Maxwelli elektromagnetvälja teoorias, muutuja elektriline. Maxwell teooria põhitõdesid elektromagnetvälja jaoks

Eelmise sajandi 60ndatel aastatel (umbes 1860), Faraday ideedel põhinev Maxwell võttis kokku elektrostaatika ja elektromagnetismi seaduste: Gauss'i teoreem - Ostrogradsky elektrostaatilise välja ja magnetvälja jaoks; Täielik praegune seadus ; Elektromagnetilise induktsiooni seadus ja selle tulemusena arendas elektromagnetvälja täidetud teooria.

Teooria Maxwell oli suurim panus klassikalise füüsika arengusse. See võimaldas ühest seisukohast, et mõista laia jahe fenomena, ulatudes fikseeritud tasude elektrostaatilisest väljast ja lõpeb maailma elektromagnetilise olemusega.

Maxwelli teooria matemaatiline väljendus Serveeri neli maxwell võrrandit. Mis on tavapärane salvestada kahes vormis: lahutamatu ja diferentsiaal. Diferentsiaalvõrrandid saadakse integraalsest, kasutades kahte vektori analüüsimist teoreemide analüüsimist - Gauss teoreemide ja Stokesi teoreemi. Gauss teoreem:

(1)

(2)

- vektori prognoosid teljel; V - pinna piiratud S.

Stokes Theorem: . (3)

siin mädanema - Rootori vektor mis on vektor ja väljendatakse Cartesiuse koordinaatides järgmiselt: mädanema. , (4)

S - Square Limited Contour L.

Maxwell võrrandid lahutamatu kujul väljendavad suhted, mis kehtivad vaimselt kulutatud fikseeritud suletud kontuuride ja pindade elektromagnetväljal.

MAXWELL võrrandid erinevates vormides näitavad, kuidas elektromagnetvälja omadused ja tasuste tihedus ja voolu tihedus igas selles valdkonnas igas punktis on omavahel ühendatud.

12.1. Esimene võrrandi maxwell

See on elektromagnetilise induktsiooni seaduse üldistus ,

ja integreeritud kujul on järgmine (5)

ja kinnitab. Muutuva magnetväljaga on Vortex elektrivälja lahutamatult seotud, mis ei sõltu selle pikendamisest või mitte. Alates (3) järeldub, et . (6)

Võrdlusest (5) ja (6) leiame selle (7)

See on esimene Maxwelli võrrand erineval kujul.

12.2. Praegune segu. Teine võrrandi maxwell

Maxwell võtab kokku täieliku õiguse seadusega Oletame, et vahelduva elektrivälja, samuti elektrivoolu, on magnetvälja allikas. Vahelduva elektrivälja "magnetilise tegevuse" kvantitatiivse iseloomuga maxwell tutvustas kontseptsiooni shift Voolu.

Vastavalt Gaussi teoreemile - Ostrogradsky voolu elektriline segamine suletud pinna kaudu

Selle väljenduse eristav aeg, saame fikseeritud ja deformessormormi pinna jaoks S. (8)

Selle valemi vasakul osal on praegune mõõde, mis on tuntud, väljendatakse praeguse tiheduse vektori kaudu . (9)

Võrdlusest (8) ja (9) järeldub, et see on mõõtme praeguse tiheduse: A / M2. Maxwell pakkus ära kompsendi praeguse tiheduse helistamiseks:

. (10)

Voolu vahetus . (11)

Kõigist füüsikaliste omaduste omane tegeliku voolu (praeguse juhtivus), mis on seotud tasude ülekandmisega, maksab segamisvool ainult üks: võime luua magnetvälja. Voolu "vooluga" vaakumis või dielektriline, soojust ei ole esile tõstetud. Esialgse voolu näide võib kondensaatori kaudu vaheldumisi olla vahelduvvoolu. Üldiselt ei jaga juhtivus- ja nihkevoolu kosmosesse ja neid võib mainida täieliku voolu kohta, mis on võrdne juhtivuse voolu ja kompenseerimisega: (12)

Seda silmas pidades võttis Maxwell kokku kogu praeguse õiguse, lisades paremale külje segamise voolu. (Kolmteist)

Niisiis on maxwelli teise võrrandi lahutamatus vormis vorm:

. (14)

Alates (3) järeldub, et . (15)

Võrdlusest (14) ja (15) leiame selle . (16)

See on teine \u200b\u200bMaxwelli võrrand diferentsiaalvormis.

12.3. Kolmas ja neljas Maxwell võrrandi

Maxwell võtab kokku Gaussi teoreem - Ostrogradsky elektrostaatilise väljale. Ta soovitas, et see teoreem kehtib iga elektrivälja, nii statsionaarse ja vahelduva. Sellest tulenevalt on maxwelli kolmanda võrrandi lahutamatus vormis vorm :. \\ T (I7) või . (18)

kus - Tasuta tasude mahuline tihedus, \u003d Cl / m 3

Alates (1) sellest järeldub . (19)

Võrdlusest (18) ja (19) leiame selle . (20)

Neljas Maxwelli võrrand integraalses ja diferentsiaalvormides on

järgmine vorm:, (21). (22)

12.4. Maxwell-võrrandite täielik süsteem diferentsiaalivormis

. (23)

Seda võrrandite süsteemi tuleb täiendada keskmise elektriliste ja magnetiliste omaduste iseloomustava materjali võrranditega:

, , . (24)

Niisiis, pärast elektriliste ja magnetväljade suhete avamist sai selgeks, et neid väljad ei eksisteeri eraldi, sõltumatult üks teisest. Sa ei saa luua muutuva magnetvälja ilma elektriväljata üheaegselt ruumis.

Pange tähele, et mõnes võrdlussüsteemis asuv elektriline laengu loob ainult selles võrdlussüsteemis ainult elektrostaatilise välja, kuid see tekitab võrdlussüsteemides magnetvälja, mille suhtes see liigub. Sama kehtib fikseeritud magnet kohta. Märgistame ka, et Maxwell võrrandid on invariantsed Lorentzi transformeeridena: ja inertsiaalsete võrdlussüsteemide jaoks Et ja " Järgmised suhtarvud tehakse: , . (25)

Eespool öeldu põhjal võib järeldada, et elektri- ja magnetväljad on ühe valdkonna ilming, mida nimetatakse elektromagnetväljaks. See ulatub elektromagnetiliste lainete kujul.

8) Media sektsiooni pinnale piiri tingimused. Täiuslik dirigent elektrostaatilises valdkonnas. Pinnamaksud. Elektrivälja lähedal saare lähedal.

Media sektsiooni pinna piiritingimused

Kahe dielektrika eraldamise pinnal erinevate absoluutse dielektrilise permealsi E 1 ja E 2-ga võrdne omavahel tangentsiaalne komponentide valdkonnas tugevus

Siin viitab indeks 1 esimesele dielektrilisele ja indeks 2 on teine.

Tingimused võivad selles vormis esindada

Nende piiride tingimustest on võimalik saada mõnda teist tingimust - väliste refraktiivse seisundi nende ühelt dielektrilisest teisele:

q 1 ja q 2 - nurgad pingevektori (või nihke) ja tavalise liidese piiri vahel.

Samal ajal, kui pinge vektor on liidese suhtes risti, muutub põllu tugevuse muutus.

Kahe dielektriosa osa piiril liikumisel ei liigu elektriline potentsiaal hüppeid.

Täiuslik dirigent elektrostaatilises valdkonnas

Laetud dirigendi pinna lähedal on elektriliinid risti selle pinnaga ja seetõttu töötavad see laengu liikumise kallal dirigendi pinnal .

Elektrostaatiliste nähtuste jaoks on dirigendi sees olev väli null

Pinnamaksud

Tihedustasu - See on summa ühiku pikkuse, pindala või mahu kohta.

Kui dirigent teatab üleliigse tasu eest, siis see tasu jaotatud üle pinna juht.

Juhtri pinnal oleva põldude tugevus peaks olema suunatud normaalsele pinnale pinnale, vastasel juhul ilmub komponent vastavalt pinnale, mis toob kaasa kulude liikumiseni, kuni komponent kaob. Järelikult on tasakaalustusmaksude korral dirigendi pind on võrdne. Kui juhtiv keha teavitab mõningaid tasuta Q, siis jaotatakse see tasakaalu tingimuste järgimise. Kujutage ette suletud suletud pinda, mis on täielikult sõlmitud kehas. Kuna tasuste tasakaalustusvõimalus on juht dirigendi sees igas punktis puudutav väli, on elektrilise nihkevektori voolu läbi pinna kaudu null. Gauss'i teoreemi sõnul on algebraline summa pinna sees olevad tasusid null.

Elektrivälja saare lähedal

Saare lähedal asuvad niidid on paksenenud, depressioonides on tühi.

9) Juhtimisvõimsuse koefitsiendid ja juhtmete vastastikused suutlikkus. Kondensaatorid. Mahtuvuste kondensaatorid.

Võimsuse koefitsiendid ja vastastikuse võimsuse juhtmed. Kondensaator

Kondensaator (lat. kondensare - "tihend", "paksenemine") - kahekordne, teatud mahuti ja madala ohmici juhtivusega; Elektrivälja laadimise ja energia kogumise seade

Mahtuvuste kondensaatorid

Kondensaatori peamine omadus on selle võimsusiseloomustavad kondensaatori võime elektrilaengu kogumiseks.

Lame konteineri konteiner, mis koosneb kahest paralleelsest metallplaadist igaühega, mis asuvad üksteisest kaugusel, süsteemi SI ekspresseeritakse valemiga: kus ε on söötme suhteline dielektriline läbilaskvus Plaatide vaheline ruum (vaakumis on võrdne ühega), ε 0 - elektriline konstant, mis on arvuliselt võrdne f / m

10) Elektrihindade koostoime energia. Laetud juhtide süsteemi energia. Energia laetud kondensaator. Elektrostaatiline välimine energiatihedus

Elektrilaengute koostoime energia

Kaks punktilist tasu vaakumis tegutseda üksteisega jõududega, mis on proportsionaalsed nende tasude moodulite toodetega, pöördvõrdeliselt nende vahelise vahemaa ruuduga ja need on suunatud nende tasude ühendamise sirgjoonele. Neid jõude nimetatakse elektrostaatiliseks (coulombiks).

Laetud juhtide süsteemi energia

Laadita dirigent võib esindada suhtlevate punktide kogumitena. Sellel on üks omadus juhtide funktsiooni jaoks - kogu dirigendi maht on võrdne, s.o kõik laetud tasude puhul on olemas sama potentsiaal. Seetõttu saab laetud dirigendi energiat leida valemit (5.10).

, (5.11)

kus - dirigendi tasu; - dirigent potentsiaal. Tasakaalustatud dirigendi mahuti määramise kasutamine võib vormi ümber kirjutada:

.(5.12)

See tuleneb valemist (5.12), et laetud dirigendi energia (olenemata tasumärgist) on alati positiivne.

Valemi (5.10) ulatus, võttes arvesse väljendit (5.11), seda saab muuta: punkti tasude interaktsiooni energia energia kindlaksmääramise asemel on võimalik arvutada laetud juhtmete interaktsiooni energia. Sellisel juhul ilmuvad punktide tasude parameetrite asemel (5.10) parameetrid laetud juhtmete parameetrid.

Eespool saadud tulemustele tuginedes saate kaaluda üldist ülesannet - määratlust laetud juhtide süsteemi energia.

Laadimisjuhtide süsteemi lihtsaim näide on kondensaator. Kondensaatoril on üks dirigent (silt), mis on laetud, potentsiaal ja potentsiaali kaetud, mille eest tasu asub on võrdne. Vastavalt valemile (5.10) on selliste tasude energia määratletud kui

kus on võimalik erinevus kondensaatori plaatide vahel. Kasutades kondensaatori võimsuse (5.3) määramist, võib laetud kondensaatori energiavala valemit esindada järgmiselt:

Energia laetud kondensaator

Kui kondensaatori plaatidel elektrivõimsusega Koos Seal on elektriskulud + Q. ja - q, Seejärel vastavalt valemile (20.1) on kondensaatorite plaatide pinge võrdne

Elektrostaatiline välimine energiatihedus

See on füüsiline kogus, mis on arvukalt võrdne mahuosas sõlmitud väljavalitsuse potentsiaalse energia suhtega sellele mahule. Homogeense valdkonna jaoks on mahuline energiatihedus võrdne. Lame kondensaatori jaoks, mille maht on SD, kus S on plaatide piirkond, D - plaatide vaheline kaugus, meil on

Võttes seda arvesse

11) Elektrivälja dielektrika. Dielektrilise polarisatsioon. Polarisatsiooni- ja elektrilised induktsioonivektorid (elektriline segamine). Dielektriline läbilaskvus ja tundlikkus

Dielektrics elektrivälja

Erinevalt juhtmetest ei ole dielektrites tasuta tasusid. Kõik tasud on seotud: Elektronid kuuluvad nende aatomitesse ja tahkete dielektriinikute ioonide ostsillaadioonid

kristallvõrguõlmede lähedal.

Seega ei tekita elektrivälja dielektrilise väljastamise asetamine tasude suuna liikumine. Seetõttu ei ole dielektriide puhul meie tõendeid juhtmete omaduste omaduste kohta, kõik need põhjendused tuginesid praeguse välimuse võimalusele. Tõepoolest, ükski eelmises artiklis sõnastatud neljast omadustest ei kehti dielektrika suhtes.

2. Mahuline laengutihedus dielektrilises võib olla nullist erinev.

3. Pingeliinid ei pruugi olla dielektrilise pinna suhtes risti.

4. Erinevatel dielektrilistel punktidel võib olla erinev potentsiaal. Sai rääkida

"Dielektrilise potentsiaal" ei ole.

