178:{\displaystyle {\mathbf {F} }^{\pm }(\mathbf {r} ,t)} 2143: 2096: 2053: 1621: 1574: 1543: 1442: 1415: 1395: 1344: 1297: 1237: 895: 7239:. The derivation of the Helmholtz equation from the 8117: 8054: 7982: 7898: 7870: 7842: 7285: 7283: 7138: 6244: 6005: 5776: 5697: 5287: 5222: 4904: 4445: 4369: 4332: 4237: 4162: 3979: 3830: 3675: 3525: 3305: 2934: 2542: 2499: 2453: 2177: 2125: 2082: 2036: 1597: 1560: 1525: 1421: 1401: 1373: 1326: 1279: 1213: 7478:Quantum theory of the optics of charged particles 4939:and has certain interesting properties and uses. 7201:by the process of "wavization" analogous to the 7532:Quantum Theory of Charged-Particle Beam Optics 7488:, Academic Press, San Diego, pp. 257–358. 7819: 5006:), it is advantageous to use the two derived 820: 8: 7298:(Jackson, 1998; Panofsky and Phillips, 1962) 4986:) are not zero. That is they are no longer 7767:Maxwell's Equations From Geometrical Optics 2133:are scalar constants (or can be treated as 7826: 7812: 7804: 4382:. However, they have a different meaning: 827: 813: 31: 15: 7700:http://www.elsevier-deutschland.de/ijleo/ 7614:http://www.elsevier-deutschland.de/ijleo/ 7317: 7315: 7313: 7131: 7117: 7103: 7095: 7077: 7076: 7068: 7067: 7057: 7056: 7048: 7047: 7043: 7022: 7008: 7000: 6977: 6976: 6967: 6961: 6960: 6950: 6949: 6940: 6934: 6933: 6919: 6904: 6903: 6894: 6888: 6887: 6872: 6871: 6858: 6843: 6842: 6833: 6832: 6818: 6817: 6800: 6799: 6790: 6789: 6780: 6779: 6770: 6769: 6760: 6741: 6740: 6707: 6693: 6685: 6667: 6666: 6658: 6645: 6644: 6634: 6621: 6620: 6612: 6611: 6607: 6585: 6584: 6558: 6557: 6543: 6542: 6539: 6522: 6508: 6500: 6482: 6481: 6473: 6472: 6462: 6461: 6453: 6452: 6448: 6426: 6425: 6399: 6398: 6384: 6383: 6380: 6363: 6349: 6341: 6323: 6322: 6314: 6313: 6303: 6302: 6294: 6293: 6289: 6270: 6265: 6263: 6198: 6176: 6175: 6165: 6164: 6148: 6109: 6092: 6079: 6066: 6050: 6049: 6047: 5998: 5984: 5983: 5975: 5974: 5964: 5963: 5955: 5954: 5950: 5937: 5936: 5934: 5920: 5919: 5911: 5910: 5900: 5899: 5891: 5890: 5886: 5873: 5872: 5870: 5856: 5855: 5847: 5846: 5836: 5835: 5827: 5826: 5822: 5809: 5808: 5804: 5802: 5756: 5755: 5743: 5725: 5724: 5716: 5690: 5670: 5669: 5646: 5645: 5635: 5617: 5616: 5604: 5603: 5585: 5584: 5569: 5547: 5546: 5537: 5536: 5512: 5511: 5488: 5487: 5477: 5451: 5450: 5427: 5426: 5416: 5398: 5397: 5385: 5384: 5366: 5365: 5350: 5328: 5327: 5318: 5317: 5313: 5311: 5275: 5264: 5249: 5241: 5212: 5193: 5192: 5169: 5168: 5158: 5136: 5135: 5128: 5123: 5101: 5100: 5079: 5078: 5066: 5044: 5043: 5036: 5031: 5027: 5025: 4894: 4888: 4878: 4877: 4868: 4858: 4842: 4832: 4823: 4817: 4807: 4806: 4797: 4787: 4771: 4761: 4752: 4746: 4736: 4735: 4726: 4716: 4700: 4690: 4678: 4666: 4661: 4648: 4643: 4630: 4625: 4613: 4607: 4597: 4581: 4571: 4562: 4556: 4546: 4530: 4520: 4512: 4510: 4439: 4430: 4418: 4363: 4349: 4326: 4314: 4297: 4296: 4287: 4261: 4255: 4231: 4195: 4186: 4181: 4178: 4156: 4141: 4136: 4134: 4123: 4122: 4112: 4111: 4102: 4097: 4095: 4087: 4079: 4065: 4064: 4055: 4050: 4048: 4037: 4032: 4030: 4019: 4018: 4010: 4002: 3973: 3861: 3852: 3846: 3713: 3707: 3706: 3697: 3691: 3570: 3561: 3555: 3518: 