当麦克斯韦方程组描绘带电粒子怎样产生电磁场的同时,洛伦兹力方程描绘了移动于电磁场的带电粒子所感受到的电磁力。这使得整个电磁动力的图画得以完整。在一个复杂的物理系统里,带电粒子可能还会感受到别种作用力,像万有引力 或核力 。麦克斯韦方程组并非与这些作用力完全无关;而是通过带电粒子或电流密度与这些作用力耦合。
对于实际的物质,在原则上和计算的复杂程度上,洛伦兹力方程都不足以描述一群粒子的物理行为。在物质介质里的带电粒子,必须同时地响应和生成电磁场。除此以外,还必须考虑到描述这一群粒子的运动的传输方程,例如,玻尔兹曼传输方程 (Boltzmann equation )、福克-普朗克方程 [ 3] (Fokker–Planck equation )、纳维-斯托克斯方程 、等等。请参阅磁流体力学 、超导现象 、恒星演化 、等等。在这些学术领域研究的科学家必须解析复杂的传输方程,求得带电粒子在时间和空间方面的响应。
或许有些读者会认为这些理论只是靠着近似来处理一个大系综 的带电粒子。从更深的层面来看,带电粒子也会对非电磁力,像万有引力,核力或边界条件 等等,产生响应。
许多经典电磁学教科书会用洛伦兹力定律来定义电场和磁场。
假设检验电荷静止不动,
v
=
0
{\displaystyle \mathbf {v} =0}
,则洛伦兹力方程变为
F
=
q
E
{\displaystyle \mathbf {F} =q\mathbf {E} }
。
采用国际单位制 ,假设检验电荷的电量为1库仑 ,作用于检验电荷的劳伦兹力为1牛顿 ,则检验电荷感受到的电场为1牛顿/库仑。
假设电场为零,则作用于电荷
q
{\displaystyle q}
的洛伦兹力是
F
=
q
v
×
B
{\displaystyle \mathbf {F} =q\mathbf {v} \times \mathbf {B} }
。
对于一条线电荷密度为
λ
{\displaystyle \lambda }
的载流导线,总作用力为
F
=
∫
C
v
×
B
d
q
=
∫
C
v
×
B
λ
d
ℓ
=
∫
C
I
×
B
d
ℓ
{\displaystyle \mathbf {F} =\int _{\mathbb {C} }\mathbf {v} \times \mathbf {B} \mathrm {d} q=\int _{\mathbb {C} }\mathbf {v} \times \mathbf {B} \lambda \mathrm {d} \ell =\int _{\mathbb {C} }\mathbf {I} \times \mathbf {B} \mathrm {d} \ell }
;
其中,
C
{\displaystyle \mathbb {C} }
是积分路径,
I
=
λ
v
{\displaystyle \mathbf {I} =\lambda \mathbf {v} }
是电流矢量。
假设电流是稳定电流,则可以将电流从积分内提出,用矢量
d
ℓ
{\displaystyle \mathrm {d} {\boldsymbol {\ell }}}
来表示电流
I
{\displaystyle \mathbf {I} }
的方向:
F
=
I
∫
C
d
ℓ
×
B
{\displaystyle \mathbf {F} =I\int _{\mathbb {C} }\mathrm {d} {\boldsymbol {\ell }}\times \mathbf {B} }
。
这公式给出了,在磁场内,载流导线感受到的磁场力。
使用这公式和毕奥-萨伐尔定律 ,就可以推导出安培力定律 (详尽细节,请参阅安培力定律 )。
假设,磁场是均匀磁场,积分路径是垂直于磁场的直线,则
F
=
I
L
B
{\displaystyle F=ILB}
;
其中,
L
{\displaystyle L}
是积分路径
C
{\displaystyle \mathbb {C} }
的长度,
采用国际单位制,假设检验电流为1安培 ,作用于载流导线的单位长度的洛伦兹力为1牛顿 /米 ,则检验电流感受到的磁场为1特斯拉 。
在时间
t
{\displaystyle t}
,以闭回路
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
为边缘的曲面
Σ
(
t
)
{\displaystyle \Sigma (t)}
,和在此曲面
Σ
(
t
)
{\displaystyle \Sigma (t)}
某些位置的磁场
B
(
r
,
t
)
{\displaystyle \mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)}
。
一个以常速度
v
{\displaystyle \mathbf {v} }
移动于磁场
B
(
r
,
t
)
{\displaystyle \mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)}
的闭回路
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
。
法拉第电磁感应定律阐明,穿过任意闭回路的磁通量 的变化率,与这回路的电动势成正比:
E
=
−
d
Φ
B
d
t
{\displaystyle {\mathcal {E}}=-{\frac {\mathrm {d} \Phi _{B}}{\mathrm {d} t}}}
;
其中,
E
{\displaystyle {\mathcal {E}}}
是电动势,
Φ
B
{\displaystyle \Phi _{B}}
是磁通量,
t
{\displaystyle t}
是时间。
在时间
t
{\displaystyle t}
通过任意曲面
Σ
(
t
)
{\displaystyle \Sigma (t)}
的磁通量
Φ
B
(
t
)
{\displaystyle \Phi _{B}(t)}
定义为
Φ
B
(
t
)
=
d
e
f
∫
Σ
(
t
)
B
(
r
,
t
)
⋅
d
a
{\displaystyle \Phi _{B}(t)\ {\stackrel {def}{=}}\ \int _{\Sigma (t)}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)\cdot d\mathbf {a} }
;
其中,
r
{\displaystyle \mathbf {r} }
是位置,
d
a
{\displaystyle d\mathbf {a} }
是微小面元素。
给予一个以常速度
v
{\displaystyle \mathbf {v} }
移动于磁场的闭回路
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
。那么,磁通量对于时间的全微分 是[ 5]
d
Φ
B
(
t
)
=
∫
Σ
(
t
+
d
t
)
B
(
r
,
t
+
d
t
)
⋅
d
a
−
∫
Σ
(
t
)
B
(
r
,
t
)
⋅
d
a
=
∫
Σ
(
t
+
d
t
)
B
(
r
,
t
)
⋅
d
a
+
∫
Σ
(
t
+
d
t
)
∂
B
(
r
,
t
)
∂
t
d
t
⋅
d
a
−
∫
Σ
(
t
)
B
(
r
,
t
)
⋅
d
a
=
∫
Σ
(
t
+
d
t
)
∂
B
(
r
,
t
)
∂
t
d
t
⋅
d
a
+
∫
Σ
t
o
t
a
l
B
(
r
,
t
)
⋅
d
a
−
∫
Σ
r
i
b
b
o
n
B
(
r
,
t
)
⋅
d
a
{\displaystyle {\begin{aligned}d\Phi _{B}(t)&=\int _{\Sigma (t+dt)}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t+dt)\cdot d\mathbf {a} -\int _{\Sigma (t)}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)\cdot d\mathbf {a} \\&=\int _{\Sigma (t+dt)}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)\cdot d\mathbf {a} +\int _{\Sigma (t+dt)}{\frac {\partial \mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)}{\partial t}}dt\cdot d\mathbf {a} -\int _{\Sigma (t)}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)\cdot d\mathbf {a} \\&=\int _{\Sigma (t+dt)}{\frac {\partial \mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)}{\partial t}}dt\cdot d\mathbf {a} +\int _{\Sigma _{total}}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)\cdot d\mathbf {a} -\int _{\Sigma _{ribbon}}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)\cdot d\mathbf {a} \\\end{aligned}}}
;
其中,
Σ
(
t
)
{\displaystyle \Sigma (t)}
是边缘为
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
的曲面,
Σ
t
o
t
a
l
{\displaystyle \Sigma _{total}}
是包括
Σ
(
t
+
d
t
)
{\displaystyle \Sigma (t+dt)}
、
−
Σ
(
t
)
{\displaystyle -\Sigma (t)}
和
Σ
r
i
b
b
o
n
{\displaystyle \Sigma _{ribbon}}
的闭曲面,
Σ