Sellegipoolest on üks kõige olulisemate üldistel varadel dielectrics ja see on teile teada

(Pea meeles Dot Charge Field Tugevus dielektrilises!). Pinge

väljad vähenevad dielektrilise sees mõnda numbrit "korda võrreldes vaakumiga.

Väärtus on esitatud tabelites ja seda nimetatakse dielektrilise dielektriliseks läbilaskvuseks.

Dielektrilise polarisatsioon

Dielektriide polarisatsioon - Fenomen seotud piiratud nihkumine seotud tasusid dielektrilises või keerates elektriliste dipooli on tavaliselt mõju all välise elektriväli, mõnikord muu välise tugevuse või spontaanselt.

Dielektriide polarisatsioon iseloomustab elektrilise polarisatsiooni vektor. Elektrilise polariseerimisvektori füüsiline tähendus on dipooli hetkel, viidatud dielektrilise ühiku mahule. Mõnikord nimetatakse polarisatsioonivektorit lühidalt lihtsalt polarisatsiooni.

Polarisatsioonivektor on rakendatav, et kirjeldatakse makroskoopilist polarisatsiooni olekut mitte ainult tavapäraseid dielektriene, vaid ka ferroelectricsi ja põhimõtteliselt mis tahes sarnase omadustega meediat. Seda kohaldatakse mitte ainult indutseeritud polarisatsiooni kirjeldamiseks, vaid ka spontaanse polarisatsiooni kirjeldamiseks (ferroelektrites).

Polarisatsiooniks on dielektriline seisund, mida iseloomustab elektrilise digali hetkel mis tahes (või peaaegu igaüks) elemendis selle mahuga.

Välise elektrivälja ja spontaanse (spontaanse) polarisatsiooni toimimise all indutseeritakse dielektrilisel dielektrilisel dielektrilises polarisatsiooni, mis esineb ferroelectricsis välise välja puudumisel. Mõnel juhul toimub dielektrilise (ferroelektrilise) polarisatsioon mehaaniliste pingete, hõõrdejõudude või temperatuuri muutuse tõttu.

Polarisatsioon ei muuda kogumaksumaterjali homogeense dielektrilise makroskoopilises mahus. Siiski on sellega kaasnema ühendatud elektriliste tasude välimus selle pinnale mõne pinna tihedusega σ. Need nendega seotud tasud on loodud dielektrilises täiendava makroskoopilise väljaga E 1 pingega, mis on suunatud välise väljale E 0 pingega. Saadud intensiivsus valdkonnas E sees dielektrilise E \u003d E 0 -E 1.

Polarisatsiooni- ja elektrilised induktsioonivektorid (elektriline segamine)

Vektori polarisatsioon - Vector füüsilise väärtuse vähendas välise elektriväljaga dipooli hetkel ühiku mahtu aine, kvantitatiivselt omadused dielektrilise polarisatsiooni.

Kirjaga tähistatakse XI-s mõõdetakse A / m.

Elektriline induktsioon (elektriline nihkumine) - vektori suurus võrdne elektrivälja ja polarisatsioonivektori pingevektori summaga.

Dielektriline läbilaskvus ja tundlikkus

Absoluutne dielektriline konstant - füüsiline väärtus, mis näitab elektrilise induktsiooni sõltuvust elektrivälja pingest. Välisajanduses tähistatakse täht ε tähega ε-ga kodumajapidamises (kui see tavaliselt tähistab suhtelist dielektrilist konstantset), on eelistatavalt kombinatsioon, kus -Electric konstant. See artikkel kasutab.

Suhteline dielektriline konstant Keskmine ε on mõõtmeteta füüsiline väärtus, mis iseloomustab isolatsiooni (dielektrilise) söötme omadusi. See on seotud dielektriklaste polarisatsiooni mõjuga elektrivälja tegevuse all (ja selle dielektrilise tundlikkuse mõju iseloomustamisega). Väärtus ε näitab, mitu korda tugevus interaktsiooni kahe elektritasu keskmises on väiksem kui vaakumis. Õhu ja enamuse teiste gaaside suhteline dielektriline läbilaskvus normaalsetes tingimustes on lähedal (nende madala tiheduse tõttu). Kõige tahkete või vedelate dielektriide puhul peitub suhteline dielektriline konstantsus vahemikus 2 kuni 8 (staatilise välja jaoks). Staatilises valdkonnas vee dielektriline konstant on piisavalt kõrge - umbes 80. See on suur selle väärtuste jaoks suurte elektriliste dipooliga molekulidega ainete väärtuste jaoks. Ferroelectrics'i suhteline dielektriline läbilaskvus on kümneid ja sadu tuhandeid.

Suhteline dielektriline läbilaskvus aine ε R. Seda saab määrata, võrreldes paagi kondensaatori võimsust selle dielektrilise (CX-ga) ja sama kondensaatori mahtuvusega vaakumis (C O):

Dielektriline tundlikkus (või polariobitavus) Ained - Füüsiline väärtus, aine võime mõõtmine elektrivälja toimimise all oleva polari jaoks. Dielektriline tundlikkus χ. E. - lineaarne side koefitsient polarisatsiooni vahel dielektrilise P. ja välise elektrivälja E. Piisavalt väikestes väljades:

SI-süsteemis:

kus ε 0 on elektriline konstant; Tootmine ε 0 χ E. Süsteemi SI absoluutne dielektriline tundlikkus.

Vaakumi korral

Dielektrics reeglina dielektriline tundlikkus on positiivne. Dielektriline tundlikkus on mõõtmeteta väärtus.

Polarizitable seostatakse dielektrilise konstantse ε suhtega:

ε \u003d 1 + 4πχ (SGS)

ε \u003d 1 + χ (S)

12) alaline elektrivool. Praegused tingimused. Praegune võimsus. Praegune tihedus. Vastupanu. Juhtivus. Ohm ja lenza seaduste lahutamatu ja diferentsiaal vormis

Püsiv elektrivool.

Elektrienergia - tasuta elektriliselt laetud osakeste tellitud kompenseerimata liikumine, näiteks elektrivälja mõju all. Sellised osakesed võivad olla: dirigees - elektronid elektrolüütides - ioonides (katioonid ja ansioonid) gaaside ja elektronide puhul teatavatel tingimustel vaakumis - elektronid - elektronid - elektronid ja augud (elektronide juhtivus). Ajalooliselt aktsepteeritakse, et voolu suund langeb kokku positiivsete tasude liikumise suunas dirigees. D.c - Praegune, suund ja suurus, mis on aja jooksul nõrgalt muutumas.

Praegused tingimused.

Et esineda ja säilitada voolu mis tahes keskkonnas, peate täitma kaks tingimust:
- olemasolu vabade elektritasude keskmise olemasolu
- elektrivälja loomine keskkonnas. ( praeguse allika olemasolu. Millises elektrivälja energiasse on ümberkujundamine elektrivälja energiasse.)
Erinevates keskkondades on elektrilised voolu kandjad erinevad laetud osakesed.

Et säilitada voolu elektrilise ahela tasude lisaks coulomb jõud, jõudude mitteelektrilise olemuse (kolmanda osapoole tugevus) peab tegutsema.
Seade, mis loob kolmanda osapoole tugevuse toetavad võimaliku erinevuse ahela ja muundamine erinevate energia elektrienergiaks nimetatakse praeguse allikaks.
Elektrilise voolu olemasolu suletud ahelasse on vaja praeguse allika sisse lülitada.

Praegune võimsus. Praegune tihedus. Vastupanu. Juhtivus.

1. Praegune tugevus - I, mõõtühik - 1 a (amp).
Praegust nimetatakse väärtuseks, mis on võrdne juhi voolava laenguga ajaühiku ristlõikega.
I \u003d δq / Δt.
Valem (1) kehtib otsese voolu jaoks, kus praegune ja selle suund ei muutu aja jooksul. Kui praegune ja selle suund varieerub ajaga, nimetatakse sellist voolu muutujaks.
Vahelduva voolu jaoks:
I \u003d lim δq / Δt, (*)
Δt -\u003e 0
need. I \u003d q ', kus Q' on aja jooksul derivaat.

2. Praegune tihedus - J, Unit Unit - 1 A / M2.
Praegust tihedust nimetatakse väärtuseks, mis on võrdne voolu tugevusega, mis voolab läbi juhtmehe ühe ristlõike kaudu:
J \u003d I / S.

3. Elektrienergiaallikas praeguste - EDS (ε) Mõõtühik - 1 V (Volt). E.D.S.- Füüsiline väärtus, mis on võrdne kolmanda osapoole jõudude tehtud tööga ühe positiivse laengu elektrilise ahela liikumisel:
ε \u003d AST. / Q.

4. Exploreri resistentsus - R, mõõtühik - 1 oomi.
Elektrivälja mõjul vaakumis liiguksid vabad tasud kiirendatud. Aines liikuvad nad keskmiselt ühtlaselt, sest Osa energiast antakse aine osakestele kokkupõrgetes.

Teooria väidab, et tellitud kulutuste liikumise energia hajutatakse kristallvõrgu moonutamisele. Tuginedes elektrilise resistentsuse olemusele, järgib see seda
R \u003d ρ * l / s,
Kus
L - Exploreri pikkus,
S - ristlõikepindala
ρ on proportsionaalsuse koefitsient nimega materjali konkreetne resistentsus.
See valem on hästi kinnitatud kogemustega.
Juhtimisosakeste koostoime praeguses liikuvate tasudega sõltub osakeste kaootilisest liikumisest, st. Dirigendi temperatuurist. On teada, et
ρ \u003d ρ0 (1 + δ t),
R \u003d R0 (1 + Δ t)

Koefitsienti K nimetatakse temperatuuri koefitsiendiks:
K \u003d (R - R0) / R0 * t.

Keemiliselt puhas metall K\u003e 0 ja võrdne 1/273 K-1. Sulamite puhul on temperatuuri koefitsientidel väiksem väärtus. R (t) sõltuvus metallide lineaarsetele:

1911. aastal avastati ülijuhtivuse nähtus selles, et absoluutse nulli lähedale temperatuuril langeb mõnede metallide resistentsus hüpata nulliga.

Mõnes ainetes (näiteks elektrolüütide ja pooljuhtide puhul) väheneb resistentsus suureneva temperatuuriga, mida seletab vabade tasude kontsentratsiooni kasvuga.
Väärtuse pöördinõudeid nimetatakse konkreetse elektrijuhtivuse G
G \u003d 1 / ρ.

Ohm ja lenza seaduste lahutamatu ja diferentsiaal vormis

Keti ühtne osa (E \u003d 0):

Märkused näitavad, et voolu võimsus keti krundile on sirge-proportsionaalne pingega (i ~ u) ja vastupidavus (i ~ 1 / r). Seega,

Valem (10) on OMA seadus ahela homogeense osa jaoks.

Volla ampear'i omadust vaadatakse ajakava kohta:

Valemis (10) järeldub, et u \u003d i * r. Toode I * R nimetatakse pingelanguseks.

Metallide otsese voolu võrrandite kirjutamisel peaksid kõik MAXWELL-võrrandite derivaadid olema võrdsed nulliga. Seega aktsepteeritakse metallide otsese voolu peamisteks võrranditeks järgmised võrrandid:

Joule Law - Lenza - füüsiline seadus, mis annab kvantitatiivse hindamise elektrivoolu termilise tegevuse kohta. James Joule'i 1841. aastal paigaldatud ja hoolimata 1842. aastal Emily Lenzist.

Matemaatiliselt saab seda väljendada järgmises vormis:

kus w. - soojuse vabanemise võimsus ühiku mahus on elektrivoolu tihedus - elektrivälja tugevus, \\ t σ - keskmise juhtivus.

Seadust saab valmistada ka lahutamatus vormis õhukeste juhtmete voolu korral:

Ajaühiku ajal vabanenud soojuse kogus ahela vaatlusaluses piirkonnas on proportsionaalne selle saidi praeguse tugevuse praeguse tootega ja saidi vastupanu

Matemaatilises vormis on see seaduses vorm

kus dQ. - aja jooksul eraldatud soojuse kogus dt., I. - praegune tugevus R. - vastupanu, Q. - aja jooksul eraldatud soojuse kogus t 1. enne t 2.. Praeguse ja vastupanu pideva tugevuse korral.

Umbes 1860 tänu Neuma, Weberi, Helmholiholtzi ja Felici teostele (vt § 11) oli elektrodünaamika juba täielikult süstemaatiliseks, selgelt määratletud piirid. Peamised uuringud nüüd tundus olevat järgima tee leidmise ja tühistamise kõik tagajärjed kehtestatud põhimõtete ja nende praktilise taotluse, mille leiutusmeetodite juba alanud.

Sellise vaikse töö väljavaade rikkus siiski noort Šoti füüsikut James Clark Maxwell (1831-1879), mis näitab palju laiemat elektrodünaamikat. Täieliku alusega kirjutas duem:

"Uue elektrodünaamika leiutamiseks ei suru loogilist vajadust maxwell; Ta juhin ainult mõned analoogiad ja soov lõpetada Faraday töö sama vaimuga, sest Coulombi ja Poissoni teosed viidi lõpule amper elektrodünaamikaga, samuti, võimaluse korral maailma elektromagnetilise olemuse intuitiivne tunne " (P. Duhem, Les teooriad Electriques de J. Cerrk Maxwell, Pariis, 1902, lk. 8).