3512: 3499: 3484: 3483: 3474: 3468: 3467: 3442: 3423: 3418: 3412: 3399: 3384: 3383: 3374: 3373: 3349: 3330: 3326: 3324: 3295: 3281: 3271: 3270: 3261: 3238: 3215: 3201: 3191: 3190: 3181: 3170: 3147: 3134: 3128: 3114: 3104: 3103: 3094: 3071: 3048: 3034: 3024: 3023: 3014: 3003: 2980: 2963: 2955: 2953: 2924: 2910: 2905: 2895: 2894: 2885: 2880: 2866: 2861: 2847: 2842: 2828: 2823: 2813: 2812: 2803: 2798: 2787: 2765: 2764: 2755: 2749: 2735: 2730: 2720: 2719: 2710: 2705: 2691: 2686: 2672: 2667: 2653: 2648: 2638: 2637: 2628: 2623: 2612: 2586: 2585: 2576: 2568: 2566: 2543:{\displaystyle \mu =\mu (\mathbf {r} ,t)} 2526: 2512: 2483: 2469: 2443: 2430: 2418: 2394: 2393: 2382: 2376: 2375: 2365: 2364: 2351: 2350: 2349: 2343: 2342: 2335: 2323: 2303: 2302: 2291: 2285: 2284: 2274: 2273: 2272: 2242: 2241: 2230: 2224: 2223: 2207: 2206: 2200: 2199: 2195: 2193: 2161: 2152: 2146: 2145: 2142: 2126:{\displaystyle \mu =\mu (\mathbf {r} ,t)} 2109: 2095: 2066: 2052: 2026: 2004: 2003: 1992: 1991: 1987: 1972: 1971: 1959: 1958: 1952: 1951: 1931: 1930: 1919: 1918: 1917: 1914: 1899: 1898: 1890: 1881: 1872: 1848: 1847: 1836: 1830: 1829: 1802: 1801: 1790: 1789: 1785: 1770: 1769: 1757: 1756: 1750: 1749: 1729: 1728: 1717: 1716: 1715: 1712: 1697: 1696: 1688: 1679: 1670: 1646: 1645: 1634: 1628: 1627: 1622: 1620: 1594: 1579: 1573: 1557: 1548: 1542: 1519: 1504: 1503: 1496: 1481: 1480: 1468: 1450: 1449: 1441: 1414: 1394: 1374:{\displaystyle \mu =\mu (\mathbf {r} ,t)} 1357: 1343: 1310: 1296: 1272: 1261: 1256: 1251: 1239: 1238: 1236: 1203: 1180: 1179: 1168: 1167: 1158: 1157: 1151: 1128: 1127: 1116: 1115: 1100: 1080: 1079: 1068: 1067: 1058: 1057: 1051: 1045: 1044: 1024: 1023: 1012: 1011: 996: 976: 975: 964: 963: 954: 953: 947: 924: 923: 912: 911: 902: 901: 896: 894: 7658:Advances in Imaging and Electron Physics 7558:, where the doctoral research was done). 7482:Advances in Imaging and Electron Physics 7441:, Third Edition, John Wiley & Sons. 7277:(Bialynicki-Birula, 1994, 1996a, 1996b) 7270: 576:Electromagnetism and special relativity 23: 8024:Atomic, molecular, and optical physics 7624:New Topics in Quantum Physics Research 7574:https://arxiv.org/abs/physics/0205083/ 7556:The Institute of Mathematical Sciences 6255:Finally, the matrix representation is 7796:. Ann. Phys. (Leipzig), 24, 783–784. 7688:Maxwell Optics of Quasiparaxial Beams 2550:as a pair of constitutive equations. 596:Maxwell equations in curved spacetime 7: 7786:, Ann. Phys. (Leipzig), 22, 579–586. 4494:. Moreover, they satisfy the usual ( 4343:Alternately, one may use the matrix 7757:Classical Electricity and Magnetics 7412:(ed.), Plenum Press, New York, 313. 1561:{\displaystyle \varepsilon _{0}=\,} 870:. These representations are for a 7550:. (complete thesis available from 7019: 7005: 6951: 6873: 6819: 6781: 6704: 6690: 6646: 6622: 6519: 6505: 6360: 6346: 6276: 6272: 6177: 6166: 5647: 5605: 5489: 5428: 5386: 4879: 4808: 4737: 4420: 4394:. The matrix Ω corresponds to the 4360: 4303: 4298: 4276: 4004: 3708: 3496: 3485: 3439: 3429: 3425: 3396: 3385: 3346: 3336: 3332: 3272: 3192: 3105: 3025: 2896: 2814: 2752: 2721: 2639: 2573: 2366: 2344: 2275: 2213: 2209: 2201: 1953: 1751: 1159: 1106: 1102: 1059: 1002: 998: 955: 903: 856:formulation of Maxwell's equations 14: 4990:constant. Instead of using ε = ε( 4446:{\displaystyle \Omega =J^{-1}\,.