ในทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ไฟฟ้าตัวแปร พื้นฐานของทฤษฎี Maxwell สำหรับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ในยุค 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา (ประมาณปี 1860), Maxwell ขึ้นอยู่กับความคิดของฟาราเดย์สรุปกฎหมายของไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กไฟฟ้า: ทฤษฎีของ Gauss - Ostrogradsky สำหรับสนามไฟฟ้าสถิตและสำหรับสนามแม่เหล็ก กฎหมายปัจจุบันเต็มรูปแบบ ; กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็นผลให้พัฒนาทฤษฎีที่สมบูรณ์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ทฤษฎีของ Maxwell เป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการพัฒนาฟิสิกส์คลาสสิก อนุญาตให้เห็นถึงมุมมองเดียวที่จะเข้าใจปรากฏการณ์ที่เย็นสบาย ๆ ตั้งแต่ฟิลด์ไฟฟ้าสถิตของค่าใช้จ่ายคงที่และสิ้นสุดด้วยธรรมชาติแม่เหล็กไฟฟ้าของโลก

การแสดงออกทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีของ Maxwell ให้บริการสมการ maxwell สี่เท่า ซึ่งเป็นธรรมเนียมในการบันทึกในสองรูปแบบ: อินทิกรัลและความแตกต่าง สมการเชิงอนุพันธ์ที่ได้รับจากอินทิกรัลโดยใช้ทฤษฎีบทการวิเคราะห์เวกเตอร์สองแบบ - ทฤษฎีบท Gauss และทฤษฎีบท Stokes Gauss ทฤษฎีบท:

(1)

(2)

- การฉายเวกเตอร์บนแกน; v - พื้นผิว จำกัด S.

ทฤษฎีบท Stokes: . (3)

ที่นี่ เน่า - โรเตอร์เวกเตอร์ ซึ่งเป็นเวกเตอร์และแสดงในพิกัดคาร์ทีเซียนดังนี้: เน่า. , (4)

s - สแควร์ จำกัด ตามรูปร่าง L.

สมการ Maxwell ในรูปแบบอินทิกรัลแสดงอัตราส่วนที่ใช้ได้สำหรับการใช้งานทางจิตใจในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของรูปทรงและพื้นผิวที่ปิดคงที่

สมการ Maxwell ในรูปแบบที่แตกต่างแสดงลักษณะของฟิลด์แม่เหล็กไฟฟ้าและความหนาแน่นของค่าใช้จ่ายและกระแสน้ำในแต่ละจุดของฟิลด์นี้มีการเชื่อมต่อระหว่างกัน

12.1. สมการแรก Maxwell

มันเป็นลักษณะทั่วไปของกฎหมายของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ,

และในรูปแบบบูรณาการมีดังต่อไปนี้ (5)

และอนุมัติด้วยสนามแม่เหล็กตัวแปรสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับส่วนขยายในนั้นหรือไม่ จาก (3) มันตามมา . (6)

จากการเปรียบเทียบ (5) และ (6) เราพบว่า (7)

นี่คือสมการ Maxwell แรกในรูปแบบที่แตกต่างกัน

12.2 ผสมปัจจุบัน สมการที่สอง Maxwell

Maxwell สรุปกฎหมายปัจจุบันเต็มรูปแบบ สมมติว่าสนามไฟฟ้าสำรองเช่นเดียวกับกระแสไฟฟ้าเป็นแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็ก สำหรับลักษณะเชิงปริมาณของ "การกระทำแม่เหล็ก" ของสนามไฟฟ้าสลับ Maxwell แนะนำแนวคิด เปลี่ยนกระแส

ตามทฤษฎีบท Gaussian - กระแสไฟฟ้า Ostrogradsky ผสมไฟฟ้าผ่านพื้นผิวที่ปิด

สร้างความแตกต่างในการแสดงออกนี้ในเวลาที่เราได้รับสำหรับพื้นผิวคงที่และไม่เปลี่ยนรูป S. (8)

ส่วนด้านซ้ายของสูตรนี้มีมิติปัจจุบันซึ่งเป็นที่รู้จักกันจะแสดงผ่านเวกเตอร์ความหนาแน่นปัจจุบัน . (9)

จากการเปรียบเทียบ (8) และ (9) มันเป็นไปตามมิติของความหนาแน่นปัจจุบัน: A / M 2 Maxwell เสนอให้โทรไปที่ความหนาแน่นของกระแสชดเชย:

. (10)

เปลี่ยนกระแส . (11)

ของคุณสมบัติทางกายภาพทั้งหมดที่มีอยู่ในปัจจุบันในปัจจุบัน (การนำกระแสไฟฟ้าปัจจุบัน) ที่เกี่ยวข้องกับการโอนค่าใช้จ่ายกระแสการผสมจะจ่ายเพียงหนึ่งเดียว: ความสามารถในการสร้างสนามแม่เหล็ก ด้วย "การไหล" ของลำเอียงในปัจจุบันในสุญญากาศหรืออิเล็กทริกความร้อนไม่ได้ไฮไลต์ ตัวอย่างของกระแสอคติสามารถสลับกระแสผ่านคอนเดนเซอร์ โดยทั่วไปค่าการนำไฟฟ้าและกระแสการกระจัดไม่ได้แบ่งออกเป็นอวกาศและสามารถกล่าวถึงเกี่ยวกับกระแสที่สมบูรณ์เท่ากับปริมาณการนำกระแสไฟฟ้าและชดเชย: (12)

ด้วยสิ่งนี้ในใจ Maxwell สรุปกฎหมายของกระแสรวมโดยการเพิ่มกระแสการผสมไปทางด้านขวา (สิบสาม)

ดังนั้นสมการที่สองของ Maxwell ในรูปแบบอินทิกรัลมีแบบฟอร์ม:

. (14)

จาก (3) มันตามมา . (15)

จากการเปรียบเทียบ (14) และ (15) เราพบว่า . (16)

นี่คือสมการ Maxwell ที่สองในรูปแบบที่แตกต่างกัน

12.3 สมการ Maxwell ที่สามและสี่

Maxwell สรุปทฤษฎีบท Gaussian - Ostrogradsky สำหรับสนามไฟฟ้าสถิต เขาแนะนำว่าทฤษฎีบทนี้ใช้ได้สำหรับสนามไฟฟ้าใด ๆ ทั้งผู้ป่วยในและการสลับ ดังนั้นสมการที่สามของ Maxwell ในรูปแบบอินทิกรัลจึงมีรูปแบบ: (i7) หรือ . (18)

ที่ไหน - ความหนาแน่นของปริมาตรของค่าใช้จ่ายฟรี \u003d CL / M 3

จาก (1) มันตามมาว่า . (19)

จากการเปรียบเทียบ (18) และ (19) เราพบว่า . (20)

สมการ Maxwell ที่สี่ในรูปแบบที่สำคัญและแตกต่างกันมี

แบบฟอร์มต่อไปนี้:, (21) (22)

12.4 ระบบสมการ Maxwell ที่สมบูรณ์ในรูปแบบต่าง ๆ

. (23)

ระบบนี้จะต้องได้รับการเสริมด้วยสมการวัสดุที่มีคุณสมบัติไฟฟ้าและแม่เหล็กของสื่อ:

, , . (24)

ดังนั้นหลังจากเปิดความสัมพันธ์ระหว่างสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมันชัดเจนว่าฟิลด์เหล่านี้ไม่มีอยู่แยกต่างหากหนึ่งในอีกอันหนึ่ง คุณไม่สามารถสร้างฟิลด์แม่เหล็กตัวแปรที่ไม่มีสนามไฟฟ้าพร้อมกันในพื้นที่

โปรดทราบว่าค่าใช้จ่ายทางไฟฟ้าที่วางอยู่ในระบบอ้างอิงบางอย่างจะสร้างเฉพาะฟิลด์ไฟฟ้าสถิตในระบบอ้างอิงนี้ แต่มันจะสร้างสนามแม่เหล็กในระบบอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว เช่นเดียวกับแม่เหล็กคงที่ นอกจากนี้เรายังทราบว่าสมการ Maxwell นั้นไม่เปลี่ยนแปลงไปที่ Lorentz เปลี่ยนไป: และสำหรับระบบอ้างอิงเฉื่อย ถึง และ ถึง' อัตราส่วนต่อไปนี้จะดำเนินการ: , . (25)

ตามข้างต้นสามารถสรุปได้ว่าสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเป็นอาการของฟิลด์เดียวซึ่งเรียกว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้า มันขยายไปถึงรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

8) เงื่อนไขขอบเขตบนพื้นผิวของส่วนสื่อ ตัวนำที่สมบูรณ์แบบในสนามไฟฟ้าสถิต ค่าใช้จ่ายพื้นผิว สนามไฟฟ้าใกล้เกาะ