Ehk peamine motivatsioon, et Maxwell hakkas töötama, üldse, ei nõuta teaduse nende aastate, oli imetlusväärne uue ideid Faraday, nii originaal, et teadlased ei suutnud neid tajuda ja assimileerida neid. Füüsikute põlvkonna-teoreetikute põlvkond, mis tõi kaasa parlaplaadi, Poissoni ja Amperi teoste kontseptsioonidele ja matemaatilisele armusele, Faraday mõtted tundusid liiga ebamäärased ja eksperimenteerija füüsikud on liiga targad ja abstraktsed. Seal oli kummaline asi: Faraday, kes ei olnud oma hariduses matemaatik (ta alustas oma karjääri raamatupoes ja seejärel sisenes Davy'i laboratooriumi pooleldi süsteemi kütteseadme asendisse), tundis tungivat vajadust Töötada välja teatud teoreetiline meetod, sama tõhusad kui ja matemaatilised võrrandid. Maxwell arvan seda.

"Faraday töö alustamine" Maxwell kirjutas oma kuulsa "ravis" eessõna, "leidsin, et tema nähtuste mõistmise meetod oli ka matemaatiline, kuigi mitte tavapäraste matemaatiliste sümbolite kujul esitatud. Samuti leidsin, et seda meetodit1 saab väljendada tavapärases matemaatilises vormis ja võrrelda seega professionaalsete matemaatikute meetoditega. Niisiis, näiteks Faraday nägi elektriliinid, mis läbivad kogu ruumi, kus matemaatikud nägid kaugemate jõudude keskused; Faraday nägi kolmapäeval, kus nad ei näe midagi muud kui vahemaa; Faradays soovitati keskkonnaallikate allikale ja põhjusele reaalses tegevuses esinevates reaalses tegevustes, nad olid rahul sellega, et nad kehtisid elektriliste vedelike omistatud kaugusel.

Kui ma tõlkisin, et ma leidsin Faraday ideid, matemaatilises vormis, leidsin, et enamikel juhtudel langesid mõlema meetodi tulemused kokku, nii et selgitasid samu nähtusi ja selgitasid samu meetmeid, kuid Faraday meetodid olid Sarnaselt neile, kelle all hakkame tervelt ja tulla konkreetse analüüsiga, samas kui tavapärased matemaatilised meetodid põhinevad andmete liikumise põhimõttel ja ehitades kogu sünteesi.

Ma leidsin ka, et paljud matemaatikute avatud viljakaid uurimismeetodeid võiks oluliselt väljendada Faraday'i tööde ideede abil kui nende esialgses vormis. " J. Cerrk Maxwell, töötlemine elektri ja magnetismi, London, 1873; 2. ed., Oxford, 1881. (Journal of Eessõna ja IV osa, vt raamat J. K. Maxwell, valitud tööd elektromagnetvälja teooria, 1954, lk. 345-361. - Märkus).

Mis puudutab matemaatilist meetod Faraday, Maxwell märgib ikka veel märkab, et matemaatikud, kes leidsid Faraday meetod ilma teadusliku täpsuse, ei tulnud välja midagi paremat kui kasutamist hüpoteeside koostoime asjade, mis ei ole füüsilise reaalsuse, näiteks Praegused elemendid, "mis tulenevad mitte midagi, läbida pindala traadi ja siis muutuda midagi uuesti."

Faraday matemaatilise vormi ideede andmiseks algas Maxwell sellega, et ta lõi dielektriide elektrodünaamika. Maxwell teooria on otseselt seotud Mossotti teooriaga. Kuigi faradate oma teoorias dielektrilise polarisatsiooni, lahkus tahtlikult küsimus elektri olemusest, Mossotti, toetaja Franklin ideid, kujutab endast elektrit ühe vedelikuna, mida ta helistab eetri ja mis tema arvates on olemas a Teatud tihedus kõigis molekulides. Kui molekul on induktsiooniseo toime all, kontsentreeritakse eetri ühes otsas molekuli ühes otsas ja lahustatakse teisele; Selle tõttu ilmub positiivne tugevus esimesel otsal ja negatiivne võrdne sellega - teisel. Maxwell aktsepteerib seda kontseptsiooni täielikult. Ta kirjutab oma "ravis":

"Dielektrilise elektriline polarisatsiooniks on deformatsiooni seisund, millesse keha kuulub elektromootoritegevuse tegevuse alla ja mis kaovad samaaegselt selle jõu lõpetamisega. Me võime ette kujutada seda kui midagi, mida saab nimetada elektriliselt nihutamise toodetud elektromatoloogilise jõuga. Kui elektromaatse jõud toimib juhtivas keskkonnas, põhjustab see seal voolu, kuid kui keskkond ei ole juhtiv või dielektriline, ei saa praegune see keskkond läbida. Elektrienergiat nihkub see elektromootorite jõu suunas ja selle nihke suurus sõltub elektromootorite jõu suurusest. Kui elektromotoorne jõud suureneb või väheneb, samas proportsioonis suureneb elektriline nihkumine vastavalt või väheneb.

VÄHENDAMISE VÄÄRTUS mõõdetakse pinnaüksuse ületava elektrienergia kogusega, suurendades nihkumise nullist maksimaalse väärtuseni. Seetõttu on selline elektrilise polarisatsiooni mõõt. "

Kui polariseeritud dielektrika koosneb isolatsioonikeskkonnas hajutatud osakeste komplektis, millele elektrienergiat levitatakse teatud viisil, peab polariseerimisriigi muutustele lisama iga osakese elektri jaotamise muutuse, st Praegune elektrivool on tõene, piiratud ainult juhtiva osakese mahu järgi. Teisisõnu, iga polarisatsiooni olukorra muutuse kaasneb nihuvool. Samal "Tradise" Maxwell ütleb:

"Elektriseadme muutused ilmselt põhjustavad elektrivoolu. Kuid need voolud võivad esineda ainult ümberpaigutamise muutumise ajal ja kuna nihe ei tohi ületada mingit väärtust, põhjustades laastavat heakskiidu, siis need hoovused ei saa jätkata lõputult samas suunas, nagu juhtide voolud ".

Pärast Maxwell tutvustab põllujõudude kontseptsiooni, mis on Force'i Faraday kontseptsiooni matemaatiline tõlgendus, salvestab ta elektrilise nihke ja nihkevoolu kontseptsioonide matemaatilise suhte. Tegemist on järeldusega, et nn dirigendi tasu on ümbritseva dielektrilise pinna eest, mida energia koguneb pinge kujul dielektrilises kujul, et elektri liikumine sõltub samadel tingimustel kui liikumine Incompressiivne vedelik. Maxwell ise võrdleb oma teooriat nii palju:

"Elektrikate energia kontsentreeritakse dielektrilises keskkonnas, olenemata sellest, kas see on tahke, vedela või gaas, tihe sööde või harvaesinev, või absoluutselt ära võetud kaalukate ainete korral, kui ainult see oli võimeline edastama elektrienergiat.

Energia on lisatud söötme igale punktile deformatsiooni seisundi kujul, mida nimetatakse elektrilise polarisatsiooni nimel, mille väärtus sõltub selles punktis tegutsevast elektromootoritest ...

Dielektrilistes vedelikes, elektriline polarisatsiooniga kaasneb pingete suunas induktsiooniliinide ja võrdse surve kõigis suundades risti indutseerimisliinidega; Selle pinge või surve suurus ühiku pinna kohta on selles punktis arvukalt võrdne energia kohta. "

Selle lähenemisviisi põhiidee on raske selgemalt väljendada, mis on Faraday idee: koht, kus teostatakse elektrilised nähud, on keskmise. Nagu soovivad rõhutada, et see on tema ravis peamine asi, lõpetab Maxwell teda järgmiste sõnadega:

"Kui me aktsepteerime seda keskkonda hüpoteesina, usun, et see peaks meie uurimistöö silmapaistva koha hõivama ja et me peaksime püüdma ehitada ratsionaalne idee kõigi oma tegevuse üksikasjade kohta, mis oli minu pidev eesmärk selles ravis ".

Tunnustada teooria Dielektrics, Maxwell edastab oma kontseptsioonid vajalike muudatustega magnetismi ja loob teooria elektromagnetilise induktsiooni. See võtab kokku kõik oma teoreetilised konstruktsioonid mitmes võrrandis, mis on nüüdseks kuulsad: kuue Maxwelli võrrandis.

Need võrrandid erinevad oluliselt tavalistest mehaanika võrranditest - nad määratlevad elektromagnetvälja struktuuri. Kuigi mehaanika seadused on kohaldatavad ruumivaldkondade suhtes, kus on olemas, on Maxwell võrrandid kehtivad kogu ruumi jaoks, olenemata sellest, kas seal ei ole keha ega elektrilisi tasusid. Nad määravad valdkonna muutused, samas kui mehaanika seadused määravad materjaliosakeste muutused. Lisaks keeldus Newtoni mehaanika sellest, kuidas me juba rääkisime Ch-ga. 6, ruumi ja aja järjepidevuse kohta, samas kui Maxwell-võrrandid loovad nähtuste järjepidevuse. Nad ühendavad sündmusi ruumi kõrval ja ajas: vastavalt valdkonna määratud seisundile "Siin" ja "nüüd" saame välja võtta selle valdkonna riigi riigi lähedase aja jooksul. Selline arusaam põllul on täiesti järjekindel Faraday ideega. Kuid see on ületamatu vastuolu kahe sajandi traditsiooniga. Seetõttu ei ole midagi üllatav asjaolu, et ta kohtus vastupanu.

Vastuväited, mis on esitatud elektri teooria vastu Maxwell, olid paljud ja töödeldi nii olulisi kontseptsioone teooria põhikontseptsioonide puhul ja võib olla veelgi rohkem, et liiga vabale viisil, mis maxwell kasutab selle tagajärgede tuletamiseni. Maxwell samm-sammult ehitatakse oma teooria abil "sõrmede osavuse" abil, sest Poinchidust väljendati edukalt, pidades silmas neid loogilisi venisid, mis mõnikord võimaldavad end uute teooriate kujundamisel. Kui Maxwell ilmub ilmselge vastuolus analüütilise konstruktsiooni ajal, ületab ta ilma kõhkluseta ajastul vabaduste heidutamise abil. Näiteks tasub seda välistada iga liige, asendada sobimatu märgi väljendus vastupidine, asendada väärtus teatud kirja. Neile, kes imetlesid amper elektrodünaamika eksimatu loogilise ehitamise, pidi Maxwelli teooria tootma ebameeldiva mulje. Füüsika ei suutnud viia see õhuke järjekorras, st vaba loogiliste vigade ja vastuolus. Aga. Teisest küljest ei saanud nad teooriast keelduda, mis näeme tulevikus orgaaniliselt seotud optika elektrienergiaga. Seetõttu lõpus viimase sajandi, suurim füüsikad, kes kuuleb tööd, nimetati 1890. aastal HERZ: alates põhjendused ja arvutused, mille abil Maxwell tuli oma teooria elektromagnetismi, on täis vigu, mida me ei saa Õige, me võtame kuus, Maxwelli võrrandit esialgse hüpoteesina, kuna postulate, mis tuginevad kogu elektromagnetismi teooriale. "Maxwelli teooria peamine asi on Maxwelli võrrandid," ütleb Hertz.

21. valguse elektromagnetiline teooria

Kahe elektritasude interaktsiooni jõud leidnud ilm, mis liigub üksteise suhtes võrreldes, on koefitsient mõne kiiruse tähendus. Selle kiiruse suurus ise Weber ja Kollarushi määrati eksperimentaalselt 1856. aasta töös, mis sai klassikaliseks; See väärtus oli mõnevõrra rohkem kui valguse kiirus. Järgmisel aastal Kirchhof "Weber Teooriast tõi traadile elektrodünaamilise induktsiooni levitamise seadus: kui resistentsus on , ei sõltu elektrilaine kiirus traadi ristlõikest selle laadist ja elektri tihedusest Ja peaaegu võrdne kerge paljundamise kiirusega tühjus. Weber ühes oma teoreetilisest ja eksperimentaalsest töös 1864. aastal kinnitasid Kirchhoffi tulemused, mis näitab, et Kirchhoffi konstant on kvantitatiivselt võrdne elektromagnetilises üksuses sisalduvate elektrostaatiliste ühikute arvuga ja märganud, et elektrienergia paljundamise kiiruse kokkusattumus Lained ja valguse kiirust võib pidada näidustuseks kahe nähtuse vahelise tiheduse olemasolu kohta. Kuid enne selle kohta rääkimist peaksite kõigepealt välja selgitama täpselt, milline on elektri leviku mõiste tõeline tähendus: "Ja see tähendus on Weberi tähendus, tundub, et see ei tekita üldse suured lootused."

Maxwell lihtsalt ei olnud kahtlemata, sest ta leidis toetust Faraday ideede kohta valguse olemuse kohta (vt § 17).

"Selle ravis kirjutab Maxwell, alustades neljanda osa XX peatükist valguse elektromagnetilise teooria ekspositsioonile," tehti katse selgitamiseks elektromagnetnähtude selgitamiseks ühest kehast edastatud mehaanilise toime abil teisele koos keskmise, mis võtab ruumi nende kehade vahel. Laine valguse teooria võimaldab ka mõne keskkonna olemasolu. Peame nüüd näitama, et elektromagnetilise söötme omadused on identsed valguse keskmise omadustega ...

Me saame saada keskmise mõnede omaduste arvlikku väärtust, näiteks selle läbi selle läbi selle läbi selle, mida saab arvutada elektromagnetiliste katsete põhjal ja seda täheldatakse ka otse valguse korral. Kui leiti, et elektromagnetiliste häirete paljundamise kiirus on samuti valguse kiirus, mitte ainult õhus, vaid ka teistes läbipaistvates keskkondades, saame tõsise aluse, et kaaluda elektromagnetilise nähtuse valgust, \\ t Ja siis optiliste ja elektriliste tõendite kombinatsioon annab sama tõendi keskkonna reaalsusele, kui me saame teiste asjade puhul meie meeli tunnistuste põhjal "( Samas kohas lk. 550-551 vene väljaanne).

