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Formulación covariante


Clásicamente, al fijar un sistema de referencia, se puede descomponer los campos eléctricos y magnéticos del campo electromagnético. Pero al tener a un observador con movimiento relativo respecto al sistema de referencia, éste medirá efectos eléctricos y magnéticos diferentes de un mismo fenómeno electromagnético. El campo eléctrico y la inducción magnética a pesar de ser elementos vectoriales no se comportan como magnitudes físicas vectoriales, por el contrario la unión de ambos constituye otro ente físico llamado tensor y en este caso el tensor de campo electromagnético.11
Así, la expresión para el campo electromagnético es:
\mathbf{F} = F_{\mu \nu} =
\begin{pmatrix}
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{pmatrix}
Y las expresiones covariantes para las ecuaciones de Maxwell (7) y la fuerza de Lorentz (6) se reducen a:
(6)\ f_{\alpha} = \sum_{\beta} e \ F_{\alpha \beta} \ u^{\beta} \,
(7)\ \partial_{\mu} F^{\mu \nu} = \mu_0 J^{\nu} \partial_\mu \cdot F^{\mu \nu} = 0