r
i
b
b
o
n
{\displaystyle \Sigma _{ribbon}}
是边缘
∂
Σ
(
t
+
d
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t+dt)}
和
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
形成的边缘曲面。
根据散度定理 和高斯磁定律 ,
∫
Σ
t
o
t
a
l
B
⋅
d
a
=
∫
V
t
o
t
a
l
∇
⋅
B
d
τ
=
0
{\displaystyle \int _{\Sigma _{total}}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {a} =\int _{\mathbb {V} _{total}}\nabla \cdot \mathbf {B} d\tau =0}
;
其中,
V
t
o
t
a
l
{\displaystyle \mathbb {V} _{total}}
是闭曲面
Σ
t
o
t
a
l
{\displaystyle \Sigma _{total}}
包含的空间,
d
τ
{\displaystyle d\tau }
是微小体元素。
通过边缘曲面
Σ
r
i
b
b
o
n
{\displaystyle \Sigma _{ribbon}}
的磁通量可以改变成一个线积分:
∫
Σ
r
i
b
b
o
n
B
⋅
d
a
=
∫
∂
Σ
(
t
)
B
⋅
[
d
ℓ
×
(
v
d
t
)
]
=
∫
∂
Σ
(
t
)
[
(
v
d
t
)
×
B
]
⋅
d
ℓ
{\displaystyle \int _{\Sigma _{ribbon}}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {a} =\int _{\partial \Sigma (t)}\mathbf {B} \cdot [d{\boldsymbol {\ell }}\times (\mathbf {v} dt)]=\int _{\partial \Sigma (t)}[(\mathbf {v} dt)\times \mathbf {B} ]\cdot d{\boldsymbol {\ell }}}
。
所以,磁通量对于时间的全导数,或磁通量的变化率为
d
Φ
B
(
t
)
d
t
=
∫
Σ
(
t
+
d
t
)
∂
B
(
r
,
t
)
∂
t
⋅
d
a
−
∫
∂
Σ
(
t
)
v
×
B
⋅
d
ℓ
{\displaystyle {\frac {d\Phi _{B}(t)}{dt}}=\int _{\Sigma (t+dt)}{\frac {\partial \mathbf {B} (\mathbf {r} ,\,t)}{\partial t}}\cdot d\mathbf {a} -\int _{\partial \Sigma (t)}\mathbf {v} \times \mathbf {B} \cdot d{\boldsymbol {\ell }}}
。
运动于移动的闭回路
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
的一个电荷
q
{\displaystyle q}
的速度
w
{\displaystyle \mathbf {w} }
为
w
=
u
+
v
{\displaystyle \mathbf {w} =\mathbf {u} +\mathbf {v} }
;
其中,
u
{\displaystyle \mathbf {u} }
是相对于闭回路
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
的电荷运动速度,
v
{\displaystyle \mathbf {v} }
是闭回路
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
的移动速度。
这电荷会感受到洛伦兹力
F
=
q
(
E
+
w
×
B
)
{\displaystyle \mathbf {F} =q(\mathbf {E} +\mathbf {w} \times \mathbf {B} )}
;
电动势
E
{\displaystyle {\mathcal {E}}}
定义为
E
=
d
e
f
∫
∂
Σ
F
q
⋅
d
ℓ
=
∫
∂
Σ
(
E
+
w
×
B
)
⋅
d
ℓ
{\displaystyle {\mathcal {E}}\ {\stackrel {def}{=}}\ \int _{\partial \Sigma }{\frac {\mathbf {F} }{q}}\cdot d{\boldsymbol {\ell }}=\int _{\partial \Sigma }(\mathbf {E} +\mathbf {w} \times \mathbf {B} )\cdot d{\boldsymbol {\ell }}}
。
根据法拉第电磁感应定律,
E
=
−
d
Φ
B
d
t
=
∫
∂
Σ
(
E
+
w
×