Nagu esimeses töös 1864, Maxwell lähtub oma võrranditest ja pärast mitmeid ümberkujundusi tegemist järeldusega, et tühjade põiksuunas nihutamise vooludes levis samal kiirusel kui valguse kui "tähistab valguse elektromagnetilise teooria kinnitust ", - kindlalt maxwell.

Maxwell siis uuringud üksikasjalikumalt elektromagnetiliste häirete omadusi ja jõutakse järeldustele, on täna juba hästi teada: võnkuv elektriline tasu loob vahelduva elektrivälja, mis on lahutamatult seotud muutuva magnetväljaga; See on Ersteda kogemuste üldistus. Maxwell võrrandid võimaldavad teil muuta ajavahetust igal ruumi. Sellise uuringu tulemus näitab, et igas kosmosepunktis tekkivad elektri- ja magnetväike võnkumised tekivad, st elektriliste ja magnetväljade intensiivsus muutub perioodiliselt; Need väljad on lahutamatud üksteisest ja polariseeritud vastastikku risti. Need võnkumised jaotatakse ruumis teatud kiirusel ja moodustavad põik-elektromagnetilise laine: elektriliste ja magnetiliste võnkumiste igas punktis esineda risti laine paljundamise suunas.

MAXWELLi teooriast tulenevate paljude eraõiguslike tagajärgede hulgas mainida järgmist: eriti sageli kritiseeris väide, et dielektriline konstant on võrdne optiliste kiirguse murdumisnäitaja ruuduga selles söötmes; valguse rõhu olemasolu valguse leviku suunas; Kahe polariseeritud laine ortogonaalsus - elektriseadmed ja magnetilised.

22. Elektromagnetilised lained

§-s 11 oleme juba öelnud, et Leideni panga heakskiidu ostsillaator loodi. See nähtus 1858-1862 jälle allutati tähelepanelik analüüs Wilhelm Fedsen (1832-1918). Ta märkas, et kui kahte kondensaatori plaati on ühendatud madala vastupidavusega, on tühjenemine võnkumisvõime ja võnkumisaja kestus on proportsionaalne kondensaatori paagi ruutjuurega. 1855. aastal tõi Thomson välja potentsiaalse teooria, et võnkumise võnkumiste periood on kondensaatori kondensaatori tootearenduse proportsionaalne kondensaatori toote ruutjuurga selle iseseisva koefitsiendiga. Lõpuks 1864. aastal Kirchhogof andis teooria võnkuva heakskiidu ja 1869. aastal HelmGoltz näitas, et sarnaseid võnkumisi võib saada induktsioon-mähis, mille otsad on ühendatud kondensaatori plaatidega.

1884. aastal hakkasid Henry Herz (1857-1894) endine üliõpilane ja assistent Helmholtz õppima Maxwelli teooriat (vt CH. 12). 1887. aastal kordas ta Helmholtzi katseid kahe induktsioon-rullidega. Pärast mitmeid katseid suutis ta oma klassikalisi kogemusi nüüd tuntud. "Generaatori" ja "Resonatori" abil tõestati Hertz eksperimentaalselt (nii, et tänapäeval kirjeldatakse kõigis õpikutes), mida võidete tühjendamine põhjustab laineruumi, mis koosneb kahest võnkumisest - elektrilisest ja magnetist, mis on igaühe suhtes risti Muu. Hertzil oli ka nende lainete peegeldus, murdumine ja sekkumine, mis näitab, et kõik tema katsed on täielikult selgitatud Maxwelli teooriaga.

Paljud eksperimendid kiirustasid mööda teed, kuid nad ei õnnestunud palju lisada valguse ja elektriliste lainete sarnasustele, kasutades sama lainepikkuse, mida Hertz võttis (umbes 66 cm), tulid nad välja difraktsiooni nähtustele , mis annetada kõik teised mõjud. Selle vältimiseks vajasime selliste suurte suuruste rajatisi, mis olid peaaegu nendel aegadel realiseerivad. Augusto Riia (1850-1920), mis uue generaatori poolt loodud uue generaatori poolt loodud uue tüüpi generaatori abil õnnestus lainetada laine pikkus mitu sentimeetrit (kõige sagedamini töötas see 10,6 cm langusega). Seega õnnestus Riia taasesitada kõiki optilisi nähtusi, mis sobivad peamiselt vastavate optiliste instrumentide analoogidega. Eelkõige oli Riia esimene, kes saadakse elektromagnetiliste lainete kahekordse murdumise. Riia teosed algas 1893. aastal ja aeg-ajalt, mida nad kirjeldasid neid teadusajakirjades avaldatud märkustes ja artiklisidesse, ühendati ja täiendati seejärel nüüd klassikalise raamatu "Ottica delle Oscillazioni ELETTRICHE" ("Optika elektri ostsillatsioonide optika") 1897, mille nimi väljendab kogu ajastu sisu füüsika ajaloos.

Torule paigutatud metallipulbri võime viiakse läbi elektrostaatilise masina lähedal asuva väljalasketoru all, seda uuriti 1884. aastal demollis (1853-1922) ja kümme aastat hiljem, kasutas seda võimalust Dodge ja Teave ja paljud teised näitavad elektromagnetilisi laineid. Riia generaatori kombineerimine ja näitaja lammutada "antenni" ja "maandus" geniaalsete ideedega, 1895. aasta lõpus Gulielmo Marconi (1874-1937) edukalt koostanud esimesed praktilised katsed (\\ t Nagu on teada, kuulub raadio leiutamise prioriteet Vene teadlasele A. S. Popov, kes lugevad 7. mail 1895 Venemaa füüsilise ja keemilise ühiskonna füüsilise filiaali koosolekul aruannet, mis sisaldab kirjeldust sisaldavat aruannet) Raadiotelegraafi valdkonnas, kiire areng ja hämmastavad tulemused, mis tõeliselt piirid imega.

https://www.scam.expert Kuidas valida Forex Broker.

Selle peatüki uurimise tulemusena peab üliõpilane:

teadma

• Elektromagnetvälja teooria empiirilised ja teoreetilised alused;
• elektromagnetvälja teooria loomise ajalugu valguse ja elektromagnetlainete rõhu avamise ajalugu;
• Maxwell-võrrandite füüsiline olemus (lahutamatud ja diferentsiaalvormides);
• Peamised etapid elulugu J. K. Maxwell;
• Elektrodünaamika arendamise peamised juhised pärast J. K. Maxwell;
• J. K. Maxwell saavutused molekulaarfüüsika ja termodünaamikaga;

suutma

• Hinnake Maxwelli rolli elektri ja magnetismi õpetuste väljatöötamisel, Maxwell-võrrandite põhisest tähendusest, raamatu koha "Hertzi ajaloos, ajaloos ja P. N. Lebedeve'i ajaloos.
• arutada elektromagnetismi valdkonnas töötanud suurimate teadlaste elulugusid;

omaette

Operatsioonoskused elektromagnetvälja teooria peamiste kontseptsioonidega.

Võtmesõnad: Elektromagnetvälja, Maxwell-võrrandid, elektromagnetlained, kerge rõhk.

Faraday avamine revolutsiooniline elektri teadus. Tema kerge käega hakkas elekter vallutama kõik uued positsioonid tehnikas. Teenitud elektromagnetilise telegraafi. 70ndate alguses. XIX sajandil on ta juba ühendanud Euroopat USA, India ja Lõuna-Ameerikaga, esimesed elektrilised voolugeneraatorid ja elektrimootorid ilmusid elektrienergiat keemias laialdaselt kasutatavaks. Elektromagnetilised protsessid suurenesid teaduse sügavamale. Epoch on tulnud, kui elektromagnetiline pilt maailma oli valmis muutma mehaanilist. Me vajame geniaalset inimest, kes võiks, nagu tema ajal Newton, et ühendada selle ajaga kogutud faktid ja teadmised ning nende põhjal luua uus teooria, mis kirjeldab uue maailma sihtasutusi. J. K. Maxwell sai selliseks isiklikuks.

James Clerk Maxwell (Jn 10.1) sündinud 1831. Tema isa-Johannese Clerk Maxwell oli mees selgelt silmapaistev. Advokaat rohelisem, ta, ta, aga maksis märkimisväärset aega teistele, huvitavam asju tema jaoks: Reisitud, kujundatud autod, panna füüsilise kogemuse ja isegi avaldanud mitmeid teaduslikke artikleid. Kui Maxwell pöördus 10-aastaseks, saatis tema isa talle Edinburghi akadeemia õppimise, kus ta jäi kuueks aastaks - kuni ülikooli sissepääsuni. At vanuses 14, Maxwell kirjutas esimese teadusliku töö pühendatud geomeetria ovaalsete kõverate. Tema kokkuvõte avaldati Edinburghi ühiskonna kuningliku ühiskonna soojendamisel 1846

1847. aastal sisenes Maxwell Edinburghi ülikooli, kus ta hakkas matemaatika õppima põhjalikult. Sel ajal avaldati kaks rohkem andekas üliõpilase teaduslikku tööd "Edinburghi Royal Society" töös ". Mis sisu üks neist (umbes jooksvate kõverate), ettevõtte tutvustas professor Kellend, teine \u200b\u200b(umbes elastsete omaduste tahkete ainete) esmakordselt kehtestati autori poolt ise.

1850. aastal jätkas Maxwell Peterburis - Püha Peterbri kolledžis Cambridge'i ülikooli kolledžis ja sealt sisse lülitatud Püha Kolmainsuse kolleegiumile - Trinity College, kes andis maailmale I. Newton ja hiljem VV Nabokova, B. Russell jne 1854. aastal on maxwell eksami ja saab bakalaureusekraadi. Siis ta jäeti Trinity College õpetajana. Kuid teaduslikud probleemid olid murettekitavad. Cambridge Maxwell hakkas uurima värvi ja värvi visiooni. 1852. aastal jõudis ta järeldusele, et spektraalsete värvide segamine ei lange kokku värvide segamisega. Maxwell arendab värvi visiooni teooriat, kujundas värvi top (joonis 10.2).

Joonis fig. 10.1.

Joonis fig. 10.2.

Lisaks oma vanahobidele - geomeetria ja lilleprobleemid, MAXWELL sai huvitatud elektrienergia. 1854. veebruaril kirjutab ta Cambridge'ist kirja Glasgow W. Thomsonile. Siin on selle kuulsa kirja algus:

"Kallis Thomson! Nüüd, kui ma panin Bicked kooli bakalaureuseõppe, hakkasin mõtlema lugemisele. See on väga meeldiv mõnikord olla vääriliselt tunnustatud raamatute seas, mis ei ole veel lugenud, vaid peaksid lugema. Kuid meil on tugev soov pöörduda füüsilistele teemadele ja mõned meist tahavad siin elektrit rünnata. "

Pärast lõpetamist sai Maxwell CAMBRIDGE ülikooli Trinity College'i liige ja 1855. aastal sisenes ta Edinburgh Royal Society. Siiski lahkus ta varsti Cambridge'ist ja tagastas oma emakeelena Šotimaale. Professor Forbes teatas talle, et Aberdeenis avati Marihan College professorite vaba ametikohast ja tal on iga võimalus teda võtta. Maxwell aktsepteeris ettepanekut ja 1856. aasta aprillis (24 aasta pärast!) Sisenes uue positsiooni. Aberdeen Maxwell jätkab elektrodünaamika probleemide tööd. 1857. aastal saadab ta M. Faraday tema töö "Faraday Power Lines".

Teiste teoste Maxwell Aberdeenis laialdaselt kuulsus sai oma tööd Saturni rõngaste stabiilsuse kohta. Satran-rõngaste mehaanika uurimisest oli üleminek gaasimolekulide liikumise kaalumisele täiesti loomulik. 1859. aastal tegi Maxwell Briti Assotsiatsiooni kohtumise teadusteaduste arendamise aruandega gaaside dünaamilise teooria kohta. Käesolev aruanne märgistas oma viljaka uurimise gaaside kineetilise teooria valdkonnas ja statistilise füüsika valdkonnas.

1860. aastal aktsepteeris Maxwell Londoni Royal College'i kutse ja töötas seal professor auaste. Ta ei olnud hiilgav õppejõud ja ei armasta eriti loengut. Seetõttu oli järgmine õpetamispaus üsna soovitav kui tüütu ja lasta täielikult sukelduda teoreetilise füüsika põneva probleemide lahendamisel.

A. Einsteini sõnul mängitakse Faraday ja Maxwell elektri teaduses samad rollid, mis Galilee ja Newton mehaanika. Nagu Newton andis avatud Galilee mehaaniliste mõjude matemaatilisele vormile ja füüsilise põhjenduse ja Maxwell tegi selle seoses Faraday avastused. Maxwell andis range matemaatilise vormi Faraday ideedele, tutvustas terminit "elektromagnetväljal", formuleeritud matemaatilised seadused, mis kirjeldavad seda valdkonda. Galilee ja Newton pani aluse mehaanilisele pildile, Faraday ja Maxwell - elektromagnetilisest.