} 7398:Coherence and Quantum Optics VII 7233:Fermat's principle of least time 7078: 7069: 7058: 7049: 6978: 6962: 6935: 6905: 6889: 6844: 6834: 6801: 6791: 6771: 6742: 6668: 6613: 6586: 6559: 6483: 6474: 6463: 6454: 6427: 6400: 6324: 6315: 6304: 6295: 5985: 5976: 5965: 5956: 5938: 5921: 5892: 5848: 5837: 5810: 5757: 5726: 5671: 5618: 5586: 5548: 5538: 5513: 5452: 5399: 5367: 5329: 5319: 5194: 5170: 5137: 5102: 5080: 5045: 4182: 4137: 4124: 4113: 4098: 4066: 4051: 4033: 4020: 3469: 3375: 2945:The vectors for the sources are 2766: 2587: 2527: 2484: 2395: 2377: 2352: 2304: 2286: 2243: 2225: 2162: 2147: 2110: 2067: 2005: 1993: 1973: 1932: 1920: 1900: 1849: 1831: 1803: 1791: 1771: 1730: 1718: 1698: 1647: 1629: 1598:{\displaystyle \mu _{0}=4\pi \,} 1505: 1482: 1451: 1358: 1311: 1273: 1262: 1252: 1240: 1181: 1169: 1129: 1117: 1081: 1069: 1046: 1025: 1013: 977: 965: 925: 913: 8145:Timeline of physics discoveries 7630:, New York, pp. 163–204. ( 7415:Bialynicki-Birula, I. (1996b). 5935: 5871: 5268: 4309: 4282: 4080: 3994:-matrices may be formed using: 3129: 2750: 1260: 7664:, Amsterdam, pp. 49–78. ( 6753: 6737: 6597: 6581: 6570: 6554: 6438: 6422: 6411: 6395: 6098: 6059: 5768: 5752: 5737: 5721: 5682: 5666: 5629: 5613: 5597: 5581: 5559: 5543: 5524: 5508: 5463: 5447: 5410: 5394: 5378: 5362: 5340: 5324: 5205: 5189: 5181: 5165: 5148: 5132: 5113: 5097: 5091: 5075: 5056: 5040: 2777: 2761: 2598: 2582: 2537: 2523: 2494: 2480: 2440: 2434: 2357: 2339: 2172: 2158: 2120: 2106: 2077: 2063: 1984: 1968: 1911: 1895: 1782: 1766: 1709: 1693: 1516: 1500: 1493: 1477: 1462: 1446: 1368: 1354: 1321: 1307: 849:matrix representations of the 1: 7656:, In Hawkes Peter, W. (ed.), 7480:. In Hawkes Peter, W. (ed.), 6028:are the matrices used in the 5233:In terms of these functions: 4370:{\displaystyle J=-\Omega \,.} 601:Relativistic electromagnetism 7252:, making it amenable to the 4413:Note the important relation 1402:{\displaystyle \varepsilon } 1389:). For a homogeneous medium 8109:Quantum information science 4472:and the last one gives the 1224:The media is assumed to be 8187: 7940:Classical electromagnetism 7348:(Bialynicki-Birula, 1996b) 7307:Silberstein (1907a, 1907b) 7254:Foldy-Wouthuysen technique 1610:Riemann–Silberstein vector 1433:in the medium is given by 1383:permeability of the medium 1336:permittivity of the medium 843:, a branch of fundamental 326:Liénard–Wiechert potential 7439:Classical Electrodynamics 7321:Bialynicki-Birula (1996b) 7180:) and permeability μ = μ( 4937:classical electrodynamics 874:, an approximation in an 591:Mathematical descriptions 301:Electromagnetic radiation 291:Electromagnetic induction 231:Magnetic vector potential 226:Magnetic scalar potential 8046:Condensed matter physics 7728:Lettere al Nuovo Cimento 5033: Velocity function: 4927:, such that the triplet 2047:If for a certain medium 7628:Nova Science Publishers 7612:(10), pp. 481–488 5301:logarithmic derivatives 141:Electrostatic induction 136:Electrostatic discharge 8130:Nobel Prize in Physics 7992:Relativistic mechanics 7552:Dspace of IMSc Library 7140: 6246: 6036:is the triplet of the 6007: 5778: 5699: 5289: 5224: 4906: 4498:-like) algebra of the 4447: 4371: 4334: 4239: 4164: 3981: 3832: 3677: 3527: 3307: 2936: 2544: 2501: 2455: 2179: 2127: 2084: 2038: 1599: 1562: 1527: 1423: 1403: 1375: 1328: 1281: 1215: 571:Electromagnetic tensor 8135:Philosophy of physics 7431:, Amsterdam, 245–294. 