เงื่อนไขขอบเขตบนพื้นผิวของส่วนสื่อ

บนพื้นผิวของการแยกอิเล็กทริกสองตัวที่มีการแทรกซึมของอิเล็กทริกแบบสัมบูรณ์ต่าง ๆ E 1 และ E 2 เท่ากับตัวเององค์ประกอบสัมผัสของความแข็งแรงของสนาม

ที่นี่ดัชนี 1 หมายถึงไดอิเล็กทริกแรกและดัชนี 2 เป็นครั้งที่สอง

เงื่อนไขสามารถแสดงในแบบฟอร์มนี้

จากเงื่อนไขขอบเขตเหล่านี้เป็นไปได้ที่จะได้รับเงื่อนไขอื่น - เงื่อนไขการหักเหของแสงสำหรับเส้นฟิลด์เมื่อย้ายจากอิเล็กทริกหนึ่งไปยังอีก:

q 1 และ Q 2 - มุมระหว่างเวกเตอร์ความตึงเครียด (หรือชดเชย) และปกติกับขอบเขตของอินเทอร์เฟซ

ในเวลาเดียวกันหากเวกเตอร์ของความตึงเครียดตั้งฉากกับอินเทอร์เฟซการเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของฟิลด์กระโดด

เมื่อเคลื่อนที่ข้ามเส้นขอบของสองอิเล็กทริกศักยภาพไฟฟ้าไม่ได้รับการกระโดด

ตัวนำที่สมบูรณ์แบบในสนามไฟฟ้าสถิต

ใกล้พื้นผิวของตัวนำที่มีประจุไฟฟ้าสายไฟตั้งฉากกับพื้นผิวของมันและดังนั้นจึงทำงานกับการเคลื่อนไหวของประจุตามเส้นใด ๆ บนพื้นผิวของตัวนำ .

สำหรับปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิตฟิลด์ภายในตัวนำเป็นศูนย์

ค่าใช้จ่ายพื้นผิว

ค่าความหนาแน่น - นี่คือจำนวนเงินที่มีค่าใช้จ่ายต่อความยาวหน่วยพื้นที่หรือปริมาตร

หากรายงานตัวนำค่าใช้จ่ายซ้ำซ้อนค่าใช้จ่ายนี้ กระจายไปทั่วพื้นผิวของตัวนำ.

ความแข็งแรงของสนามบนพื้นผิวของตัวนำควรมุ่งไปที่พื้นผิวปกติกับพื้นผิวมิฉะนั้นส่วนประกอบจะปรากฏขึ้นตามพื้นผิวซึ่งจะนำไปสู่การเคลื่อนไหวของค่าใช้จ่ายจนกว่าส่วนประกอบจะหายไป ดังนั้นในกรณีที่มีการเรียกเก็บเงินสมดุลพื้นผิวของตัวนำจะเป็น equipotential หากหน่วยงานนำไฟฟ้าแจ้งให้ทราบถึงค่าใช้จ่าย Q จากนั้นจะมีการแจกจ่ายเพื่อให้มีการเคารพสภาวะสมดุล ลองนึกภาพพื้นผิวปิดโดยพลการสรุปอย่างเต็มที่ภายในร่างกาย เนื่องจากมีความสมดุลของค่าใช้จ่ายสนามในแต่ละจุดภายในตัวนำจะหายไปการไหลของเวกเตอร์การเคลื่อนย้ายไฟฟ้าผ่านพื้นผิวเป็นศูนย์ ตามทฤษฎี Gauss ปริมาณพีชคณิตของค่าใช้จ่ายภายในพื้นผิวจะเป็นศูนย์

สนามไฟฟ้าใกล้เกาะ

เส้นด้ายใกล้เกาะมีความหนาในภาวะซึมเศร้าถูกปล่อยออกมา

9) สัมประสิทธิ์ความจุและความสามารถร่วมกันของตัวนำ ตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุความจุ

สัมประสิทธิ์ความจุและตัวนำความจุซึ่งกันและกัน ผู้ประกอบการ

ตัวเก็บประจุ (จาก lat. กาษา - "ซีล", "ข้น") - สองแข็งด้วยค่าบางอย่างของถังและการนำไฟฟ้า Ohmic ต่ำ อุปกรณ์สำหรับการสะสมประจุและพลังงานของสนามไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุความจุ

ลักษณะหลักของตัวเก็บประจุคือมัน ความจุการกำหนดลักษณะความสามารถของตัวเก็บประจุเพื่อสะสมประจุไฟฟ้า

คอนเทนเนอร์ของตัวเก็บประจุแบบแบนประกอบด้วยแผ่นโลหะแบบขนานสองแผ่นที่มีพื้นที่ของแต่ละอันตั้งอยู่ที่ระยะไกลจากกันในระบบ SI แสดงโดยสูตร: ที่εคือการซึมผ่านอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของสื่อที่เติม ช่องว่างระหว่างแผ่น (ใน vacuo เท่ากับหนึ่ง), ε 0 - ค่าคงที่ไฟฟ้าเท่ากับ f / m ตัวเลข

10) พลังงานของการมีปฏิสัมพันธ์ของค่าไฟฟ้า พลังงานของระบบของตัวนำที่มีประจุ คอนเดนเซอร์ชาร์จพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้าสถิต

พลังงานไฟฟ้าปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้า

ค่าใช้จ่ายสองจุดในพระราชบัญญัติสูญญากาศซึ่งกันและกันด้วยกองกำลังที่เป็นสัดส่วนกับผลิตภัณฑ์ของโมดูลของค่าใช้จ่ายเหล่านี้เป็นสัดส่วนกับสแควร์ของระยะห่างระหว่างพวกเขาและถูกนำไปตามแนวเส้นตรงที่เชื่อมต่อค่าใช้จ่ายเหล่านี้ กองกำลังเหล่านี้เรียกว่าไฟฟ้าสถิต (คูลอมบ์)

พลังงานของระบบตัวนำที่มีประจุ

ตัวนำที่มีประจุสามารถแสดงเป็นชุดของค่าใช้จ่ายในการโต้ตอบ มันมีลักษณะหนึ่งสำหรับคุณสมบัติตัวนำ - ปริมาณทั้งหมดของตัวนำคือ equipotential, i.e. สำหรับค่าใช้จ่ายที่มีประจุทั้งหมดมีศักยภาพเดียวกัน ดังนั้นเพื่อค้นหาพลังงานของตัวนำที่มีประจุคุณสามารถใช้สูตร (5.10)

, (5.11)

ที่ไหน - ค่าใช้จ่ายของตัวนำ; - ศักยภาพตัวนำ ใช้การกำหนดคอนเทนเนอร์ของตัวนำที่เงียบสงบสูตร (5.11) สามารถเขียนใหม่ได้ในแบบฟอร์ม:

.(5.12)

มันติดตามจากสูตร (5.12) ว่าพลังงานของตัวนำที่มีประจุ (โดยไม่คำนึงถึงเครื่องหมายค่าใช้จ่าย) เป็นบวกเสมอ

ขอบเขตของสูตร (5.10) คำนึงถึงการแสดงออก (5.11) สามารถเปลี่ยนแปลงได้: แทนที่จะกำหนดพลังงานของการมีปฏิสัมพันธ์ของการเรียกเก็บเงินจุดเป็นไปได้ที่จะคำนวณพลังงานของการมีปฏิสัมพันธ์ของตัวนำที่มีประจุ ในกรณีนี้แทนที่จะเป็นพารามิเตอร์ของค่าใช้จ่ายใน (5.10) พารามิเตอร์ของตัวนำที่มีประจุจะปรากฏขึ้น

การพึ่งพาผลลัพธ์ที่ได้มาข้างต้นคุณสามารถพิจารณางานโดยรวม - นิยาม พลังงานของระบบของตัวนำที่มีประจุ

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของระบบตัวนำที่มีประจุคือคอนเดนเซอร์ ตัวเก็บประจุมีตัวนำหนึ่งตัว (ฉลาก) ซึ่งมีการเรียกเก็บเงินมีศักยภาพและศักยภาพของการชุบที่ค่าใช้จ่ายนั้นเท่ากับ ตามสูตร (5.10) พลังงานของค่าใช้จ่ายดังกล่าวถูกกำหนดเป็น

ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุ ใช้การกำหนดความสามารถของตัวเก็บประจุ (5.3) สูตรสำหรับพลังงานของคอนเดนเซอร์ที่มีประจุสามารถแสดงเป็น:

คอนเดนเซอร์ชาร์จพลังงาน

ถ้าบนจานของตัวเก็บประจุที่มีความจุไฟฟ้า ด้วย มีประจุไฟฟ้า + Q. และ - ถาม, จากนั้นตามสูตร (20.1) แรงดันไฟฟ้าระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุก็เท่ากับ

ความหนาแน่นของพลังงานไฟฟ้าสถิต

นี่คือปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของพลังงานที่มีศักยภาพของฟิลด์สรุปในองค์ประกอบระดับเสียงถึงระดับเสียงนี้ สำหรับสนามที่เป็นเนื้อเดียวกันความหนาแน่นของพลังงานปริมาตรก็เท่ากับ สำหรับตัวเก็บประจุแบบแบนปริมาณซึ่งเป็น SD โดยที่ S เป็นพื้นที่แผ่น D - ระยะห่างระหว่างแผ่นเรามี