B
)
⋅
d
ℓ
{\displaystyle {\mathcal {E}}=-{\frac {\mathrm {d} \Phi _{B}}{\mathrm {d} t}}=\int _{\partial \Sigma }(\mathbf {E} +\mathbf {w} \times \mathbf {B} )\cdot d{\boldsymbol {\ell }}}
。
在计算积分时,闭回路
∂
Σ
(
t
)
{\displaystyle \partial \Sigma (t)}
的微小线元素
d
ℓ
{\displaystyle d{\boldsymbol {\ell }}}
与正在那位置的电荷的
u
{\displaystyle \mathbf {u} }
平行。所以,
d
Φ
B
(
t
)
d
t
=
−
∫
∂
Σ
(
E
+
v
×
B
)
⋅
d
ℓ
{\displaystyle {\frac {d\Phi _{B}(t)}{dt}}=-\int _{\partial \Sigma }(\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} )\cdot d{\boldsymbol {\ell }}}
。
令两个磁通量变化率的方程相等,除去同有的移动的闭回路项目,则可得到
∫
∂
Σ
E
⋅
d
ℓ
=
−
∫
Σ
∂
B
∂
t
⋅
d
a
{\displaystyle \int _{\partial \Sigma }\mathbf {E} \cdot d{\boldsymbol {\ell }}=-\int _{\Sigma }{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}\cdot d\mathbf {a} }
。
应用斯托克斯定理 ,
∫
∂
Σ
E
⋅
d
ℓ
=
∫
Σ
∇
×
E
⋅
d
a
{\displaystyle \int _{\partial \Sigma }\mathbf {E} \cdot d{\boldsymbol {\ell }}=\int _{\Sigma }\nabla \times \mathbf {E} \cdot d\mathbf {a} }
,可以得到
∫
Σ
(
∇
×
E
+
∂
B
∂
t
)
⋅
d
a
=
0
{\displaystyle \int _{\Sigma }\left(\nabla \times \mathbf {E} +{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}\right)\cdot d\mathbf {a} =0}
。
由于
Σ
{\displaystyle \Sigma }
是任意取面,可以将被积式从积分中取出:
∇
×
E
=
−
∂
B
∂
t
{\displaystyle \nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}}
。
这是麦克斯韦-法拉第方程 。由于这方程的右手边是个对于时间的偏导数项目,只涉及固定的闭回路,不能用来计算移动中的闭回路。
用麦克斯韦-法拉第方程,通常对于时间的偏导数的诠释只限制为固定边界。而在另一方面,不论导线的闭回路是刚硬固定的、是在运动中、是在形变 过程中,不论磁场是不含时的或含时的,法拉第电磁感应定律都成立。但是,对于某些案例,法拉第电磁感应定律并不适用或使用起来很困难。这时候,必须使用洛伦兹力定律。详尽细节,请参阅法拉第电磁感应定律不适用案例 。
假设闭回路移动于不含时间的磁场
B
{\displaystyle \mathbf {B} }
,通过闭回路的磁通量
Φ
B
{\displaystyle \Phi _{B}}
会因为几种因素而改变:例如,假若磁场
B
{\displaystyle \mathbf {B} }
随着位置改变,闭回路移动至不同磁场
B
{\displaystyle \mathbf {B} }
的位置,则磁通量
Φ
B
{\displaystyle \Phi _{B}}
会改变。或者,假若相对于磁场,闭回路的定向 改变,由于微小元素
B
⋅
d
A
{\displaystyle \mathbf {B} \cdot d\mathbf {A} }
的改变,磁通量
Φ
B
{\displaystyle \Phi _{B}}
也会改变。再举一个例子,假若闭回路扫掠过一个均匀的不含时磁场,由于闭回路的形变,磁通量
Φ
B
{\displaystyle \Phi _{B}}
会改变。对于这三个案例,法拉第电磁感应定律正确地计算出磁通量变化率
d
Φ
B
d
t
{\displaystyle {\frac {d\Phi _{B}}{dt}}}
所产生的电动势。
对比前面所述状况,假设固定的闭回路处于含时磁场
B
{\displaystyle \mathbf {B} }
,麦克斯韦-法拉第方程会显示出一个非保守性的电场
E
{\displaystyle \mathbf {E} }
产生于闭回路,靠着洛伦兹力的
q
E
{\displaystyle q\mathbf {E} }
项目,驱使载电粒子移动于导线。这状况也会改变磁通量