7141: 6247: 6008: 5779: 5700: 5290: 5225: 4907: 4448: 4372: 4335: 4240: 4165: 3982: 3833: 3678: 3528: 3308: 2937: 2545: 2502: 2456: 2180: 2128: 2085: 2039: 1600: 1563: 1528: 1424: 1404: 1387:constitutive equation 1376: 1329: 1282: 1216: 564:Covariant formulation 356:Synchrotron radiation 296:Electromagnetic pulse 286:Electromagnetic field 8094:Mathematical physics 7540:University of Madras 7417:Photon wave function 6262: 6046: 5801: 5715: 5310: 5240: 5125:Resistance function: 5024: 5008:laboratory functions 4966:Inhomogeneous medium 4509: 4417: 4348: 4254: 4177: 4001: 3845: 3690: 3554: 3323: 2952: 2565: 2511: 2468: 2192: 2141: 2094: 2051: 1619: 1572: 1568:8.85 × 10 C·N·m and 1541: 1440: 1422:{\displaystyle \mu } 1413: 1393: 1342: 1295: 1235: 893: 876:inhomogeneous medium 606:Stress–energy tensor 531:Reluctance (complex) 276:Displacement current 8171:Maxwell's equations 8069:Atmospheric physics 7908:Classical mechanics 7836:branches of physics 7507:Sudarshan, E. C. G. 7366:(Khan, 2006a, 2008) 7357:(Khan, 2006b, 2010) 7241:Maxwell's equations 7222:Photon Wavefunction 7207:classical mechanics 6022:Dirac spin matrices 5012:resistance function 4671: 4653: 4635: 4406:corresponds to the 4400:classical mechanics 3538:complex conjugation 2915: 2890: 2871: 2852: 2833: 2808: 2740: 2715: 2696: 2677: 2658: 2633: 1429:are constants. The 851:Maxwell's equations 521:Magnetomotive force 406:Electromotive force 376:Alternating current 311:Jefimenko equations 271:Cyclotron radiation 8125:History of physics 7790:Ludwig Silberstein 7780:Ludwig Silberstein 7749:Panofsky, W. K. H. 7497:2017-02-02 at the 7450:2017-02-02 at the 7421:Progress in Optics 7289:(Khan, 2002, 2005) 7237:Helmholtz equation 7229:geometrical optics 7227:Historically, the 7199:geometrical optics 7195:Fermat's principle 7136: 7134: 7125: 7085: 7030: 6990: 6715: 6675: 6530: 6490: 6371: 6331: 6242: 6231: 6189: 6139: 6003: 6001: 5992: 5928: 5864: 5774: 5695: 5693: 5285: 5220: 5218: 4902: 4900: 4657: 4639: 4621: 4468:components of the 4443: 4367: 4330: 4235: 4225: 4160: 4150: 4073: 3977: 3967: 3828: 3819: 3673: 3664: 3523: 3521: 3303: 3301: 3289: 3122: 2932: 2930: 2918: 2901: 2876: 2857: 2838: 2819: 2794: 2743: 2726: 2701: 2682: 2663: 2644: 2619: 2554:Homogeneous medium 2540: 2497: 2451: 2449: 2175: 2123: 2080: 2034: 2032: 1595: 1558: 1523: 1419: 1399: 1371: 1324: 1277: 1211: 1209: 872:homogeneous medium 369:Electrical network 206:Gauss magnetic law 171:Static electricity 131:Electric potential 8153: 8152: 8140:Physics education 8089:Materials science 8056:Interdisciplinary 8014:Quantum mechanics 7771:Physics Letters A 7769:. 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