พิจารณาว่า

11) อิเล็กทริกในสนามไฟฟ้า โพลาไรซ์ของอิเล็กทริก โพลาไรซ์และเวกเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้า (การผสมไฟฟ้า) การซึมผ่านของอิเล็กทริกและความอ่อนแอ

อิเล็กทริกในสนามไฟฟ้า

ซึ่งแตกต่างจากตัวนำไม่มีค่าใช้จ่ายฟรีในไดอิเล็กทริก มีการเชื่อมต่อค่าใช้จ่ายทั้งหมด: อิเล็กตรอนเป็นของอะตอมของพวกเขาและไอออนของ oscillate ของ Solid Dielectrics

ใกล้กับโหนด Crystal Lattice

ดังนั้นเมื่อวางอิเล็กทริกในสนามไฟฟ้าจะไม่เกิดขึ้นการเคลื่อนที่ของค่าใช้จ่าย ดังนั้นสำหรับอิเล็กทริกหลักฐานของทรัพย์สินของตัวนำไม่ผ่าน - หลังจากทั้งหมดเหตุผลเหล่านี้ทั้งหมดพึ่งพาความเป็นไปได้ของลักษณะปัจจุบัน อันที่จริงไม่มีคุณสมบัติสี่ตัวของตัวนำที่กำหนดในบทความก่อนหน้านี้ใช้ไม่ได้กับไดอิเล็กทริก

2. ความหนาแน่นค่าใช้จ่ายปริมาตรในไดอิเล็กทริกอาจแตกต่างจากศูนย์

3. สายแรงดันไฟฟ้าอาจไม่ตั้งฉากกับพื้นผิวของอิเล็กทริก

4. จุดอิเล็กทริกที่แตกต่างกันอาจมีศักยภาพที่แตกต่างกัน กลายเป็นพูดคุยเกี่ยวกับ

"ศักยภาพอิเล็กทริก" ไม่มี

อย่างไรก็ตามสถานที่ให้บริการทั่วไปที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งมีไดอิเล็กทริกและเป็นที่รู้จักของคุณ

(จำความแข็งแกร่งของการชาร์จ Dot ในไดอิเล็กทริก!) ความตึงเครียด

ฟิลด์ลดลงภายในไดอิเล็กทริกสำหรับบางครั้ง "เมื่อเทียบกับสูญญากาศ

ค่าจะได้รับในตารางและเรียกว่าการซึมผ่านของอิเล็กทริกของไดอิเล็กทริก

โพลาไรซ์ของอิเล็กทริก

โพลาไรซ์ของอิเล็กทริก - ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการกระจัดที่ จำกัด ของค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องใน Dielectric หรือการเปลี่ยนไดโพลิสไฟฟ้ามักจะอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายนอกบางครั้งภายใต้การกระทำของความแข็งแรงภายนอกอื่น ๆ หรือตามธรรมชาติ

โพลาไรซ์ของอิเล็กทริกลักษณะ เวกเตอร์ของโพลาไรซ์ไฟฟ้า. ความหมายทางกายภาพของเวกเตอร์โพลาไรเซชันไฟฟ้าเป็นช่วงเวลาไดโพลที่อ้างถึงปริมาตรหน่วยของอิเล็กทริก บางครั้งเวกเตอร์โพลาไรเซชันจะถูกเรียกใช้สั้น ๆ เพียงแค่โพลาไรซ์

Polarization Vector ใช้งานได้กับการอธิบายสถานะการโพลาไรเซชันแบบ macroscopic ไม่เพียง แต่เป็นอิเล็กทริกทั่วไป แต่ยังรวมถึง Ferroelectrics และในหลักการสื่อใด ๆ ที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน มันใช้งานไม่เพียง แต่อธิบายโพลาไรซ์ที่เหนี่ยวนำ แต่ยังโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเอง (ใน Ferroelectrics)

โพลาไรซ์เป็นสถานะอิเล็กทริกซึ่งโดดเด่นด้วยการปรากฏตัวของช่วงเวลาขับเคลื่อนไฟฟ้าในองค์ประกอบใด ๆ (หรือเกือบทุกคน) ของปริมาตร

มีโพลาไรซ์ที่เกิดขึ้นในอิเล็กทริกภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอกและโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเอง (เกิดขึ้นเอง) ซึ่งเกิดขึ้นใน Ferroelectrics ในกรณีที่ไม่มีฟิลด์ภายนอก ในบางกรณีโพลาไรเซชันของอิเล็กทริก (Ferroelectric) เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของความเครียดเชิงกลกองกำลังแรงเสียดทานหรือเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

โพลาไรเซชันไม่เปลี่ยนแปลงค่าใช้จ่ายทั้งหมดในโวลุ่ม macroscopic ใด ๆ ภายในไดอิเล็กทริกที่เป็นเนื้อเดียวกัน อย่างไรก็ตามมันมาพร้อมกับการปรากฏตัวของค่าใช้จ่ายไฟฟ้าที่เชื่อมต่อบนพื้นผิวด้วยความหนาแน่นของพื้นผิวσ ค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องเหล่านี้สร้างขึ้นในไดอิเล็กทริกฟิลด์ macroscopic เพิ่มเติมที่มีความตึงเครียด E 1 ซึ่งมุ่งเน้นไปที่ฟิลด์ภายนอกด้วยความตึงเครียด E 0 ความเข้มที่เกิดขึ้นของฟิลด์ E ภายในอิเล็กทริก E \u003d e 0 -e 1

โพลาไรซ์และเวกเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้า (ไฟฟ้าผสม)

โพลาไรซ์เวกเตอร์ - ความคุ้มค่าทางกายภาพแบบเวกเตอร์ลดลงโดยสนามไฟฟ้าภายนอกของระดับเสียงของไดโพลของสารของสารลักษณะเชิงปริมาณของโพลาไรซ์อิเล็กทริก

แสดงด้วยตัวอักษรใน XI วัดใน A / M

เหนี่ยวนำไฟฟ้า (การกระจัดไฟฟ้า) - ขนาดเวกเตอร์เท่ากับผลรวมของเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้าของสนามไฟฟ้าและเวกเตอร์โพลาไรซ์

การซึมผ่านของอิเล็กทริกและความอ่อนแอ

ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกแน่นอน - มูลค่าทางกายภาพแสดงการพึ่งพาการเหนี่ยวนำไฟฟ้าจากความตึงเครียดของสนามไฟฟ้า ในวรรณคดีต่างประเทศตัวอักษรεแสดงให้เห็นด้วยตัวอักษรεในประเทศ (ซึ่งโดยปกติจะหมายถึงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์) เป็นค่าผสมของค่าคงที่ในที่ใด บทความนี้ใช้

ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกญาติ ปานกลางεเป็นค่าทางกายภาพที่ไม่มีขนาดซึ่งเป็นลักษณะของคุณสมบัติของสื่อฉนวน (ไดอิเล็กทริก) มันเกี่ยวข้องกับผลกระทบของโพลาไรเซชันของอิเล็กทริกภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า (และด้วยลักษณะของผลกระทบนี้ของโรคระบำโรคฉนวนของสื่อ) ค่าของεแสดงให้เห็นถึงจำนวนเท่าที่ความแข็งแรงของการมีปฏิสัมพันธ์ของสองค่าไฟฟ้าในสื่อน้อยกว่าในสูญญากาศ การซึมผ่านของโรคอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของอากาศและก๊าซอื่น ๆ ส่วนใหญ่ภายใต้สภาวะปกติอยู่ใกล้กับหนึ่ง (เนื่องจากความหนาแน่นต่ำของพวกเขา) สำหรับอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งหรือของเหลวส่วนใหญ่ค่าคงที่ของอิเล็กทริกญาติอยู่ในช่วงตั้งแต่ 2 ถึง 8 (สำหรับฟิลด์สแตติก) ค่าคงที่ของน้ำในฟิลด์แบบคงที่สูงพอ - ประมาณ 80 มันมีขนาดใหญ่สำหรับค่าสำหรับสารที่มีโมเลกุลที่มีไดโพลไฟฟ้าขนาดใหญ่ การซึมผ่านของอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของ Ferroelectrics คือสิบและหลายแสนคน

การซึมผ่านของโรคฉนวนญาติของสาร ε R. มันสามารถกำหนดได้โดยการเปรียบเทียบความจุของตัวเก็บประจุถังด้วยอิเล็กทริก (C X) และความจุของตัวเก็บประจุเดียวกันในสุญญากาศ (c o):

ความอ่อนแอของอิเล็กทริก (หรือ การขั้วโพลาไรซ์) สาร - มูลค่าทางกายภาพการวัดความสามารถของสารในการโพลาไรซ์ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า ความอ่อนแอของอิเล็กทริกχ อี. - ค่าสัมประสิทธิ์การสื่อสารเชิงเส้นระหว่างโพลาไรเซชันของอิเล็กทริก พี. และสนามไฟฟ้าภายนอก อี. ในสาขาขนาดเล็กพอ:

ในระบบ SI:

ที่ε 0 คือค่าคงที่ทางไฟฟ้า; การผลิตε 0 χ อี. เรียกว่าระบบ Si ความอ่อนแอของโรคฉนวนที่แน่นอน.