Φ
B
{\displaystyle \Phi _{B}}
,法拉第电磁感应定律也会正确地计算出磁通量变化率
d
Φ
B
d
t
{\displaystyle {\frac {d\Phi _{B}}{dt}}}
所产生的电动势。
根据亥姆霍兹分解 (Helmholtz decomposition ),电场和磁场可以用电势
ϕ
{\displaystyle \phi }
和磁矢势
A
{\displaystyle \mathbf {A} }
来表达:
E
=
−
∇
ϕ
−
∂
A
∂
t
{\displaystyle \mathbf {E} =-\nabla \phi -{\frac {\partial \mathbf {A} }{\partial t}}}
B
=
∇
×
A
{\displaystyle \mathbf {B} =\nabla \times \mathbf {A} }
其中∇为梯度,∇⋅ 为散度,∇× 为旋度 。
将这两个公式代入洛伦兹力方程,则可得到
F
=
q
[
−
∇
ϕ
−
∂
A
∂
t
+
v
×
(
∇
×
A
)
]
{\displaystyle \mathbf {F} =q\left[-\nabla \phi -{\frac {\partial \mathbf {A} }{\partial t}}+\mathbf {v} \times (\nabla \times \mathbf {A} )\right]}
可以化简为
F
=
q
[
−
∇
ϕ
−
∂
A
∂
t
+
∇
(
v
⋅
A
)
−
(
v
⋅
∇
)
A
]
{\displaystyle \mathbf {F} =q\left[-\nabla \phi -{\frac {\partial \mathbf {A} }{\partial t}}+\nabla (\mathbf {v} \cdot \mathbf {A} )-(\mathbf {v} \cdot \nabla )\mathbf {A} \right]}
定义粒子的四维速度
u
β
{\displaystyle u_{\beta }}
为
u
β
=
d
e
f
(
u
0
,
u
1
,
u
2
,
u
3
)
=
γ
(
c
,
−
v
x
,
−
v
y
,
−
v
z
)
{\displaystyle u_{\beta }\ {\stackrel {def}{=}}\ (u_{0},\,u_{1},\,u_{2},\,u_{3})=\gamma (c,\,-v_{x},\,-v_{y},\,-v_{z})}
;
其中,
γ
{\displaystyle \gamma }
是洛伦兹因子 ,
c
{\displaystyle c}
是光速,
v
=
(
v
x
,
v
y
,
v
z
)
{\displaystyle \mathbf {v} =(v_{x},\,v_{y},\,v_{z})}
是粒子的速度矢量。
定义电磁场张量
F
α
β
{\displaystyle F^{\alpha \beta }}
为
F
α
β
=
d
e
f
[
0
−
E
x
/
c
−
E
y
/
c
−
E
z
/
c
E
x
/
c
0
−
B
z
B
y
E
y
/
c
B
z
0
−
B
x
E
z
/
c
−
B
y
B
x
0
]
{\displaystyle F^{\alpha \beta }\ {\stackrel {def}{=}}\ {\begin{bmatrix}0&-E_{x}/c&-E_{y}/c&-E_{z}/c\\E_{x}/c&0&-B_{z}&B_{y}\\E_{y}/c&B_{z}&0&-B_{x}\\E_{z}/c&-B_{y}&B_{x}&0\end{bmatrix}}}
;
其中,
E
{\displaystyle \mathbf {E} }
是电场矢量,
B
{\displaystyle \mathbf {B} }
是磁场矢量。
结合牛顿运动定律 与洛伦兹力定律在一起,以电磁场张量 写为反变形式 (contravariant form ):
d
p
α
d
τ
=
q
u
β
F
α
β
{\displaystyle {\frac {dp^{\alpha }}{d\tau }}=qu_{\beta }F^{\alpha \beta }}
;
其中,
p
α
{\displaystyle p^{\alpha }}
是四维动量 ,
τ
{\displaystyle \tau }
是粒子的固有时 。
应用洛伦兹变换 ,电磁场张量可以从一个参考系
S
{\displaystyle S}
转换到另一个参考系
S
¯
{\displaystyle {\bar {S}}}
:
F
¯
μ
ν
=
Λ
μ
α
Λ
ν
β
F
α
β
{\displaystyle {\bar {F}}^{\mu \nu }={\Lambda ^{\mu }}_{\alpha }{\Lambda ^{\nu }}_{\beta }F^{\alpha \beta }}
;
其中,
Λ
μ
α
{\displaystyle {\Lambda ^{\mu }}_{\alpha }}
和
Λ
ν
β