Maxwell alustas oma ideid elektromagnetismi kohta alates 1857. aastast, kui juba mainitud artikkel "Faraday Power Lines" oli kirjutatud. Siin kasutatakse laialdaselt hüdrodünaamilisi ja mehaanilisi analooge. See lubas Maxwell rakendada Iiri matemaatika U. Hamiltoni matemaatilist aparaati ja seega ekspresseerivad elektrodünaamilisi suhteid matemaatilises keeles. Tulevikus asendatakse elastsuse teooria meetodid hüdrodünaamiliste analoogidega: deformatsiooni, rõhu, keerise ja muu sarnase kontseptsioonid. Selle põhjal jõuab Maxwell välja võrrandid, mis selles etapis ei ole veel ühte süsteemi vähendatud. Avastades dielektrics, MAXWELL väljendab ideed "Shift Praegune", samuti Foggy, idee valguse ja elektromagnetvälja ("elektrotoonilise seisundi") idee Faraday preparaadis, mis maxwell seejärel kasutada.

Need ideed on toodud artiklites "Füüsiliste jõudude" kohta "(1861-1862). Nad on kirjutatud kõige viljakam Londoni perioodil (1860-1865). Samal ajal ilmusid kuulsad artiklid Maxwell "Elektromagnetvälja" dünaamilisest teooriast "(1864-1865), kus mõtteid tehti elektromagnetiliste lainete ühtse olemuse kohta.

Alates 1866-1871 elas Maxwell oma sünnituse sünnituses, jättes aeg-ajalt eksamite jaoks Cambridge'ile. Majandusministeeriumi rahandusministeerium ei jätnud teaduslikke klassidest. Ta vaevalt töötas oma elu peamine tööjõud "Elektri ja magnetismi traktatsiooni" kirjutas raamatu "Soojuse teooria", mitmed kineetiliste gaaside teooria artiklid.

1871. aastal toimus oluline sündmus. Cambridge'is Cavershi järeltulijate esindajatel asutati eksperimentaalse füüsika osakond ja käivitati eksperimentaalse laboratooriumi ehitamine, mis füüsika ajaloos on tuntud kui cavendish labor (joonis 10.3). Maxwell kutsuti saada osakonna esimeseks professoriks ja töötama laboratooriumi. 1871. aasta oktoobris luges ta loovutavaid loenguid ülikoolihariduse eksperimentaalsete uuringute ja eksperimentaalsete uuringute tähtsuse tähtsusele. See loeng on muutunud koolitusprogrammi eksperimentaalse füüsika jaoks paljude aastate jooksul. 16. juuni 1874 oli Cavendishi labor avatud.

Sellest ajast alates on laborist saanud maailma füüsilise teaduse keskpunktiks palju aastakümneid, sama see on nüüd. Rohkem kui sada aastat, tuhanded teadlased läbisid selle läbi, mille hulgas paljusid neist, kes moodustasid maailma füüsilise teaduse kuulsust. Pärast Maxwell on cavendish laboratoorium juhtinud paljud silmapaistvad teadlased: J. J. Thomson, E. Rutherford, L. Bragg, N. F. Mott, A. B. Pippard ja teised.

Joonis fig. 10.3.

Pärast väljumist "töötlemise elektri ja magnetismi", kus teooria elektromagnetvälja kujundati, Maxwell otsustab kirjutada raamatu "elementaarse esitluse", et populariseerida ja levitada oma ideid. Maxwell töötas raamatus, kuid tema heaolu sai hullem. Ta suri 5. novembril 1879 ja tunnistamata tema teooria triumfit.

Olgem elada teadlase loomingulise pärandi pärast. Maxwell lahkus sügava rada kõigis füüsilise teaduse valdkondades. Pole ime, et mitmeid füüsilisi teooriaid kannavad tema nime. Ta soovitas termodünaamilist paradoksit, kes ei andnud paljude aastate jooksul rahu füüsikuid, "deemon Maxwell." Kineetilises teoorias tutvustati neid mõisteid tuntud: "Maxwelli jaotus" ja "Maxwell - Boltzmann" statistika. Tema Peruu kuulub ka saturni rõngaste stabiilsuse elegantsele uuringule. Lisaks on Maxwell loonud paljusid väikseid teaduslikke meistriteoseid mitmesugustes valdkondades - alates esimesest värvifotograafiast maailmas enne töötamist Rõivaste radikaalseks eemaldamiseks riietest.

Pöördugem arutelu poole elektromagnetväljade teooriad - teadusliku loovuse maxwelli Quintentscents.

Tähelepanuväärne on see, et James Clerk Maxwell sündis sel aastal, mil Michael Faraday avas elektromagnetilise induktsiooni nähtuse. Maxwellil tehti Faraday raamat "Eksperimentaalse uurimistöö elektri uurimistööd" erilise mulje.

Maxwelli ajal oli kaks alternatiivset elektrienergia teooriaid: Faraday "elektriliinide" teooria ja Prantsuse teadlaste poolt välja töötatud teooria, Ambapera, Bio, Saveri, Arago ja Laplose poolt välja töötatud teooria. Viimase esialgne positsioon on idee ühest asutusest ühest vahelisest suhtlemise pikaajalisest edasilükkamisest teise ilma vahepealse keskmise abita. Faraday realistlik varasus ei suutnud sellise teooriaga kokku leppida. Ta oli täiesti veendunud, et "aine ei saa tegutseda, kus see ei ole." Kolmapäev, mille kaudu mõju edastatakse, kutsusid Faradays "välja". Väli, ta arvas, läbis magnetilise ja elektriliinide ".

1857. aastal ilmus Maxwell artikkel "Cambridge'i filosoofilise ühiskonna" tööde teoste "-" Faraday Power Lines ". See sisaldas kogu elektrienergia uurimisprogrammi. Pange tähele, et käesolevas artiklis oli MAXWELL võrrand juba kirjutatud, kuid siiani ilma vahetusteta. Jätkus jätkuv artikkel "Faraday elektriliinide kohta". Elektrohüdraulilised analoogiad andsid palju. Nende abiga registreeriti kasulikud diferentsiaalvõrrandid. Kuid kõik ei suutnud elektrohüdraulika analoogiat allutada. See ei vastanud nende raames elektromagnetilise induktsiooni olulisemale õigusele. See oli vaja tulla uue abistamismehhanismi, mis hõlbustab protsessi arusaamist, mis peegeldab samal ajal ja translatsiooni voolu voolu ja magnetvälja pöörlevat, keeriseerimist.

Maxwell pakkus erilist keskkonda, mille vortes on nii väikesed, mis sobivad molekulide sees. Pöörlevad "Molecular Vortes" toota magnetvälja. Molekulide vahi telgede suund langeb kokku nende tugevusliinidega ja nad ise võivad olla esindatud õhukeste pöörlevate silindritena. Kuid väline, kontaktisikutega kokkupuutel peaksid liikuma vastupidistes suundades, st Vältida vastastikust liikumist. Kuidas tagada kahe järgmise käigu pöörlemise ühes suunas? Maxwell soovitas, et molekulaarvälja ridade vahel paigutati väikseimate sfääriliste osakeste kihi ("ootamatuid rattad"), mis on võimelised pöörlema. Nüüd võivad lapsed pöörata ühes suunas ja suhelda üksteisega.

Maxwell hakkas uurima oma mehaanilise mudeli käitumist juhtmete ja dielektriide puhul ning jõudis järeldusele, et elektriliste nähtude võib esineda keskmises keskkonnas, mis takistab praeguse läbipääsu dielektrilises. Lase "ootamatute rataste" ei suutnud nendes keskkondades elektrivälja tegevuse all liikuda järk-järgult, kuid nad nihutatakse nende positsioonidest elektrivälja rakendamisel ja eemaldamisel. Maxwell nõudis suurt teaduslikku julgust, et tuvastada sellega seotud tasude tasude tasusid. Lõppude lõpuks, see praegune - praegune nihe - Keegi ei ole jälginud. Pärast seda pidi Maxwell paratamatult astuma järgmisele sammule - tunnistama võime luua selle voolu taga ise magnetvälja.

Seega Maxwell mehaaniline mudel võimaldas juhtida järgmise järelduse: muutus elektriväljale toob kaasa välimus magnetvälja, st Fenomenile, Faradayevsky vastaspoole, kui magnetvälja muutus toob kaasa elektrilise väljanägemise.

Järgmine elektri- ja magnetismile pühendatud artikkel Maxwell on "füüsilistel elektriliinidel". Elektrilised nähtused, mis on vajalikud tahkete ainete selgituse saamiseks terasena, eeter. Maxwell leidis ootamatult O. Fresneli rolli, sunnitud "leiutama", et selgitada polarisatsiooni nähtusi oma "optilise" eetri, tahke, nii terase ja läbilaskva õhkina. Maxwell märgib kahe keskkonna sarnasust: "Lighton" ja "Elektri". Ta läheneb järk-järgult oma suure avastamise "ühe iseloomu" valguse ja elektromagnetilise lainete.

Järgmises artiklis kasutas "elektromagnetvälja dünaamiline teooria" - Maxwell kasutas kõigepealt terminit "elektromagnetvälja". "Teooria soovitan võib nimetada elektromagnetvälja teooriaks, sest see tegeleb elektriliste või magnetiliste organitega ümbritseva ruumiga ja seda võib nimetada ka dünaamiliseks teooriaks, sest see võimaldab selles, et selles ruumis on küsimus, mis on selles ruumis liikumine, mille kaudu täheldatud elektromagnetilised nähtused on toodetud.

Kui Maxwell tõi oma võrrandid "elektromagnetvälja dünaamiliseks teooriaks", tõestasid üks neist, et faradate pärast veel nimetati: magnetilised mõjud olid tegelikult jaotatud põiklainete kujul. Maxwell ei märganud siis, et see peaks olema oma võrranditest rohkem: koos magnetiliste mõjudega jaotub elektriline häire kõigis suundades. Elektromagnetlaine sõna, sealhulgas elektri- ja magnetilise häire täieliku mõttes ilmnes maxwell hiljem, juba 1868. aastal, artiklis "elektrostaatilise võimsuse otsese võrdluse meetodi kohta elektromagnetilise elektromagnetilisega Märkus valguse elektromagnetilise teooria kohta ".

MIDVYBY MAXWELL lõpetas peamise elu töö - "Elektri ja magnetismi traktatsiooni", mis ilmus 1873. aastal ja hiljem kortsus mitu korda. Selle raamatu sisu oli muidugi peamiselt elektromagnetismi artiklid. "Traatne" annab süstemaatiliselt vektori kalkulatsiooni põhialuseid. Siis järgitakse nelja osa: elektrostaatika, elektrotsinkti, magnetism, elektromagnetism.

Pange tähele, et Maxwell uurimismeetod on järsult erinevad teiste teadlaste meetoditest. Mitte ainult iga matemaatiline väärtus, kuid iga matemaatiline operatsioon on õnnistatud sügava füüsilise tähendusega. Samal ajal vastab iga füüsiline väärtus selge matemaatilise iseloomuga. Üks "traktaat" juhid nimetatakse "elektromagnetvälja peamiseks võrranditeks". Siin on selle ravis elektromagnetvälja peamised võrrandid. Seega tegi maxwell vektori arvutamise abiga lihtsalt seda, mis varem tegi mehaaniliste mudelite abil varem tehtud, selgus elektromagnetvälja võrrandi.

Kaaluge Maxwelli võrrandite füüsilist tähendust. Esimene võrrand näitab, et magnetvälja allikad on praegused ja elektrivälja muutuvad. Maxwelli geniaalne arvus oli põhimõtteliselt uue kontseptsiooni kasutuselevõtt - ümberpaigutamise vool - eraldi ametiajana üldise anumisseaduses - Maxwell:

kus N. - vektori magnetvälja tugevus; j. - elektrienergia tiheduse vektor, milles maxwell lisatakse nihuvool; D. - elektriseadme vektor; C on mõned püsivad.

See võrrand väljendab magnetoelektrilist induktsiooni, avage maxwell ja põhineb praegustest vaateid.

Teine viivitamatu tunnustamine Maxwelli idee oli elektromagnetilise induktsiooni olemuse faraday idee - induktsiooni voolu esinemine ahelasse, magnetiliste elektriliinide arv, mis muutused või magneti suhtelise liikumise tõttu või magnetvälja muutuse tõttu. Maxwell salvestas järgmise võrrandi:

kus E. - vektori elektrivälja tugevus; Juures -

magnetväli pinge pöördemoment ja vastavalt: - -

magnetvälja muutmine aja jooksul, C on püsiv.

See võrrand peegeldab Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadust.

On vaja võtta arvesse elektri- ja magnetvektorite teist olulist vara. E. Mõlemad V. Kuigi elektrilised elektriliinid algavad ja lõpevad väljade allikate tasud, on magnetvälja elektriliinid ise suletud.

Matemaatika puhul kasutatakse vektorivälja omaduste määramiseks "Divergence" operaatori (väljade diferentseerumist) Selle kasutamine lisab Maxwell veel kaks kahele kättesaadavale võrrandile:

kus p on elektritasude tihedus.

Kolmas võrrandi Maxwell väljendab elektrienergia suuruse säilitamise seadust neljanda - magnetvälja vortexi iseloom (või magnetiliste tasude puudumine).

Elektri- ja magnetväljavektorid, mis sisaldasid vaatlusaluseks võrranditeks ja elektri- ja magnetväljade pingetest, on seotud lihtsate suhetega ja neid saab salvestada järgmiste võrrandite kujul:

kus E on dielektriline konstant; P on keskmise magnetiline läbilaskvus.