ในกรณีที่สูญญากาศ

Dielectrics ตามกฎแล้วความอ่อนแอของอิเล็กทริกเป็นบวก ความอ่อนแอของอิเล็กทริกเป็นค่าที่ไม่มีขนาด

Polarizability เกี่ยวข้องกับค่าคงที่ไดอิเล็กทริกεตามอัตราส่วน:

ε \u003d 1 + 4χχ (SGS)

ε \u003d 1 + χ (s)

12) กระแสไฟฟ้าถาวร เงื่อนไขปัจจุบัน พลังงานปัจจุบัน ความหนาแน่นปัจจุบัน ความต้านทาน ค่าการนำไฟฟ้า OHM และ Jowle Lenza กฎหมายในรูปแบบที่สำคัญและแตกต่างกัน

กระแสไฟฟ้าถาวร

ไฟฟ้า - คำสั่งการเคลื่อนที่ที่ไม่ได้รับการสั่งซื้อของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าฟรีเช่นภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า อนุภาคดังกล่าวอาจเป็น: ในตัวนำ - อิเล็กตรอนในอิเล็กโทรไลต์ - ไอออน (ไอออนบวก) ในก๊าซ - ไอออนและอิเล็กตรอนในสุญญากาศภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง - อิเล็กตรอนในเซมิคอนดักเตอร์ - อิเล็กตรอนและหลุม ในอดีตเป็นที่ยอมรับในอดีตว่าทิศทางของปัจจุบันเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของการเคลื่อนไหวของประจุบวกในตัวนำ กระแสตรง - ปัจจุบันทิศทางและขนาดที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างอ่อนเมื่อเวลาผ่านไป

เงื่อนไขปัจจุบัน

ที่จะเกิดขึ้นและรักษากระแสในสภาพแวดล้อมใด ๆ คุณต้องดำเนินการสองเงื่อนไข:
- การปรากฏตัวในสื่อกลางของค่าไฟฟ้าฟรี
- การสร้างสนามไฟฟ้าในสภาพแวดล้อม ( การปรากฏตัวของแหล่งปัจจุบัน ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานชนิดใดก็ได้ในพลังงานของสนามไฟฟ้า)
ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันผู้ให้บริการกระแสไฟฟ้าเป็นอนุภาคที่มีประจุแตกต่างกัน

เพื่อรักษากระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าในค่าใช้จ่ายนอกเหนือไปจากกองกำลังของคูลอมบ์กองกำลังของธรรมชาติที่ไม่ใช่ไฟฟ้า (ความแข็งแกร่งของบุคคลที่สาม) จะต้องทำหน้าที่
อุปกรณ์ที่สร้างความแข็งแรงของบุคคลที่สามที่รองรับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นในห่วงโซ่และการเปลี่ยนพลังงานชนิดต่าง ๆ เป็นพลังงานไฟฟ้าเรียกว่าแหล่งปัจจุบัน
สำหรับการดำรงอยู่ของกระแสไฟฟ้าในวงจรปิดมีความจำเป็นต้องเปิดแหล่งที่มาปัจจุบันลงในนั้น

พลังงานปัจจุบัน ความหนาแน่นปัจจุบัน ความต้านทาน ค่าการนำไฟฟ้า

1. ความแข็งแกร่งในปัจจุบัน - I, หน่วยของการวัด - 1 A (AMP)
กระแสเรียกว่าค่าเท่ากับค่าใช้จ่ายไหลผ่านส่วนตัดขวางของตัวนำต่อหน่วยเวลา
i \u003d δq / δt
สูตร (1) ใช้ได้สำหรับกระแสตรงซึ่งปัจจุบันและทิศทางของมันไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป หากกระแสและทิศทางของมันแตกต่างกันไปตามกาลเวลาแล้วกระแสดังกล่าวเรียกว่าตัวแปร
สำหรับกระแสไฟฟ้าสลับ:
i \u003d lim δq / δt, (*)
δt -\u003e 0
ที่. i \u003d q ', ที่ Q' \u200b\u200bเป็นอนุพันธ์ของการเรียกเก็บเงินในเวลา

2. ความหนาแน่นปัจจุบัน - J, หน่วยหน่วย - 1 A / M2
ความหนาแน่นปัจจุบันเรียกว่าค่าเท่ากับความแข็งแรงของกระแสไหลผ่านส่วนตัดขวางเดียวของตัวนำ:
j \u003d i / s

3. แหล่งพลังงานไฟฟ้าของปัจจุบัน - EDS (ε), หน่วยของการวัด - 1 v (โวลต์) E.D.S. - มูลค่าทางกายภาพเท่ากับงานที่ดำเนินการโดยกองกำลังบุคคลที่สามเมื่อเคลื่อนที่ไปตามวงจรไฟฟ้าของประจุบวกเดียว:
ε \u003d AST / Q.

4. Explorer Resistance - R, หน่วยของการวัด - 1 โอห์ม
ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าใน Vacuo ค่าใช้จ่ายฟรีจะเคลื่อนที่เร่ง ในสารพวกเขาเคลื่อนไหวโดยเฉลี่ยอย่างสม่ำเสมอเพราะ ส่วนหนึ่งของพลังงานจะมอบให้กับอนุภาคของสารในการชน

ทฤษฎีให้เหตุผลว่าพลังงานของการเคลื่อนย้ายคำสั่งของค่าใช้จ่ายถูกกระจายไปในการบิดเบือนของคริสตัลขัดแตะ ขึ้นอยู่กับลักษณะของความต้านทานไฟฟ้ามันตามมา
r \u003d ρ * l / s,
ที่ไหน
l - ความยาว Explorer
S - พื้นที่หน้าตัด
ρคือค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนที่เรียกว่าความต้านทานเฉพาะของวัสดุ
สูตรนี้ได้รับการยืนยันอย่างดีจากประสบการณ์
ปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคตัวนำที่มีค่าใช้จ่ายที่เคลื่อนที่ในปัจจุบันขึ้นอยู่กับการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายของอนุภาค I.e จากอุณหภูมิของตัวนำ เป็นที่ทราบกันดีว่า
ρ \u003d ρ0 (1 + δ t),
r \u003d r0 (1 + δ t)

ค่าสัมประสิทธิ์ k เรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน:
k \u003d (r - r0) / r0 * t

สำหรับโลหะบริสุทธิ์ทางเคมี K\u003e 0 และเท่ากับ 1/273 K-1 สำหรับโลหะผสมค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิมีค่าที่น้อยลง R (t) การพึ่งพาโลหะเชิงเส้น:

ในปี 1911 ปรากฏการณ์ของ Superconductivity ถูกค้นพบในความจริงที่ว่าที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์แน่นอนความต้านทานของโลหะบางชนิดหยดด้วยการข้ามไปยังศูนย์

ในสารบางอย่าง (ตัวอย่างเช่นอิเล็กโทรไลต์และเซมิคอนดักเตอร์) ความต้านทานต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นลดลงซึ่งอธิบายโดยการเติบโตของความเข้มข้นของค่าใช้จ่ายฟรี
ค่าความต้านทานค่าผกผันเรียกว่าค่าการนำไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจง
g \u003d 1 / ρ

OHM และ Jowle Lenza กฎหมายในรูปแบบที่สำคัญและแตกต่างกัน

ส่วนสม่ำเสมอของโซ่ (E \u003d 0):

การสังเกตแสดงให้เห็นว่าพลังของกระแสไฟฟ้าบนพล็อตของห่วงโซ่นั้นเป็นสัดส่วนตรงกับแรงดันไฟฟ้า (I ~ ~ u) และต้านทานความต้านทาน (i ~ 1 / r) ดังนั้น

สูตร (10) เป็นกฎของ OMA สำหรับส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของห่วงโซ่

ลักษณะของวอลเปเปอร์จะถูกดูในตาราง:

จากสูตร (10) มันเป็นไปตามที่คุณ \u003d i * r ผลิตภัณฑ์ i * r เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าลดลง

เมื่อเขียนสมการสำหรับกระแสตรงโดยตรงในโลหะอนุพันธ์ทั้งหมดในสมการ Maxwell ควรเท่ากับศูนย์ ดังนั้นสมการต่อไปนี้ได้รับการยอมรับว่าเป็นสมการหลักสำหรับกระแสตรงในโลหะ:

กฎหมาย Joule - Lenza - กฎหมายทางกายภาพซึ่งให้การประเมินเชิงปริมาณของการกระทำความร้อนของกระแสไฟฟ้า ติดตั้งในปี 1841 โดย James Joule และโดยไม่คำนึงถึงเขาในปี 1842 โดย Emily Lenz

คณิตศาสตร์สามารถแสดงในรูปแบบต่อไปนี้:

ที่ไหน ว. - พลังของการปล่อยความร้อนในปริมาณหน่วยเป็นความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า - ความแข็งแรงของสนามไฟฟ้า σ - การนำไฟฟ้าของสื่อ

กฎหมายยังสามารถสูตรในรูปแบบอินทิกรัลสำหรับโอกาสในการไหลของกระแสไฟฟ้าในสายบาง:

ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลาในพื้นที่ภายใต้การพิจารณาของวงจรเป็นสัดส่วนกับผลิตภัณฑ์ของความแข็งแกร่งในปัจจุบันในเว็บไซต์นี้และความต้านทานของเว็บไซต์

ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์กฎหมายนี้มีรูปแบบ

ที่ไหน dq - ปริมาณความร้อนที่จัดสรรในช่วงระยะเวลา dt., ผม. - ความแข็งแรงในปัจจุบัน อาร์ - ความต้านทาน, ถาม - จำนวนทั้งหมดของความร้อนที่จัดสรรในช่วงระยะเวลาจาก t 1 ก่อน t 2. ในกรณีที่มีความแข็งแรงคงที่ในปัจจุบันและความต้านทาน

ประมาณปี 1860 ต้องขอบคุณผลงานของ Neuman, Weber, Helmholtz และ Felici (ดู§ 11), ขั้วไฟฟ้าได้รับการพิจารณาแล้วว่าเป็นระบบอย่างสมบูรณ์ด้วยขอบเขตที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ตอนนี้การวิจัยหลักดูเหมือนจะต้องทำตามเส้นทางของการค้นหาและถอนผลที่ตามมาทั้งหมดของหลักการที่จัดตั้งขึ้นและแอปพลิเคชันที่เป็นประโยชน์ซึ่งเทคนิคการประดิษฐ์ได้เริ่มขึ้นแล้ว

อย่างไรก็ตามโอกาสของงานที่เงียบสงบดังกล่าวละเมิดนักฟิสิกส์ของชาวสก็อตหนุ่มเจมส์คลาร์กแมกซ์เวลล์ (ค.ศ. 1831-1879) แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของการใช้ไฟฟ้าที่กว้างขึ้น ด้วยฐานเต็ม duem wrote:

"ไม่มีความจำเป็นแบบลอจิคัลกำลังผลักดันแมกซ์เวลล์เพื่อประดิษฐ์กระแสไฟฟ้าใหม่ เขาได้รับคำแนะนำจากการเปรียบเทียบและความปรารถนาที่จะทำงานให้กับฟาราเดย์ในจิตวิญญาณเดียวกันกับผลงานของคูลอมบ์และปัวซองเสร็จสมบูรณ์ด้วยอิเล็กทรอธศาสตร์อะมานเช่นเดียวกับอาจเป็นไปได้ถึงความรู้สึกที่เข้าใจง่ายของธรรมชาติแม่เหล็กไฟฟ้าของโลก " (P. Duhem, Les Theories Electriques De J. Cerrk Maxwell, ปารีส, 1902, หน้า 8).

บางทีแรงจูงใจหลักที่แมกซ์เวลล์เริ่มทำงานเลยไม่เรียกร้องจากศาสตร์ของปีที่ผ่านมาเป็นที่น่าชื่นชมสำหรับความคิดใหม่ของฟาราเดย์ดังนั้นดั้งเดิมที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถรับรู้ได้และดูดซับพวกเขา รุ่นของนักฟิสิกส์ - นักทฤษฎีนำมาซึ่งแนวคิดและพระคุณทางคณิตศาสตร์ของผลงานของ Laplace, Poisson และแอมแปร์ความคิดของ Faraday ดูเหมือนจะคลุมเครือเกินไปและนักฟิสิกส์ทดลองนั้นฉลาดและเป็นนามธรรมเกินไป มีสิ่งแปลกประหลาด: Faraday ซึ่งไม่ใช่นักคณิตศาสตร์ในการศึกษาของเขา (เขาเริ่มอาชีพของเขาเป็นคนเร่ขายในร้านหนังสือแล้วเข้าสู่ห้องปฏิบัติการของ Davy ไปยังตำแหน่งของเครื่องทำความร้อนแบบกึ่งระบบ) รู้สึกถึงความจำเป็นเร่งด่วน พัฒนาวิธีการเชิงทฤษฎีบางอย่างที่มีประสิทธิภาพและสมการทางคณิตศาสตร์ maxwell เดามัน

"การเริ่มต้นแรงงานของฟาราเดย์" Maxwell เขียนในคำนำต่อ "บทความ" ที่มีชื่อเสียงของเขา "ฉันพบว่าวิธีการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ของเขาก็เป็นคณิตศาสตร์เช่นกันแม้ว่าจะไม่ได้นำเสนอในรูปแบบของสัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์ทั่วไป ฉันยังพบว่าวิธีนี้ 1 สามารถแสดงในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ทั่วไปและดังนั้นเปรียบเทียบกับวิธีการของนักคณิตศาสตร์มืออาชีพ ตัวอย่างเช่นฟาราเดย์เห็นสายไฟที่ซึมซับพื้นที่ทั้งหมดที่นักคณิตศาสตร์เห็นศูนย์ของกองกำลังที่ดึงดูดในระยะไกล ฟาราเดย์เห็นวันพุธที่พวกเขาไม่เห็นอะไรนอกจากระยะทาง Faradays แนะนำแหล่งที่มาและสาเหตุของปรากฏการณ์ในการกระทำที่แท้จริงที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมพวกเขาพอใจกับความจริงที่ว่าพวกเขามีผลบังคับใช้ในระยะที่เกิดจากของเหลวไฟฟ้า

เมื่อฉันแปลว่าฉันคิดว่าแนวคิดของฟาราเดย์ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ฉันพบว่าในกรณีส่วนใหญ่ผลลัพธ์ของทั้งสองวิธีใกล้เคียงกันดังนั้นพวกเขาจึงอธิบายปรากฏการณ์เดียวกันและกฎหมายของการกระทำเดียวกันได้อธิบาย แต่วิธีการเดียวกันกับวิธีการฟาราเดย์ เช่นเดียวกับที่เราเริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่วิธีการทางคณิตศาสตร์ทั่วไปจะขึ้นอยู่กับหลักการของการเคลื่อนไหวจากรายการและการสร้างการสังเคราะห์ทั้งหมด

ฉันยังพบว่าวิธีการวิจัยที่มีผลมากมายที่นักคณิตศาสตร์สามารถแสดงออกได้อย่างมีนัยสำคัญด้วยความช่วยเหลือของความคิดที่เกิดขึ้นจากผลงานของฟาราเดย์มากกว่าในรูปแบบดั้งเดิมของพวกเขา " J. Cerrk Maxwell, บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก, ลอนดอน, 1873; 2nd ed., Oxford, 1881 (วารสาร Preface and Part IV ดูหนังสือ J. K. Maxwell งานที่ได้รับการคัดเลือกเกี่ยวกับทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า, 1954, p. 345-361 - หมายเหตุ).

สำหรับวิธีการทางคณิตศาสตร์ของฟาราเดย์แมกซ์เวลล์ยังคงสังเกตเห็นว่านักคณิตศาสตร์ที่พิจารณาวิธีการฟาราเดย์ที่ปราศจากความถูกต้องทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้เกิดขึ้นกับสิ่งที่ดีกว่าเมื่อการใช้สมมติฐานของการมีปฏิสัมพันธ์ของสิ่งต่าง ๆ ที่ไม่มีความเป็นจริงทางกายภาพเช่น องค์ประกอบปัจจุบัน "ซึ่งเกิดขึ้นจากอะไรผ่านพื้นที่ของลวดแล้วเปลี่ยนไม่มีอะไรอีกเลย"

เพื่อให้ความคิดของแบบฟอร์มทางคณิตศาสตร์ของฟาราเดย์แม็กซ์เวลล์เริ่มต้นด้วยความจริงที่ว่าเขาสร้างกระแสไฟฟ้าของอิเล็กทริก ทฤษฎี Maxwell เกี่ยวข้องโดยตรงกับทฤษฎี Mossotti โดยตรง ในขณะที่ประเทศฟาร์เดย์ในทฤษฎีการโพลาไรซ์อิเล็กทริกโดยเจตนาออกจากคำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของไฟฟ้า Mossotti ผู้สนับสนุนความคิดของแฟรงคลินจินตนาการถึงไฟฟ้าเป็นของเหลวเดียวซึ่งเขาเรียกอีเธอร์และในความเห็นของเขามีอยู่กับ ระดับความหนาแน่นบางอย่างในโมเลกุลทั้งหมด เมื่อโมเลกุลอยู่ภายใต้การกระทำของพลังของการเหนี่ยวนำอีเธอร์มีความเข้มข้นที่ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลและได้รับการแก้ไขในอีกด้านหนึ่ง; ด้วยเหตุนี้ความแข็งแรงในเชิงบวกจะปรากฏขึ้นที่ปลายแรกและค่าลบเท่ากับ - ในวินาที Maxwell ยอมรับแนวคิดนี้ทั้งหมด ใน "บทความ" ของเขาเขาเขียน:

"โพลาไรซ์ไฟฟ้าของอิเล็กทริกเป็นสถานะของการเสียรูปที่ร่างกายมาภายใต้การกระทำของแรงเคลื่อนไฟฟ้าและซึ่งหายไปพร้อมกันกับการหยุดของแรงนี้ เราสามารถจินตนาการได้ว่าเป็นสิ่งที่สามารถเรียกได้ว่าการกระจัดด้วยไฟฟ้าที่ผลิตโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้าทำหน้าที่ในสื่อนำไฟฟ้ามันทำให้เกิดกระแส แต่ถ้าสภาพแวดล้อมไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าหรืออิเล็กทริกกระแสไฟฟ้าไม่สามารถผ่านสภาพแวดล้อมนี้ได้ อย่างไรก็ตามไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนไปในทิศทางของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและขนาดของการกระจัดนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า หากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหรือลดลงในสัดส่วนเดียวกันการกระจัดไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามลำดับหรือลดลง

ค่าการกระจัดวัดจากปริมาณไฟฟ้าที่ข้ามหน่วยพื้นผิวด้วยการเพิ่มขึ้นของการกระจัดจากศูนย์ถึงค่าสูงสุด ดังนั้นดังนั้นการวัดของโพลาไรซ์ไฟฟ้า "

หากอิเล็กทริกโพลาไรซ์ประกอบด้วยชุดของอนุภาคที่กระจัดกระจายกระจัดกระจายอยู่ในระดับปานกลางฉนวนซึ่งมีการกระจายไฟฟ้าในบางวิธีการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสถานะโพลาไรเซชันจะต้องมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของการกระจายไฟฟ้าในแต่ละอนุภาคเช่น กระแสไฟฟ้าปัจจุบันเป็นจริงที่ จำกัด โดยปริมาตรของอนุภาคนำไฟฟ้าเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่งการเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้งในสถานะของโพลาไรซ์จะมาพร้อมกับกระแสกะ ใน "Treatise" เดียวกัน Maxwell กล่าวว่า:

"การเปลี่ยนแปลงในการเคลื่อนย้ายไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า แต่กระแสเหล่านี้สามารถมีอยู่เฉพาะในระหว่างการเปลี่ยนแปลงการกำจัดและเนื่องจากการกระจัดต้องไม่เกินค่าบางอย่างโดยไม่ก่อให้เกิดการปล่อยความเสียหายจากนั้นกระแสเหล่านี้ไม่สามารถดำเนินต่อไปในทิศทางเดียวกันเช่นกระแสในตัวนำ ".

หลังจาก Maxwell แนะนำแนวคิดของความแข็งแกร่งของฟิลด์ซึ่งเป็นการตีความทางคณิตศาสตร์ของแนวคิด Faraday ของฟิลด์ของการบังคับมันบันทึกอัตราส่วนทางคณิตศาสตร์สำหรับแนวคิดของการชดเชยไฟฟ้าและกระแสชดเชย มันมาถึงข้อสรุปว่าค่าใช้จ่ายของตัวนำที่เรียกว่าเป็นประจุพื้นผิวของไดอิเล็กทริกรอบทิศทางซึ่งพลังงานสะสมในอิเล็กทริกในรูปแบบของภาวะแรงดันไฟฟ้าที่การเคลื่อนย้ายไฟฟ้าอยู่ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันกับการเคลื่อนไหวของ ของเหลวที่ไม่สามารถบีบอัดได้ Maxwell เองจะเปรียบเทียบทฤษฎีของเขามาก:

"พลังงานไฟฟ้ามีความเข้มข้นในสื่ออิเล็กทริกไม่ว่าจะเป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซซึ่งเป็นสื่อที่หนาแน่นหรือที่มีความหนาแน่นหรือปราศจากปัญหาที่ลดลงหากเพียงมันก็สามารถส่งการดำเนินการทางไฟฟ้าได้

พลังงานอยู่ในแต่ละจุดของสื่อในรูปแบบของสถานะการเสียรูปที่เรียกว่าขั้วไฟฟ้าค่าที่ขึ้นอยู่กับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ในจุดนี้ ...

ในของเหลวอิเล็กทริกโพลาไรซ์ไฟฟ้าจะมาพร้อมกับความตึงเครียดในทิศทางของเส้นเหนี่ยวนำและความดันที่เท่าเทียมกันในทุกทิศทางตั้งฉากกับเส้นเหนี่ยวนำ; ขนาดของความตึงเครียดหรือความดันต่อพื้นผิวต่อหน่วยนี้เท่ากับพลังงานต่อหน่วยปริมาณ ณ จุดนี้ "

เป็นการยากที่จะแสดงความคิดพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการนี้อย่างชัดเจนซึ่งเป็นแนวคิดของ Faraday: สถานที่ที่ปรากฏการณ์ไฟฟ้าที่ดำเนินการเป็นสื่อกลาง ราวกับว่าต้องการที่จะเน้นว่านี่เป็นสิ่งสำคัญในบทความของเขา maxwell จบลงด้วยคำต่อไปนี้:

"ถ้าเรายอมรับสภาพแวดล้อมนี้ในฐานะสมมติฐานฉันเชื่อว่าควรครอบครองสถานที่ที่โดดเด่นในการวิจัยของเราและเราควรพยายามสร้างความคิดที่มีเหตุผลเกี่ยวกับรายละเอียดทั้งหมดของการกระทำซึ่งเป็นเป้าหมายที่คงที่ของฉันในบทความนี้ ".

ธรรมธรรมทฤษฎีของไดอิเล็กทริกแม็กซ์เวลล์ถ่ายโอนแนวคิดกับการแก้ไขที่จำเป็นต่อการรับรู้แม่เหล็กและสร้างทฤษฎีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า มันจะสรุปการก่อสร้างเชิงทฤษฎีทั้งหมดในสมการหลายแห่งที่มีชื่อเสียง: ในสมการแมกซ์เวลล์หกตัว

สมการเหล่านี้แตกต่างกันอย่างมากจากสมการทั่วไปของกลศาสตร์ - พวกเขากำหนดโครงสร้างของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะที่กฎหมายของกลศาสตร์สามารถใช้ได้กับพื้นที่ของพื้นที่ที่มีในปัจจุบันสมการแมกซ์เวลล์ใช้งานได้สำหรับพื้นที่ทั้งหมดโดยไม่คำนึงว่าไม่มีตัวถังหรือไฟฟ้าที่นั่นหรือไม่ พวกเขากำหนดการเปลี่ยนแปลงในฟิลด์ในขณะที่กฎหมายของกลไกกำหนดการเปลี่ยนแปลงของอนุภาควัสดุ นอกจากนี้กลไก Newtonian ปฏิเสธวิธีที่เราได้คุยกับ Ch 6 ในความต่อเนื่องของการกระทำในอวกาศและเวลาในขณะที่สมการ Maxwell สร้างความต่อเนื่องของปรากฏการณ์ พวกเขาเชื่อมโยงเหตุการณ์ที่อยู่ติดกับอวกาศและในเวลา: ตามสถานะของฟิลด์ที่ระบุ "ที่นี่" และ "ตอนนี้" เราสามารถถอนสถานะของฟิลด์ในบริเวณใกล้เคียงกับจุดปิดเวลา ความเข้าใจในฟิลด์ดังกล่าวสอดคล้องกับแนวคิดของ Faraday อย่างแน่นอน แต่มันอยู่ในความขัดแย้งที่ผ่านไม่ได้ด้วยประเพณีสองศตวรรษ ดังนั้นจึงไม่มีอะไรน่าแปลกใจในความจริงที่ว่าการตอบสนอง

