G* =  = OPERADOR QUÂNTICO DE GRACELI.


    EQUAÇÃO DE GRACELI.. PARA INTERAÇÕES DE ONDAS E INTERAÇÕES DAS FORÇAS FUNDAMENTAIS

/

G* =  = [          ] ω   / T] / c [    [x,t] ]  = 


 { -1 / G* =   / T] /  c} =

G* = = OPERADOR DE GRACELI = Em mecânica quântica, o OPERADOR DE GRACELI [ G* =]  é um operador cujo observável corresponde à  ENERGIA TOTAL DO SISTEMA , TODAS AS INTERAÇÕES INCLUINDO TODAS AS INTERAÇÕES DAS FORÇAS FUNDAMENTAIS [AS QUATRO FORÇAS] [ELETROMAGNÉTICA, FORTE, FRACA E GRAVITACIONAL], INTERAÇÕES SPINS-ÓRBITAS, ESTRUTURRA ELETRÔNICA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS, TRANSFORMAÇÕES, SISTEMAS DE ONDAS QUÂNTICAS, MOMENTUM MAGNÉTICO de cada elemento químico e partícula, NÍVEIS DE ENERGIA , número quântico , e o  sistema GENERALIZADO GRACELI.


COMO TAMBÉM ESTÁ RELACIONADO A TODO SISTEMA CATEGORIAL GRACELI, TENSORIAL GRACELI DIMENSIONAL DE GRACELI..



    /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  = 


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =



Momento magnético do eletrão[editar | editar código-fonte]

O momento (dipolar) magnético de um eletrão é:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    = /


 

é o tensor de tensão de Maxwell e c é a velocidade da luz. Assim,  é expresso e medido em unidades de pressão do S.I. (pascal).

onde  é o tensor eletromagnético e onde  é o tensor métrico de Minkowski [en] de assinatura métrica (− + + +). Ao usar a métrica com assinatura (+ − − −), a expressão à direita do sinal de igual terá sinal oposto.







  1. Essa expressão contém todos os aspectos do eletromagnetismo e do momento e é relativamente fácil de calcular. Pode ser escrito de forma mais compacta introduzindo o tensor de tensão de Maxwell,

      G =  

      G =    

      G =   

     G=  G* =  =

     G =     ω 

      G=   G* =   / T] /  c}

     G =  [          ] ω   / T] / c [ =


     G =       /   /    

    G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

     G=    

     G=   

     G =   =

     G =    =

    Todos, exceto o último termo de  podem ser escritos como a divergência do tensor de tensão de Maxwell, dando:

      G =  

      G =    

      G =   

     G=  G* =  =

     G =     ω 

      G=   G* =   / T] /  c}

     G =  [          ] ω   / T] / c [ =


     G =       /   /    

    G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

     G=    

     G=   

     G =   =

     G =    =

    Como no teorema de Poynting, o segundo termo no lado direito da equação acima pode ser interpretado como a derivada temporal da densidade de momento do campo eletromagnético, enquanto o primeiro termo é a derivada temporal da densidade de momento para as partículas massivas. Desta forma, a equação acima será a lei de conservação do momento na eletrodinâmica clássica. onde o vetor de Poynting foi introduzido

      G =  

      G =    

      G =   

     G=  G* =  =

     G =     ω 

      G=   G* =   / T] /  c}

     G =  [          ] ω   / T] / c [ =


     G =       /   /    

    G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

     G=    

     G=   

     G =   =

     G =    =

na relação acima para a conservação do momento,  é a densidade do fluxo de momento e desempenha um papel semelhante a  no teorema de Poynting.

A derivação acima assume conhecimento completo de ambos  e  (tanto cargas livres quanto limitadas e correntes). Para o caso de materiais não lineares (como ferro magnético com uma curva BH), o tensor de tensão de Maxwell não linear deve ser usado.[1]

Equação[editar | editar código-fonte]

Na física, o tensor de tensão de Maxwell é o tensor de tensão de um campo eletromagnético. Conforme derivado acima em unidades S.I., é dado por:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

,

onde  é a constante elétrica e  é a constante magnética é o campo elétrico é o campo magnético e  é o delta de Kronecker. Na unidade cgs gaussiana, é dado por:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

,

onde  é o campo magnetizante [en].

Uma forma alternativa de expressar este tensor é:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

onde  é o produto diádico, e o último tensor é a díade unitária:

O elemento  do tensor de tensão de Maxwell tem unidades de momento por unidade de área por unidade de tempo e fornece o fluxo de momento paralelo ao -ésimo eixo cruzando uma superfície normal ao -ésimo eixo (na direção negativa) por unidade de tempo.

Essas unidades também podem ser vistas como unidades de força por unidade de área (pressão negativa), e o elemento  do tensor também pode ser interpretado como a força paralela ao -ésimo eixo sofrida por uma superfície normal ao -ésimo eixo por unidade de área. De fato, os elementos diagonais fornecem a tensão (puxando) atuando em um elemento de área diferencial normal ao eixo correspondente. Ao contrário das forças devido à pressão de um gás ideal, um elemento de área no campo eletromagnético também sente uma força em uma direção que não é normal ao elemento. Este cisalhamento é dado pelos elementos fora da diagonal do tensor de tensão.

O tensor de tensão de Maxwell é um número complexo cuja parte real é a densidade de fluxo de momento [en] de Poynting.[2]

Na magnetostática[editar | editar código-fonte]

Se o campo for apenas magnético (o que é amplamente verdadeiro em motores, por exemplo), alguns dos termos desaparecem e a equação em unidades S.I. torna-se:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

Para objetos cilíndricos, como o rotor de um motor, isso é ainda mais simplificado para:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

onde  é o cisalhamento na direção radial (para fora do cilindro) e  é o cisalhamento na direção tangencial (ao redor do cilindro). É a força tangencial que gira o motor.  é a densidade de fluxo na direção radial, e  é a densidade de fluxo na direção tangencial.

Na eletrostática[editar | editar código-fonte]

Na eletrostática, os efeitos do magnetismo não estão presentes. Neste caso, o campo magnético desaparece, ou seja, , e obtemos o tensor de tensão de Maxwell eletrostático. Ele é dado na forma de componentes por:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

e na forma simbólica por:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

onde  é o tensor de identidade apropriado geralmente .

Autovalor[editar | editar código-fonte]

Os autovalores do tensor de tensão de Maxwell são dados por:


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

Esses autovalores são obtidos pela aplicação iterativa do lema dos determinantes da matriz [en], em conjunto com a fórmula de Sherman–Morrison [en].

Observando que a matriz de equação característica, , pode ser escrita como

onde

definimos


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

Aplicando o Lema do Determinante da Matriz uma vez, isso nos dá

Aplicá-lo novamente produz,

A partir do último multiplicando no RHS, vemos imediatamente que  é um dos autovalores.

Para encontrar o inverso de  , usamos a fórmula de Sherman-Morrison:

Fatorando um termo  no determinante, resta-nos encontrar os zeros da função racional:

Assim, uma vez que resolvemos


  G =  

  G =    

  G =   

 G=  G* =  =

 G =     ω 

  G=   G* =   / T] /  c}

 G =  [          ] ω   / T] / c [ =


 G =       /   /    

G* =  = [          ] ω   / T] / c    [x,t] ]  =

 G=    

 G=   

 G =   =

 G =    =

obtemos os outros dois autovalores.

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