Lisaks saate kirjutada teise suhte, mis seob pinge vektoriga E. ja konkreetne juhtivus:

Maxwell-võrrandite täieliku süsteemi esindamiseks on vaja salvestada rohkem piiritingimusi. Need tingimused peaksid vastama kahe keskkonna piiril elektromagnetväljale.

kus umbes - elektriliste tasude pindade tihedus; I on juhtivuse pindade tihedus vaatlusaluse liidese voolu. Konkreetsel juhul, kui pinnavoolu ei ole, läheb viimane tingimus:

Seega on J. Maxwell elektromagnetvälja määratluse määratluse kujul, väljendades kõiki oma ilminguid võrrandite süsteemi kujul. Pange tähele, et Maxwell ei kasutanud vektori nimetusi ja salvestasid oma võrrandeid piisavalt tülikas komponendis. Maxwell-võrrandite kaasaegne vorm ilmus umbes 1884. aasta pärast O. heviside ja Gersi teoseid.

Maxwelli võrrandid on üks suurimaid saavutusi mitte ainult füüsika, vaid ka tsivilisatsiooni üldse. Nad ühendavad loodusteaduste, ilu ja proportsionaalsuse range logikaalsuse, mida eristatakse kunsti ja humanitaarteadusega. Kõrgeima võimaliku täpsusega võrrandid peegeldavad loodusnähtude olemust. Maxwelli võrrandite potentsiaal ei ole kaugeltki ammendatud, nende põhjal ilmuvad kõik uued teosed, selgitused erinevate füüsika erinevate avastuste selgitus - alates ülijuhtivust astrofüüsikale. Maxwelli võrrandite süsteem on kaasaegse füüsika alus ja ei ole veel kogenud asjaolu, mis oleks vastuolus nende võrranditega. Maxwell-võrrandite teadmised vähemalt nende füüsilisest isikust, on tingimata mis tahes haritud isikule, mitte ainult füüsika jaoks.

Maxwell võrrandid olid uue mitte-klassikalise füüsika eelkäija. Kuigi maxwell ise oma teaduslikes süüdimõistvatel süüdimõistvatel süüdimõistemistes oli "klassikaline" mees luude aju, mis on kirjutanud võrrandid ise teise teaduse peale, mis oli teadlase ja teadlase lähedal. Seda tõendab vähemalt asjaolu, et Maxwelli võrrandid on Galilea ümberkujundamiste suhtes mitte-invariantsed, kuid need on invariantsed seoses Lorentzi transformatsioonide osas, mis omakorda relativistlik füüsika.

Tuginedes saadud võrrandid, Maxwell lahendatud konkreetsed ülesanded: määratakse koefitsiendid elektrilise läbilaskvuse mitmete dielektriide, arvutatud koefitsientide enese induktsioon, vastastikku induktsiooni rullid jne.

Maxwell võrrandid võimaldavad teha mitmeid olulisi järeldusi. Võib olla peamine - olemasolu põik-elektromagnetiliste lainete paljundus kiirustel.

Maxwell leidis, et tundmatu number C osutus ligikaudu võrdseks elektromagnetiliste ja elektrostaatiliste laenguühikute suhtumisega, mis on umbes 300 000 kilomeetri sekundis. Oma võrrandite universaalsuse veendunud, see näitab, et "valgus on elektromagnetiline nördimus." Tunnustamine ülima, kuigi väga suur, kiirus paljundamise elektromagnetvälja kivi kivi ei jätnud teooriaid toetajate "Instant Long-Range".

Elektromagnetilise teooria kõige olulisem tagajärg ennustati Maxwell kerge rõhk. Ta suutis arvutada, et juhul, kui selge ilm, päikesevalgus neeldunud lennukis ühe ruutmeetri annab 123,1 kilogrammi meetri energia sekundis. See tähendab, et see pressitakse sellel pinnal selle langemise suunas jõuga 0,41 milligrammi. Seega suurendati Maxwelli teooriat või purustati sõltuvalt veel rakendatud katsete tulemustest. Kas on olemas elektromagnetilised lained, millel on valgusega sarnased omadused? Kas on olemas kerge surve? Pärast surma Maxwell, Heinrich Hertz vastas esimesele küsimusele teine \u200b\u200b- Peter Nikolavich Lebedev.

J. K. Maxwell on füüsilise teaduse ja inimese hiiglaslik näitaja. Maxwelli mälestuses elab inimesed nii palju kui inimkond. Maxwelli nimi on immortaliseeritud kraateri nimes Kuu juures. Venuse kõrgeimad mäed on nime saanud suure teadlase (Maxwell Mountain) pärast. Nad tõusevad 11,5 km kaugusel keskastmest. Samuti kannab tema nimi maailma suurim teleskoop, mis võib töötada töövaldkonnas (0,3-2 mm) -tolascale'is. J. K. Maxwell (JCMT). See asub Havai saartel (USA), Maun Kea mägismaast (4200 m). Peamine 15-meetrine JCMT teleskoobipeegel on valmistatud 276 eraldi alumiiniumfragmenti tihedalt ühendatud. MAXWELL teleskoobi kasutatakse uurida päikesesüsteemi, tähtedevahelise tolmu ja gaasi, samuti kaugetele galaktikate.

Pärast Maxwell sai elektrodünaamika põhiliselt erinevaks. Kuidas ta arendas? Märgime kõige olulisemat arengusuunda - teooria peamiste sätete eksperimentaalne kinnitus. Aga teooria ise nõudis ka teatud tõlgendust. Sellega seoses on vaja märkida Venemaa teadlase teeneid Nikolai Alekseevitš Umova, kes juhtis Moskva ülikooli füüsika osakonda 1896-1911

Nikolai Alekseevich UMOV (1846-1915) - Vene füüsik, kes on sündinud Simbirski linnas (nüüd Ulyanovsk), lõpetas Moskva ülikooli. Ta õpetas Novorossiyski ülikooli (Odessa) ja seejärel Moskvas, kus alates 1896. aastast pärast A. G. Zoltolovi surma juhtis füüsika osakonda.

Töö on pühendatud füüsika erinevatele probleemidele. Peamine neist oli õpetuste loomine energia liikumise (Vector UMOV), mida ta kirjeldas 1874. aastal doktoritööstuses. Bay meeled on varustatud kõrge tsiviilvastutuse. Koos teiste professoritega (V. I. Vernadsky, K. A. Timüyazev,

N. D. Zelinsky, P. N. Lebedev) Ta 1911. aastal lahkus Moskva ülikool protesti vastu reaktsiooni peaministri tegevuste vastu L. A. Casso.

Mõistus oli teaduse aktiivne propaganda, teaduslike teadmiste populariseerija. Peaaegu esimesed füüsikuid teadlased mõistis ta vajadust füüsika õpetamismeetodite tõsiste ja sihipäraste uuringute järele. Enamik vanimast põlvkonna teadlastest on tema õpilased ja järgijad.

UMOVA peamine teenistus - energia liikumise kasutamise arendamine. 1874. aastal sai ta energiavoo tiheduse vektori üldise väljenduse jaoks elastse söötme ja viskoossete vedelike suhtes (vektor Umika). Pärast 11 aastat inglise teadlane John Henry osutab (1852-1914) tegi sama elektromagnetilise energia voolu jaoks. Nii ilmus elektromagnetismi teoorias tuntud vector Umova. - Osutades.

Osutamisel oli üks nendest teadlastest, kes teooriat viivitamatult aktsepteerinud Maxwelli teooriat. On võimatu öelda, et sellistel teadlastel oli palju piisavalt palju, Maxwell ise mõista. Maxwell teooriat ei mõistnud kohe isegi tema loodud Cavendishi laboris. Sellegipoolest, elektromagnetismi teooria tulekuga tõusis looduse tundmine kvalitatiivselt erineva tasemeni, mis, nagu see alati juhtub, on üha enam kõrvaldavad meid otsestest sensuaalsetest ideedest. See on tavaline venterity protsess, mis kaasneb kogu füüsika arengule. Füüsika ajalugu annab palju sarnaseid näiteid. Piisab tagajärgede tagasikutsumist quantum mehaanika, erilise teooria suhtelisus, teised kaasaegsed teooriad. Nii et elektromagnetvälja Maxwell ajal oli vaevalt kättesaadav inimeste mõistmiseks, kaasa arvatud teadusmeedia ja mida rohkem ei ole nende sensoorse arusaama jaoks kättesaadavad. Siiski pärast eksperimentaalsete teoste, Hertz tekkis ideid loomise traadita side abi elektromagnetlained lõppenud raadio. Seega tekitas raadiosidetehnoloogia tekkimine ja arendamine elektromagnetvälja tuntud ja alaliseks kontseptsiooniks.

Oluline roll elektromagnetvälja teooria võidu maxwell mängis Saksa füüsikut Heinrich Rudolf Hertz. Hertzi huvi elektrodünaamika vastu stimuleeris G. L. Helmholtz, kes seda füüsika valdkonna "tellimisel" soovitas "tellida", tegi ettepaneku, et Herters töötab lukustamata elektriliste assisteeriumide protsessides. Kõigepealt loobus Hertz teemast, kuid seejärel avastas Carlsruhe'is töötavad seadmed, mida võiks kasutada selliste uuringute jaoks. See eelsoodustas oma valiku, eriti kuna Hertz ise, hea teades teooria Maxwell, oli täielikult valmis selliste uuringute jaoks.

Henry Rudolf Hertz (1857-1894) - Saksa füüsik, sündis 1857. aastal Hamburgis advokaadi perekonnas. Ta õppis Müncheni ülikoolis ja seejärel Berliinis Helmhliinis. Alates 1885. aastast töötab Hertz Karlsruhe kõrgema tehnikakoolis, kus tema uurimine algab elektromagnetiliste lainete avastamise eest. Neid jätkati 1890. aastal Bonnis, kus Hertz liigutas, asendades eksperimentaalse füüsika professor R. Clausius. Siin ta jätkab elektrodünaamika tegemist, kuid järk-järgult on tema huvid nihkunud mehaanikale. Hertz suri 1. jaanuaril 1894 36-aastaste talentide õitsemisel.

Ehitustööde alguses uurisid Hertz elektriliste võnkumiste juba üsna üksikasjalikult. William Thomson (Issand Kelvin) saadi väljenduse, mis on nüüdseks teada iga koolilapsele:

kus T. - elektriliste võnkumiste periood; AGA - induktiivsus, et Thomson nimetas dirigendi "elektrodünaamikaks"; C - kondensaatori mahtuvus. Valem sai kinnituse katsetes Berenda Wilhelm Fedsersen(1832-1918), kes õppis Leideni panga säde tühjendamise võnkumisi.

Artikli "väga kiirete elektriliste kõikumiste puhul" (1887), Hertz toob kaasa nende katsete kirjelduse. Nende olemus selgitab Joonis 10.4. Herzi poolt kasutatavas viimases vormis oli võnkuv ringkond SISi kaks konditsioneerit ", mis asub umbes 3 m kaugusel ja ühendatud vasktraadi kaugusel, mille keskel oli tühjenemine Juures induktsioon-mähis. Vastuvõtja oli kontuur aCDB. Mõõtmetega 80 x 120 cm, sädemetega M. Ühes lühikest küljest. Tuvastamine määrati arhiiris nõrga sädeme juuresolekul M. Hertziga katsetatud dirigendid on kaasaegses keeles, antenn koos detektoriga. Nad kannavad nüüd nimesid vibraator ja resonaator Hertz.

Joonis fig. 10.4.

Saadud tulemuste olemus oli see, et elektriline sädeme arrester Juures põhjustas sädeme arhiiris M.Kõigepealt ei räägi Hertz, selgitades eksperimente, Maxwelli lainetest. Ta räägib ainult "juhtmete interaktsiooni" ja püüab otsida selgitust pikaajaliste teoorias. Katsete läbiviimine, Hertz leidis, et madalate vahemaade puhul on "elektrienergia" jaotuse olemus sarnane dipooli väljale ja seejärel vähendab see aeglasemalt ja on nurga sõltuvus. Nüüd ütleme, et arrester omab anisotroopse orientatsiooni mudeli. See on muidugi radikaalselt vastuolus pikamaa teooriaga.

Pärast katsetuste tulemuste analüüsimist ja oma teoreetiliste uuringute läbiviimist võtab Hertz Maxwelli teooria vastu. Lõppskiiruse paljundamise elektromagnetlainete olemasolu kohta on tehtud järeldusega. Nüüd ei ole Maxwelli võrrandid enam abstraktse matemaatilise süsteemi ja need tuleks sellesse liikidesse viia, et nad oleksid mugavad kasutada.

Hertz sai eksperimentaalselt prognoositud teooria Maxwell elektromagnetiliste lainete ja mitte vähem oluline, tõestanud nende identiteeti valguse. Selleks oli vaja tõestada, et elektromagnetiliste lainete abil on võimalik jälgida optika tuntud mõju: murdumis- ja peegeldus, polarisatsioon jne. Hertz täitis need uuringud, mis nõudsid Virtuoso eksperimentaalseid oskusi: ta viidi läbi eksperimente nende levikut, peegeldust, murdumist, elektromagnetlainete polariseerimist. Ta ehitas eksperimentide peeglite nende lainetega (Hertzi peeglid), asfaldi prisma jne. Hertzi peeglid on näidatud joonisel fig. 10.5. Katsed on näidanud täheldatud toimete täielikku identiteeti nendega, mis olid valguste lainete jaoks hästi tuntud.

Joonis fig. 10.5.

1887. aastal, töö "ultraviolettvalguse mõju elektrilisele tühjendamisele", kirjeldab Hertz helistamist, mis hakkasid helistama väline fotoeffect. Ta avastas, et ultraviolettkiirguse kiiritamisel esineb kõrgepinge elektroodid elektroodese vahelisel suuremal kaugusel kui kiiritamiseta.

See mõju uuris seejärel põhjalikult vene teadlast Alexander Grigorievarich Tsoletov (1839-1896).