{\displaystyle {\Lambda ^{\nu }}_{\beta }}
是洛伦兹变换矩阵。
换另一种方法,定义四维势
A
α
{\displaystyle A^{\alpha }}
为
A
α
=
d
e
f
(
ϕ
/
c
,
A
x
,
A
y
,
A
z
)
{\displaystyle A^{\alpha }\ {\stackrel {def}{=}}\ (\phi /c,\,A_{x},\,A_{y},\,A_{z})}
;
其中,
ϕ
{\displaystyle \phi }
是电势 ,
A
{\displaystyle \mathbf {A} }
是磁矢势 。
定义四维坐标
x
α
{\displaystyle x_{\alpha }}
为
x
α
=
d
e
f
(
c
t
,
−
x
,
−
y
,
−
z
)
{\displaystyle x_{\alpha }\ {\stackrel {def}{=}}\ (ct,\,-x,\,-y,\,-z)}
。
那么,电磁场张量为[ 1]
F
α
β
=
∂
A
β
∂
x
α
−
∂
A
α
∂
x
β
{\displaystyle F^{\alpha \beta }={\frac {\partial A^{\beta }}{\partial x_{\alpha }}}-{\frac {\partial A^{\alpha }}{\partial x_{\beta }}}}
。
先计算四维力 (four-force )的
μ
=
1
{\displaystyle \mu =1}
分量(x-分量):
γ
d
p
1
d
t
=
d
p
1
d
τ
=
q
u
β
F
1
β
=
q
(
u
0
F
10
+
u
1
F
11
+
u
2
F
12
+
u
3
F
13
)
{\displaystyle \gamma {\frac {dp^{1}}{dt}}={\frac {dp^{1}}{d\tau }}=qu_{\beta }F^{1\beta }=q\left(u_{0}F^{10}+u_{1}F^{11}+u_{2}F^{12}+u_{3}F^{13}\right)}
。
将电磁场张量的分量代入,可以得到
γ
d
p
1
d
t
=
q
(
u
0
(
E
x
c
)
+
u
2
(
−
B
z
)
+
u
3
(
B
y
)
)
{\displaystyle \gamma {\frac {dp^{1}}{dt}}=q\left(u_{0}\left({\frac {E_{x}}{c}}\right)+u_{2}(-B_{z})+u_{3}(B_{y})\right)}
。
再将四维速度的分量代入,则会得到
γ
d
p
1
d
t
=
q
γ
(
c
(
E
x
c
)
+
v
y
B
z
−
v
z
B
y
)
=
q
γ
[
E
x
+
(
v
×
B
)
x
]
{\displaystyle \gamma {\frac {dp^{1}}{dt}}=q\gamma \left(c\left({\frac {E_{x}}{c}}\right)+v_{y}B_{z}-v_{z}B_{y}\right)=q\gamma [E_{x}+(\mathbf {v} \times \mathbf {B} )_{x}]}
。
类似地,可以计算出四维力的
μ
=
2
{\displaystyle \mu =2}
和
μ
=
3
{\displaystyle \mu =3}
分量。所以,
d
p
d
t
=
q
(
E
+
v
×
B
)
{\displaystyle {\frac {d\mathbf {p} }{dt}}=q(\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} )}
。
^ 1.0 1.1 1.2 Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Prentice Hall. 1998: pp. 204, 326, 417, 541. ISBN 0-13-805326-X .
^ Darrigol, Olivier, Electrodynamics from Ampère to Einstein, Oxford, [England]: Oxford University Press: 327, 2000, ISBN 0-198-50593-0
^ 福克-普朗克方程 . 维基百科,自由的百科全书. 2015-12-13 (中文) .
^ Tai L. Chow. Electromagnetic theory. Sudbury MA: Jones and Bartlett. 2006: pp. 172-175. ISBN 0-7637-3827-1 .
^ Flanders, Harley. Differentiation under the integral sign. American Mathematical Monthly. Jun–Jul 1973, 80 (6): 615–627. doi:10.2307/2319163 .
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