1889. aastal lugesid Hertzi Saksa loodusteadlaste ja arstide kongressil valguse ja elektri vahelise seose kohta aruande, mis väljendas oma arvamust Maxwelli teooria tohutu tähtsuse kohta, mida eksperimendid kinnitavad nüüd.

Hertzi katsed tootsid teaduslikus maailmas furor. Neid korrati mitu korda ja varieerusid. Üks neist, kes see oli Peter Nikolaevich Lebedev. Ta sai sel ajal lühima elektromagnetilised lained ja 1895. aastal oli ta teinud eksperimente nendega topelt Bempraine'is. Oma töös pani Lebedev elektromagnetkiirguse lainepikkuse järkjärgulise vähenemise järkjärgulise vähenemise nii, et lõpuks haigestuda neile pika infrapunalainetega. Lebedev ise ei saanud teha, kuid see viidi läbi 20. sajandi Vene teadlaste 20s Alexandra AndreeVna Glagolev-Arkadyev (1884-1945) ja Maria Afanasyevna Levitskaya (1883-1963).

Peter Nikolaevich Lebedev (1866-1912) - Vene füüsik, kes on sündinud 1866. aastal Moskvas, lõpetas Strasbourgi Ülikooli ja alustas tööd Moskva Ülikoolis 1891. aastal. Lebedev jäi füüsika ajaloos eksperimenteerijana Virtuosona, mis on tagasihoidlike teadusuuringute autor selle aja tehniliste võimaluste äärel, samuti Moskva üldtunnustatud teaduskooli asutaja, kust kuulus Vene teadlased PP Lazarev, Si Vavilov tulid. A. R. Collie jne.

Lebedev suri 1912. aastal varsti pärast seda, kui ta koos teiste professoritega lahkus Moskva ülikoolis protesti vastu reaktsiooni meelega haridusministri tegevuse vastu L. A. Casso.

Siiski on Lebedevi peamine teenete füüsika ees, et ta mõõdeti eksperimentaalselt MAXWELL-valgurõhu teooriat. Uuring selle mõju Lebedev pühendatud kogu oma elu: 1899. aastal eksperiment tõsteti, mis tõestas juuresolekul valguse rõhu tahkete ainete (joonis 10.6) ja 1907 - Gaza. Lebedeve töö valgusrõhu valdkonnas sai klassikalisi, need on üks XIX-i lõpus - XX sajandi alguses.

Lebedevi katsed valguse rõhu ajal tõi ta maailma au. Sel juhul ütles W. Thomson "Ma võitlesin kogu oma elu Maxwelliga, tundmata oma kerge liikumist, kuid ... Lebedev tegi mind oma katsete enne oma üleandmist."

Joonis fig. 10.6.

Hertzi ja Lebendi eksperimendid kiitsid lõpuks heaks Maxwelli teooria prioriteedi. Nagu praktika, s.o. Elektromagnetismiõiguse praktiline rakendamine, seejärel XX sajandi alguses. Inimkond on juba elanud maailmas, kus elektrienergia on muutunud suureks rolliks. Seda hõlbustas Stormy leidlik tegevus elektri- ja magnetnähtuste avatud füüsikute rakendamisel. Pange tähele mõned neist leiutistest.

Üks esimesi rakendusi elektromagnetismi leitud sidetehnoloogia. Telegraph eksisteeris alates 1831. aastast 1876. aastal. Ameerika füüsik, leiutaja ja ettevõtja Alexander Bell (1847-1922) leiutas telefoni, mida kuulus Ameerika leiutaja parandas seejärel Thomas Alva Edison (1847-1931).

1892. aastal inglise füüsik William Cruks (1832-1912) sõnastas raadioside põhimõtted. Vene füüsik Alexander Stepanovich Popov (1859-1906) ja Itaalia teadlane Gullymo Marconi (1874-1937) tegelikult rakendanud samaaegselt neid praktikas. Tavaliselt tekib käesoleva leiutise prioriteedi küsimus. Popov Vähe varem näitas tema loodud seadme võimalusi, kuid ei patesendanud teda Marconi. Viimane ja määras traditsioonilise traditsiooni kaaluda Marconi "isa" raadio läänes. Seda hõlbustas Nobeli auhinna Auhinna 1909. aastal. Popov ilmselt oleks ka laureaatide seas, kuid ta oli selleks ajaks juba elus ning Nobeli auhind anti ainult tervete teadlaste poolt. Loe lähemalt leiutise ajaloo kohta, raadio räägitakse raamatuosas raamatuosas.

Elektrilised nähtused püüdsid kasutada valgustamiseks XVIII sajandil. (Voltova Arc), tulevikus, see seade paranes Pavlom Nikolayevich Yablochkov(1847-1894), mis 1876. aastal leiutas esmase elektrilise valgusallika praktiliseks kasutamiseks (Apple'i küünla). Kuid ta ei leidnud kõigepealt laialdast kasutamist, sest 1879. aastal loodi T. Edison hõõglamp üsna vastupidav disain ja mugav tööstuslikuks tootmiseks. Pange tähele, et hõõglamp leiutati 1872. aastal Venemaa elektrotehnikaga Alexander Nikolayevich LodyGina (1847- 1923).

Katseküsimused

• 1. Mis uuringud tegi Maxwell, töötasid Marisali kolledžis? Millist rolli Maxwell mängis õpetuste arendamisel elektri ja magnetismi õpetuste arendamisel?
• 2. Millal korraldati Cavendishi labor? Kes sai tema esimese direktori?
• 3. Millist seadust ei õnnestunud kirjeldada elektrohüdrauliliste analoogide abiga?
• 4. Mis Maxwell mudel tuli järeldusele olemasolu nihe voolu ja nähtus magnetoelektrilise induktsiooni?
• 5. Millises artiklis Maxwell kasutas kõigepealt mõistet "elektromagnetvälja"?
• 6. Kuidas registreeritakse Maxwelli poolt valitud võrrandite süsteem?
• 7. Miks Maxwelli võrrandeid peetakse inimese tsivilisatsiooni üheks saavutustest?
• 8. Milliseid järeldusi tegi Maxwell elektromagnetvälja teooriast?
• 9. Kuidas elektrodünaamika areneda pärast Maxwell?
• 10. Kuidas hinnati Hertz elektromagnetiliste lainete olemasolu kohta?
• 11. Mis on Lebedevi peamine tulemus füüsika ees?
• 12. Kuidas on tehnika kasutatava elektromagnetvälja teooria?

Sõltumatu töö ülesanded

• 1. J. K. Maxwell. Biograafia ja teaduslikud saavutused elektrodünaamika ja teiste füüsika valdkondades.
• 2. Maxwelli elektromagnetvälja teooria empiirilised ja teoreetilised alused.
• 3. Maxwell'i võrrandite loomise ajalugu.
• 4. MAXWELL-võrrandite füüsiline olemus.
• 5. J. K. Maxwell - Cavendishi laboratooriumi esimene direktor.
• 6. Kuidas MAXWELL võrrandite süsteem on praegu salvestatud: a) lahutamatus vormis; b) diferentseeritud kujul?
• 7. G. HERZ. Elulugu ja teaduslikud saavutused.
• 8. elektromagnetiliste lainete avastamise ajalugu ja nende identifitseerimise valgusega.
• 9. Katsed P. N. Lebedev valguse rõhu avastamiseks: skeem, ülesanded, raskused ja tähendused.
• 10. Töötab A. A. A. Glagolevoy-Arkadyeva ja M. A. Levitskaya lühikese elektromagnetiliste lainete loomiseks.
• 11. Fotoefekti avamise ja uuringute ajalugu.
• 12. Maxwelli elektromagnetilise teooria arendamine. Works J. G. Painoving, N. A. Umova, O. Heviside.
• 13. Kuidas leiutas ja parandas elektri telegraphit ja parandati ja parandati?
• 14. Elektri- ja raadiotehnoloogia arendamise ajaloolised etapid.
• 15. Valgustusseadmete loomise ajalugu.

• 1. Kudryavtsev, P. S. Füüsika ajaloo kulg. - 2. ed. - M.: Enlightenment, 1982.
• 2. Kudryavtsev, P. S. Füüsika ajalugu: 3 tonni. - M.: Valgustumine, 1956-1971.
• 3. Spassky, B. I. I. Füüsika ajalugu: 2 tonni. - M.: Kõrgkool, 1977.
• 4. Dorfman, Ya. G. Füüsika maailma ajalugu: 2 tonni. - m.: Science, 1974-1979.
• 5. Golin, hr Klassika füüsilise teaduse (iidsetest aegadest enne algust XX sajandi) / M. Golin, S. R. Filonovich. - M.: Kõrgkool, 1989.
• 6. Khramov, Yu. A. Füüsika: biograafiline raamat. - m.: Science, 1983.
• 7. Virginsky, V. S. Ajaloo esseed teaduse ja tehnoloogia 1870-1917. / V. S. Virginsky, V. F. Hotnkov. - M.: HARIDUS, 1988.
• 8. Viktovski, N. Sentimentaalne teaduse ajalugu. - m.: Hummingbird, 2007.
• 9. Maxwell, J. K. Valitud teosed elektromagnetvälja teooria kohta. - M.: GRITTE, 1952.
• 10. Kuznetsova, O. V. Maxwell ja XIX-XX-i sajandite füüsika arendamine: SAT. Artiklid / d. ed. L. S. Polak. - m.: Science, 1985.
• 11. Maxwell, J. K. Elektri ja magnetismi traktatsiooni: 2 tonni. - M.: Science, 1989.
• 12. Kartsev, V. P. Maxwell. - M.: Young Guard, 1974.
• 13. Niven, W. Elu ja teaduslik tegevus J. K. Maxwell: lühike essee (1890) // J. K. Maxwell. Asi ja liikumine. - m.: Izhevsk: Rhd, 2001.
• 14. Harman, R. M. James Clerk Maxwelli loomulik filosoofia. - Cambridge: Ülikooli vajutage, 2001.
• 15. Bolotovsky, B. M. Oliver heviside. - m.: Science, 1985.
• 16. Gorokhov, V. G. Raadiotehnilise teooria moodustumine: teooriast praktiseerida Hertzi // Viet linna avamisest tehniliste tagajärgede näidet. - 2006. - № 2.
• 17. Broneeri seeria "Zhzl": "Teaduste inimesed", "Teaduse ja tehnoloogia loojad".

Nüüd teab peaaegu iga inimene, et elektrilised ja magnetväljad on üksteisega otseselt ühendatud. Elektromagnetiliste nähtuste uurimiseks on isegi spetsiaalne füüsika osa. Kuid 19. sajandil ei olnud MAXWELL elektromagnetiline teooria sõnastatud, kõik oli täiesti erinev. Näiteks arvati, et elektriväljad on omane ainult magnetiliste omadustega osakestele ja kehadele - täiesti erineva teadusvaldkonnaga.

1864. aastal näitab kuulsa Briti füüsik D. Maxwell elektri- ja magnetnähtuste otsese suhte. Discovery nimetati "Maxwelli elektromagnetvälja" teooriaks ". Tänu temale oli võimalik lahendada mitmeid lahustumatu, alates seisukohast elektrodünaamika ajast, küsimusi.

Kõige kõrgemad avastused põhinevad alati varasemate teadlaste tulemustel. Maxwelli teooria ei ole erand. Eripära on see, et Maxwell laiendas oluliselt oma eelkäijate tulemusi. Näiteks näitab see, et mitte ainult suletud kontuuri juhtivast materjalist saab kasutada, kuid mis koosneb mis tahes materjalist. Sel juhul kontuur on indikaator Vortex elektrivälja, mis mõjutab mitte ainult metallide. Sellise seisukohaga, millal dielektrilise materjali valdkonnas on õige rääkida polarisatsiooni voolustest. Nad teevad ka töö, mis koosneb materjali kütmiseks teatud temperatuurini.

Ühenduse esimene kahtlus on elektriline ja ilmus 1819. aastal. H. Kuuendas märkis, et kui dirigendi läheduses, kusjuures kompassi asend, suunab noole suund

1824. aastal sõnastas A. Ampere juhtmete vastastikuse interaktsiooni seadust, nimetasid seejärel "Partii Law".

Ja lõpuks 1831. aastal salvestatud faradate välimus voolu voolu ahelas muutuvas magnetvälja.

Maxwelli teooria eesmärk on lahendada elektrodünaamika peamine ülesanne: elektritasude tuntud ruumilise jaotusega (voolud) saab määrata mõnede genereeritud magnet- ja elektriväljade omadusi. See teooria ei pea mehhanisme ise nähtuste esinemise aluseks.

Maxwelli teooria on mõeldud lähitulekuks, kuna võrrandite süsteemi peetakse toimuvaks, olenemata keskmisest. Teooria oluline omadus on asjaolu, et tema väljad kaalutakse selle põhjal, mis:

Genereerivad suhteliselt suured voolud ja laengud, mis on jaotatud suures mahus (mitu korda kõrgem kui aatomi või molekuli suurus);

Magnet- ja elektrivälja muutujad muutuvad kiiremini kui molekulide sees protsesside perioodil;

Vahemaa arvutatud ruumi ja põllu allika vahel ületab aatomite suurust (molekulid).

Kõik see viitab sellele, et Maxwelli teooria kehtib peamiselt Macromiri nähtustele. Modern Füüsika Üha enam protsesse selgitab Quantum teooria seisukohast. Maxwell'i valemites ei võeta arvesse kvantide ilminguid. Sellegipoolest võimaldab Maxwelli võrrandite süsteemide kasutamine teil edukalt lahendada teatud ülesandeid. Huvitav on see, et kuna elektrivoolude tihedus ja tasusid võetakse arvesse, siis teoreetiliselt nende olemasolu, kuid magnetiline iseloom. 1831. aastal märkis ta DIRAKile, tähistades neid magnetvälja monopulasse. Üldiselt on teooria peamised postulaadid järgmised:

Magnetvälja loob vahelduva elektriväljaga;

Muutuva magnetvälja genereerib elektrivälja vortexi loodus.

Maxwell teooria põhitõdesid elektromagnetvälja jaoks

§ 137. Vortex Electric Field

Faraday seadusest (vt (123.2))

ξ = d.F /dt. järgib seda igaüksmuutuma

magnetilise induktsiooniga tõstetud magnetiline induktsioon põhjustab induktsiooni elektromotoorse jõud ja induktsioonivoolu ilmneb. Järelikult tekkimist ER D.S. Elektromagnetiline induktsioon on võimalik fikseeritud ahelas, mis asub muutuva magnetvälja. Kuid er D.S. Igal ahelas tekib ainult siis, kui praeguste vedajate puhul on kolmanda osapoole jõud - mitte-elektrostaatilise päritolu jõud (vt § 97). Seetõttu tekib kolmanda osapoole vägede olemuse küsimus käesolevas asjas.

Kogemused näitavad, et need kolmanda osapoole jõud ei ole seotud kas termiliste või keemiliste protsessidega ahelasse; Nende välimust saab seletada ka LORENTZi poolt vägede poolt, kuna need ei tegutse fikseeritud tasude kohta. Maxwell väljendas hüpoteesi, et mis tahes muutuva magnetvälja erutab elektrivälja ümbritsevas ruumis, mis

ja on induktsioonivoolu põhjus vooluahelas. Maxwelli ideede kohaselt ilmub kontuur, milles Eh ilmub. D.S. mängib väikest rolli, mis on selline ainult "seade", mis tuvastab selle välja.

Niisiis, vastavalt Maxwellile, muutub aja jooksul muutuv magnetvälja elektrivälja E.B.Kelle ringlus, tarkvara (123,3),

https://pandia.ru/text/80/088/Ilages/image002_18.jpg "laius \u003d" 102 "kõrgus \u003d" 48 "\u003e (vt (120.2)), me saame

Diferentseerimine "href \u003d" / tekst / kategooria / erinevCiya / "rel \u003d" järjehoidja "\u003e Diferentseerimist ja integratsiooni saab muuta kohas. Järelikult

https://pandia.ru/text/80/088/Ilages/image005_5.jpg "laius \u003d" 58 "kõrgus \u003d" 48 src \u003d "\u003e on

funktsiooni ainult õigel ajal.

Vastavalt (83.3), elektrostaatilise valdkonna vektori ringlus (me tähistame seda e.q) mis tahes suletud ahel on null:

Whirlwind "href \u003d" / Tekst / kategooria / Vihrmz / "Rel \u003d" järjehoidja "\u003e Vortex.

§ 138. Shift Voolu

Vastavalt MAXWELL, kui mis tahes varieeruva magnetvälja erutab Vortex elektrivälja ümbritsevas ruumis, siis peaks olema vastupidine nähtus: igasugune elektrivälja muutus peaks tekitama väljanägemise Vortex magnetvälja ümbritsevas ruumis. Luua kvantitatiivne suhe muutuva elektrivälja ja Maxwelli vahel, mis on põhjustatud selle põhjustatud magnetväljast, nn shift Voolu.

Mõtle vahelduvvoolu kontuuri sisaldava kondensaatori (joon. 196). Seal on vahelduva elektrivälja plaatide vahel laadimis- ja tühjendus kondensaatori, seega vastavalt Maxwell läbi kondensaatori

https://pandia.ru/text/80/088/Ilages/image008_3.jpg "laius \u003d" 308 "kõrgus \u003d" 135 SRC \u003d "\u003e

(Pinna tihedus S plaatidel on võrdne elektriseadmega D. Kondensaatoris (vt (92.1)). Integrand sisse (138.1) saab vaadelda eriliseks juhul Scalar Product ( d.D./d.t) D. S.millal d.D./d.t ja D. S. Vastastikku paralleelselt. Seetõttu saab üldise juhtumi puhul salvestada

Selle väljenduse võrdlemine I.=I.cm \u003d https: //pandia.ru/text/80 /088/images/image011_2.jpg "laius \u003d" 241 "kõrgus \u003d" 39 src \u003d "\u003e

Väljend (138.2) ja seda nimetati Maxwelliks nihke tihedus.

Mõtle, mis on juhtivuse ja nihe tiheduse vektorite suund j. ja j.vaadake kondensaatori laadimist (joonis 197, a) Pinnakatte ühendava dirigendi kaudu voolab jooksev voolamine parempoolsest kihist vasakule; Väli kondensaator on suurendatud, vektor d kasvab aja jooksul;

seega, d.D./d.t\u003e 0, s.t. vektor d.D./d.t.

Vaakum "href \u003d" / tekst / kategooria / Vakuum / "Rel \u003d" järjehoidja "\u003e Vaakum või aine) loob ümbritsevas ruumis magnetvälja (kondensaatori laadimise ajal magnetväljade magnetväljade induktsioonireine Joonisel 197 Dash Line).

Dielektrilises nihkes koosneb kahest tingimusest. Kuna vastavalt (89.2), D.\u003d E0. E.+P.kus E. - elektrostaatilise välja pinge ja Riba - polaarsus (vt § 88), siis kompenseerimise tihedus

https://pandia.ru/text/80/088/Ilages/image014_0.jpg "laius \u003d" 82 "kõrgus \u003d" 48 "\u003e läbi pinna S., suletud kontuurile venitatud L.. Siis Üldine vektori tsirkulatsiooni teoreemvale kujul

https://pandia.ru/text/80/088/Ilages/image016_0.jpg "laius \u003d" 186 "kõrgus \u003d" 59 src \u003d "\u003e

See võrrand näitab, et elektrivälja allikad võivad olla mitte ainult elektrilised tasud, vaid ka aja jooksul muutuvad magnetväljad.

2. Üldine vektori ringlusseoreemia N. (Vt 138.4)):

https://pandia.ru/text/80/088/Ilages/image018_0.jpg "laius \u003d" 246 "kõrgus \u003d" 50 src \u003d "\u003e

Kui tasu jaotatakse suletud pinna sees pidevalt puistetihedusega R-ga, registreeritakse valemiga (139,1)

https://pandia.ru/text/80/088/Ilages/image020_1.jpg "laius \u003d" 117 "kõrgus \u003d" 50 src \u003d "\u003e

Niisiis, maxwell-võrrandite täielik süsteem lahutamatus vormis:

MAXWELL-võrrandites sisalduvad väärtused ei ole sõltumatu ja nende vahel on järgmine ühendus (isotroopsed mitteferroelektrilised ja mitteferromagnetilised keskkonnad):

D.\u003d E0e. E.,

IN \u003d.m0m. N,

j.\u003d G. E.,

kui E0 ja M0 on elektrilised ja magnetilised konstantsed, E ja M, vastavalt vastavalt dielektrilisele ja magnetilisele läbilaskvusele G on aine konkreetne juhtivus.

Maxwell võrrandite järeldub, et kas elektritasusid või magnetväljade aja jooksul muutuvad allikaid ja magnetvälju saab põnevil kas liikuvate elektriliste tasude (elektrivoolude) või muutuva elektriväljade abil. Maxwelli võrrandid ei ole elektriliste ja magnetväljade sümmeetriline. See on tingitud asjaolust, et looduses on elektritasusid, kuid magnetitasusid ei ole tasu.

Statsionaarsete väljade jaoks (E \u003dcONST I. Juures\u003d const) maxwell võrrandidvaata

https://pandia.ru/text/80/088/Ilages/image023_0.jpg "laius \u003d" 191 "kõrgus \u003d" 126 SRC \u003d "\u003e

saab esindada maxwell-võrrandite täielik süsteem diferentsiaalivormis(Välja iseloomustamine igas ruumi igas punktis):

Kui tasud ja hoovused jaotatakse ruumis pidevalt, mõlemad maxwell-võrrandite vormid - lahutamatu

ja diferentsiaal - samaväärne. Siiski, kui on olemas pinna puruneb- Pinnad, millele keskmise või väljade omadused muudavad hüpata sarnaseid omadusi, on võrrandite lahutamatu vorm üldisem.

Maxwelli võrrandid diferentsiaalvormis eeldavad, et kõik ruumi ja aja väärtused muutuvad pidevalt. Et saavutada matemaatilise samaväärsuse mõlema vormi maxwell võrrandid, diferentsiaalvormi täiendab piiritingimusedmis peaks vastama elektromagnetväljale kahe meedia partitsiooni piiril. Maxwell-võrrandite lahutamatu vorm sisaldab neid tingimusi. Neid vaadati läbi varem (vt § 90, 134):

D.1n.= D.2n., E.1t.= E.2t., B.1n.= B.2 n., H.1t \u003d H2T

(Esimene ja viimane võrrand vastavad juhtumitele, kui sektsiooni piiril ei ole tasuta süüdistusi, juhtivvoolu ei ole).

Maxwell võrrandid on kõige tavalisemad võrrandid elektri- ja magnetväljadele puhkekeskkond.Nad mängivad õpetades elektromagnetismi sama rolli Newtoni seadused mehaanika. Maxwell-võrranditest järeldub, et muutuva magnetvälja on alati seotud selle poolt toodetud elektriväljaga ja vahelduva elektriväljaga on alati seotud selle poolt genereeritud magnetilisega, st elektrilised ja magnetväljad on igaühega lahutamatult seotud igaühega muu - nad moodustavad ühe elektromagnetvälja.

Maxwelli teooria, olles elektri- ja magnetnähtude põhiseaduste üldistus, suutis selgitada mitte ainult juba teadaolevaid eksperimentaalseid fakte, mis on ka oluline tagajärg, kuid ennustas ka uusi nähtusi. Üks tähtsamaid järeldusi selle teooria oli olemasolu magnetvälja nihkevoolude (vt § 138), mis võimaldas Maxwell ennustada eksistentsi elektromagnetilised lained- muutuv elektromagnetväli levib ruumi piiratud kiirusega. Tulevikus oli see tõestanud

et vaba elektromagnetvälja paljundamise kiirus (mis ei ole seotud tasude ja vooludega seotud) vaakumis võrdub valguse kiirusega C \u003d 3 108 m / s. See järeldus ja teoreetiline uuring elektromagnetiliste lainete omaduste kohta LED Maxwell valguse elektromagnetilise teooria loomisele, mille kohaselt valgus on ka elektromagnetilised lained. Kogemuse elektromagnetlained saadi saksa füüsik. Herz (1857-1894), mis on tõestanud, et nende ergutamise ja jaotamise seadused on täielikult kirjeldatud Maxwell-võrrandid. Seega kinnitati Maxwelli teooria eksperimentaalselt.

Ainult Einsteini suhtelisuse põhimõte on elektromagnetvälja suhtes kohaldatav, kuna elektromagnetiliste lainete paljundamine vaakumis kõikides võrdlussüsteemides samal kiirusel koosei ole kooskõlas Galilea usaldusväärsuse põhimõttega.

Vastavalt einsteini suhtelisuse põhimõte, \\ tmehaanilised, optilised ja elektromagnetilised nähtused kõigis inertsiaalsetes võrdlussüsteemides on võrdselt kirjeldatud samades võrrandites. Maxwelli võrrandid on invariant seoses Lorentzi transformatsioonidega: nende välimus ei muutu ülemineku ajal

ühest inertsiaalsest võrdlussüsteemist teisele, kuigi väärtused E,D., N. Need muutuvad vastavalt teatud reeglitele.

Relatiivsuse põhimõttest tähendab see, et elektri- ja magnetväljade eraldi kaalumisel on suhteline tähendus. Niisiis, kui elektrivälja on loodud statsionaarse tasu süsteemi poolt, siis need tasud, mis on fikseeritud ühe inertsiaalse võrdlussüsteemi suhtes, liiguvad teiste ja seetõttu loob mitte ainult elektrilist, vaid ka magnetvälja. Samamoodi konstantse voolujuhi konstantse vooluga, liikumatu võrreldes ühe inertsiaalse võrdlussüsteemiga, põnev konstantne magnetvälja iga ruumi punktis, liigub võrreldes teiste inertsiaalsete süsteemide suhtes ja nende poolt loodud muutuva magnetvälja erutab Vortexi elektrivälja .

Seega Maxwelli teooria, selle eksperimentaalne kinnitus, samuti Einsteini suhtelisuse põhimõte põhjustab elektriliste, magnetiliste ja optiliste nähtuste ühe teooria, mis põhineb elektromagnetvälja esitamisel.

Katseküsimused

Mis on Vortexi elektrivälja põhjus? Kuidas see elektrostaatilisest väljast erineb?

Mis on Vortexi elektrivälja ringlus?

Miks on mõnevõrra nihutamise mõiste? Mis see on sisuliselt kohal?

Ekraan ja selgitage nihe voolu tiheduse ekspressiooni.

Mis mõttes saate võrrelda praeguse ja juhtivuse vooluga?

Kirjutage alla, selgitades füüsilist tähendust, üldistanud teoreemi magnetvälja tugevuse vektori ringluses.

Salvestage maxwell-võrrandite täielik süsteem integraal- ja diferentsiaalvormides ning selgitage nende füüsilist tähendust.

Miks saab pidevaid elektri- ja magnetvälju üksteisest peale kaaluda? Kirjutage maxwell võrrandi neile mõlemas vormis.

Miks on Maxwell võrrandid integreeritud kujul tavalisemad?

Milliseid peamisi järeldusi saab teha Maxwelli teooria põhjal?