การคัดค้านที่ถูกนำไปข้างหน้าต่อทฤษฎีของไฟฟ้า Maxwell นั้นมีมากมายและได้รับการปฏิบัติทั้งแนวคิดพื้นฐานที่อยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีและอาจจะยิ่งมากขึ้นในลักษณะที่ฟรีมากเกินไปซึ่ง Maxwell ใช้เมื่อได้รับผลกระทบของมัน MAXWELL ทีละขั้นตอนกำลังสร้างทฤษฎีของเขาด้วยความช่วยเหลือของ "ความชำนาญของนิ้วมือ" เนื่องจาก Poincare ได้รับการแสดงออกสำเร็จโดยคำนึงถึงการทอดทิ้งตรรกะที่บางครั้งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ในการกำหนดทฤษฎีใหม่ เมื่อแม็กซ์เวลล์มาถึงความขัดแย้งที่ชัดเจนในระหว่างการก่อสร้างเชิงวิเคราะห์เขาโดยไม่ลังเลเอาชนะยุคด้วยความช่วยเหลือของการท้อแท้ ตัวอย่างเช่นมันคุ้มค่าที่จะยกเว้นสมาชิกใด ๆ แทนที่สัญญาณที่ไม่เหมาะสมของการแสดงออกย้อนกลับแทนที่ค่าของตัวอักษรบางอย่าง สำหรับผู้ที่ชื่นชมการก่อสร้างเชิงตรรกะที่ผิดพลาดของ electrodynamics Amper ทฤษฎีของ Maxwell ควรสร้างความประทับใจที่ไม่พึงประสงค์ ฟิสิกส์ล้มเหลวในการนำไปสู่การสั่งซื้อที่เพรียวบาง I.e. เพื่อเป็นอิสระจากข้อผิดพลาดเชิงตรรกะและความไม่สอดคล้องกัน แต่. ในทางกลับกันพวกเขาไม่สามารถปฏิเสธทฤษฎีซึ่งอย่างที่เราจะเห็นในอนาคตเลนส์ที่เชื่อมโยงกันอินทรีย์ด้วยไฟฟ้า ดังนั้นในตอนท้ายของศตวรรษที่ผ่านมานักฟิสิกส์ที่ใหญ่ที่สุดปฏิบัติตามวิทยานิพนธ์ที่ได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงในปี 1890 โดย Herz: ตั้งแต่การใช้เหตุผลและการคำนวณด้วยความช่วยเหลือที่ Maxwell มาถึงทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของเขาเต็มไปด้วยข้อผิดพลาดที่เราไม่สามารถทำได้ ถูกต้องเราจะใช้เวลาหกสมการแม็กซ์เวลล์เป็นสมมติฐานเริ่มต้นเป็นโพสต์ซึ่งจะพึ่งพาทฤษฎีทั้งหมดของแม่เหล็กไฟฟ้า "สิ่งสำคัญในทฤษฎีของ Maxwell คือสมการ Maxwell" Hertz กล่าว

21. ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสง

ในสภาพอากาศที่พบสูตรสำหรับการมีปฏิสัมพันธ์ของค่าใช้จ่ายไฟฟ้าสองค่าการเคลื่อนไหวที่สัมพันธ์กันสัมประสิทธิ์มีความหมายของความเร็วบางอย่าง ขนาดของความเร็วนี้ตัวเอง Weber และ Kollarush ได้รับการพิจารณาในการทดลองในปี 1856 ซึ่งกลายเป็นคลาสสิก ค่านี้ค่อนข้างมากกว่าความเร็วของแสง ปีหน้า Kirchhof "จากทฤษฎีของ Weber นำกฎหมายการขยายพันธุ์ของการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าบนลวด: หากความต้านทานเป็นศูนย์ความเร็วของคลื่นไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับส่วนตัดขวางของลวดจากธรรมชาติและความหนาแน่นของไฟฟ้า และเกือบเท่ากับความเร็วของการแพร่กระจายแสงในความว่างเปล่า เวเบอร์ในหนึ่งในงานเชิงทฤษฎีและการทดลองของเขาในปี 1864 ได้รับการยืนยันผลของ Kirchhoff แสดงให้เห็นว่าค่าคงที่ Kirchhoff เท่ากับจำนวนหน่วยไฟฟ้าสถิตที่มีอยู่ในหน่วยแม่เหล็กไฟฟ้าและสังเกตเห็นว่าบังเอิญของความเร็วของการแพร่กระจายของไฟฟ้า คลื่นและความเร็วของแสงสามารถถือเป็นตัวบ่งชี้ต่อหน้าการเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดระหว่างสองปรากฏการณ์ อย่างไรก็ตามก่อนที่จะพูดถึงเรื่องนี้คุณควรทราบว่าความหมายที่แท้จริงของแนวคิดของการแพร่กระจายไฟฟ้าคือ: "และความหมายนี้คือความหมายของเวเบอร์ดูเหมือนว่าจะไม่ทำให้เกิดความหวังสูงเลย"

Maxwell ไม่ต้องสงสัยเลยว่าอาจเป็นเพราะเขาพบการสนับสนุนในความคิดของฟาราเดย์เกี่ยวกับธรรมชาติของแสง (ดู§ 17)

"ในสถานที่ต่าง ๆ ของบทความนี้ Maxwell เขียนเริ่มต้นในบท XX ของส่วนที่สี่ไปจนถึงการแสดงออกของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสง" พยายามอธิบายปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้าด้วยความช่วยเหลือของการกระทำเชิงกลที่ส่งจากร่างกายหนึ่ง ไปยังสื่ออื่นที่มีพื้นที่ระหว่างร่างกายเหล่านี้ คลื่นทฤษฎีแสงยังช่วยให้การดำรงอยู่ของสภาพแวดล้อมบางอย่าง ตอนนี้เราต้องแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของสื่อแม่เหล็กไฟฟ้านั้นเหมือนกับคุณสมบัติของขนาดกลางส่องสว่าง ...

เราสามารถรับค่าตัวเลขของคุณสมบัติบางอย่างของสื่อเช่นอัตราที่การก่อกวนขยายผ่านมันซึ่งสามารถคำนวณได้จากการทดลองแม่เหล็กไฟฟ้าและยังสังเกตได้โดยตรงในกรณีที่มีแสงสว่าง หากพบว่าความเร็วในการแพร่กระจายของการก่อกวนแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเช่นเดียวกับความเร็วของแสงไม่เพียง แต่ในอากาศ แต่ยังอยู่ในสภาพแวดล้อมที่โปร่งใสอื่น ๆ เราจะได้รับพื้นฐานที่จริงจังเพื่อพิจารณาแสงของปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้า จากนั้นการรวมกันของหลักฐานแสงและไฟฟ้าจะให้หลักฐานเดียวกันกับความเป็นจริงของสภาพแวดล้อมที่เราได้รับในกรณีของรูปแบบอื่น ๆ ของสสารบนพื้นฐานของชุดคำประจักษ์ของความรู้สึกของเรา "( ในที่เดียวกัน P. 550-551 การตีพิมพ์รัสเซีย).

เช่นเดียวกับในการทำงานครั้งแรกของปี 1864 Maxwell ดำเนินการจากสมการและหลังจากชุดของการเปลี่ยนแปลงมันมาถึงข้อสรุปว่าในการขยับกระแสโมฆะแพร่กระจายที่ความเร็วเดียวกับแสง "หมายถึงการยืนยันทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสง ", - พูด maxwell อย่างมั่นใจ

Maxwell จากนั้นศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมคุณสมบัติของการก่อกวนแม่เหล็กไฟฟ้าและมาถึงข้อสรุปวันนี้เป็นที่รู้จักกันดีอยู่แล้ว: ประจุไฟฟ้าสั่นสะเทือนสร้างสนามไฟฟ้าสลับที่เชื่อมโยงกับสนามแม่เหล็กแบบแยกต่างหาก นี่เป็นลักษณะทั่วไปของประสบการณ์ของ ersteda สมการ Maxwell ช่วยให้คุณติดตามการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาใด ๆ ของพื้นที่ ผลการศึกษาดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการแกว่งไฟฟ้าและแม่เหล็กเกิดขึ้นในแต่ละจุดของพื้นที่เช่นความเข้มของฟิลด์ไฟฟ้าและแม่เหล็กเปลี่ยนเป็นระยะ; ฟิลด์เหล่านี้แยกกันไม่ออกจากกันและโพลาไรซ์ในแนวตั้งฉาก การแกว่งเหล่านี้กระจายอยู่ในอวกาศด้วยความเร็วที่แน่นอนและสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามขวาง: การแกว่งไฟฟ้าและแม่เหล็กในแต่ละจุดเกิดขึ้นตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจายของคลื่น

ท่ามกลางผลกระทบส่วนตัวมากมายที่เกิดขึ้นจากทฤษฎีของ Maxwell เรากล่าวถึงสิ่งต่อไปนี้: โดยเฉพาะอย่างยิ่งมักจะวิพากษ์วิจารณ์การยืนยันว่าค่าคงที่อิเล็กทริกเท่ากับสี่เหลี่ยมจัตุรัสของดัชนีการหักเหของแสงในสื่อนี้ การปรากฏตัวของแรงดันแสงในทิศทางของการแพร่กระจายแสง; มุมฉากของคลื่นโพลาไรซ์สองคลื่น - Elecric และแม่เหล็ก

22. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ใน§ 11 เราได้กล่าวไปแล้วว่าธรรมชาติของการปลดปล่อยของธนาคาร Leiden ก่อตั้งขึ้น ปรากฏการณ์นี้จากปี 1858 ถึง 1862 เป็นอีกครั้งภายใต้การวิเคราะห์ที่เอาใจใส่โดย Wilhelm Feddersen (1832-1918) เขาสังเกตว่าหากแผ่นเก็บประจุสองตัวเชื่อมต่อกันด้วยความต้านทานต่ำการปล่อยเป็นธรรมชาติที่ไหลสั่นและระยะเวลาของการแกว่งเป็นสัดส่วนกับรากสแควร์จากถังเก็บประจุ ในปี 1855 ทอมสันนำทฤษฎีที่มีศักยภาพออกมาว่าระยะเวลาของการสั่นของการไหลสั่นเป็นสัดส่วนกับรากสแควร์จากผลิตภัณฑ์ของตัวเก็บประจุของตัวเก็บประจุเพื่อสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำตนเอง ในที่สุดในปี ค.ศ. 1864 Kirchhogof ให้ทฤษฎีของการปลดปล่อยออสซิลโล่และในปี 1869 Helmgoltz แสดงให้เห็นว่าการแกว่งที่คล้ายกันสามารถรับได้ในขดลวดเหนี่ยวนำปลายซึ่งเชื่อมต่อกับแผ่นคอนเดนเซอร์

ในปี 1884 Henry Herz (1857-1894) อดีตนักเรียนและผู้ช่วย Helmholtz เริ่มศึกษาทฤษฎี Maxwell (ดู Ch. 12) ในปี 1887 เขาทำการทดลองของ Helmholtz ซ้ำ ๆ กับขดลวดเหนี่ยวนำสองตัว หลังจากพยายามหลายครั้งเขาจัดการเพื่อให้ประสบการณ์คลาสสิกของเขาเป็นที่รู้จักกันดีในขณะนี้ ด้วยความช่วยเหลือของ "เครื่องกำเนิดไฟฟ้า" และ "Resonator" Hertz ได้รับการพิสูจน์จากการทดลอง (ในลักษณะที่ในวันนี้อธิบายในหนังสือเรียนทั้งหมด) ซึ่งการปล่อย oscillatory ทำให้พื้นที่คลื่นประกอบด้วยการแกว่งสองตัว - ไฟฟ้าและแม่เหล็กโพลาไรซ์ตั้งฉากกับแต่ละ อื่น ๆ เฮิร์ตซ์ยังมีภาพสะท้อนการหักเหและการรบกวนของคลื่นเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการทดลองทั้งหมดของเขาได้รับการอธิบายอย่างเต็มที่จากทฤษฎีของ Maxwell

ผู้ทดลองหลายคนรีบวิ่งไปตามเส้นทาง แต่พวกเขาไม่ประสบความสำเร็จมากที่จะเพิ่มความเข้าใจในความคล้ายคลึงกันของคลื่นแสงและไฟฟ้าสำหรับการใช้ความยาวคลื่นเดียวกันที่เฮิร์ตซ์ใช้ (ประมาณ 66 ซม.) พวกเขาออกมาในปรากฏการณ์ของการเลี้ยวเบน ซึ่งบริจาคผลกระทบอื่น ๆ ทั้งหมด เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้เราต้องการการติดตั้งขนาดใหญ่เช่นนี้ซึ่งไม่สามารถบรรลุนิติภาวะในเวลาเกือบทุกครั้ง Augusto Riga (1850-1920) ซึ่งด้วยความช่วยเหลือของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดใหม่ที่สร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดใหม่ที่สร้างขึ้นเพื่อกระตุ้นคลื่นความยาวของหลายเซนติเมตร (ส่วนใหญ่มักใช้กับคลื่นยาว 10.6 ซม.) ดังนั้นริกาจึงสามารถทำซ้ำปรากฏการณ์ออปติคอลทั้งหมดด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ที่ส่วนใหญ่เป็น analogues ของเครื่องมือเกี่ยวกับแสงที่สอดคล้องกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งริกาเป็นคนแรกที่ได้รับการหักเหของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสองเท่า ผลงานของริกาเริ่มขึ้นในปี 1893 และเป็นครั้งคราวที่พวกเขาอธิบายไว้ในบันทึกย่อและบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารทางวิทยาศาสตร์ถูกรวมเข้าด้วยกันและเสริมในตอนนี้หนังสือคลาสสิค "Ottica Delle Oscillazioni Elettriche" ("Optics of Electric Oscillations") เผยแพร่ใน 2440 ชื่อซึ่งเป็นการแสดงออกถึงเนื้อหาของยุคทั้งหมดในประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์

ความสามารถของผงโลหะที่วางไว้ในหลอดจะดำเนินการภายใต้การกระทำของการปล่อยที่อยู่ใกล้กับเครื่องไฟฟ้าสถิตมันถูกศึกษาเพื่อรื้อถอน (1853-1922) ในปี 1884 และสิบปีต่อมาความสามารถนี้ถูกใช้โดย Dodge และสำหรับ ข้อมูลและอื่น ๆ อีกมากมายเพื่อระบุคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การรวมเครื่องกำเนิดริกาและตัวบ่งชี้ในการรื้อถอนด้วยแนวคิดที่ยอดเยี่ยมของ "เสาอากาศ" และ "การต่อสายดิน" ในตอนท้ายของ 1895 Gulielmo Marconi (1874-1937) ประสบความสำเร็จในการทดลองใช้งานจริงครั้งแรก ( ตามที่ทราบกันดีว่าลำดับความสำคัญในการประดิษฐ์วิทยุเป็นของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A. S. Popov ซึ่งอ่านเมื่อวันที่ 7 พฤษภาคม ค.ศ. 1895 ในการประชุมสาขาทางกายภาพของสังคมกายภาพและเคมีรัสเซียรายงานที่มีคำอธิบาย) ในด้านของ Radiotelegraph การพัฒนาอย่างรวดเร็วและผลลัพธ์ที่น่าทึ่งซึ่งพรมแดนที่มีปาฏิหาริย์อย่างแท้จริง

https://www.scam.expert วิธีการเลือกโบรกเกอร์ Forex

อันเป็นผลมาจากการศึกษาบทนี้นักเรียนจะต้อง:

ทราบ

• รากฐานเชิงประจักษ์และเชิงทฤษฎีของทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
• ประวัติความเป็นมาของการสร้างทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าประวัติศาสตร์ของการเปิดความดันของคลื่นแสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
• สาระสำคัญทางกายภาพของสมการ Maxwell (ในรูปแบบที่สำคัญและแตกต่างกัน);
• ขั้นตอนหลักของชีวประวัติของ J. K. Maxwell;
• ทิศทางหลักของการพัฒนาอิเล็กทรอธศาสตร์หลังจาก J. K. Maxwell;
• ความสำเร็จของ J. K. Maxwell ในฟิสิกส์ระดับโมเลกุลและอุณหพลศาสตร์

สามารถ

• ประเมินบทบาทของ Maxwell ในการพัฒนาคำสอนเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็กความหมายพื้นฐานของสมการ Maxwell สถานที่ของหนังสือ "บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก" ในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์การทดลองทางประวัติศาสตร์ของ Hertz และ P. N. Lebedev;
• อภิปรายชีวประวัติของนักวิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดที่ทำงานในด้านไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้า

ของตัวเอง

ทักษะการใช้งานกับแนวคิดหลักของทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ข้อกำหนดที่สำคัญ: สนามแม่เหล็กไฟฟ้า, สมการแมกซ์เวล, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า, แรงดันเบา

การเปิดของฟาราเดย์ปฏิวัติศาสตร์แห่งการไฟฟ้า ด้วยมือแสงของเขาไฟฟ้าเริ่มพิชิตตำแหน่งใหม่ทั้งหมดในเทคนิค รับโทรเลขแม่เหล็กไฟฟ้า ในช่วงต้นยุค 70 ศตวรรษที่สิบเก้าเขาได้เชื่อมต่อกับยุโรปกับสหรัฐอเมริกาอินเดียและอเมริกาใต้ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าแรกและมอเตอร์ไฟฟ้าปรากฏขึ้นไฟฟ้าเริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายในเคมี กระบวนการแม่เหล็กไฟฟ้าเพิ่มขึ้นลึกลงไปในวิทยาศาสตร์ ยุคมาเมื่อภาพคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของโลกพร้อมที่จะเปลี่ยนเครื่องจักรกล เราต้องการคนที่ยอดเยี่ยมที่สามารถทำได้ในเวลาของเขานิวตันเพื่อรวมข้อเท็จจริงและความรู้ที่สะสมมาในเวลานี้และบนพื้นฐานของพวกเขาเพื่อสร้างทฤษฎีใหม่ที่อธิบายพื้นฐานของโลกใหม่ J. K. Maxwell กลายเป็นคนดังกล่าว

James Clerk Maxwell (รูปที่ 10.1) เกิดในปี 2374 พ่อของเขา - จอห์นเสม็ดแมกซ์เวลล์เป็นคนที่โดดเด่นอย่างชัดเจน อย่างไรก็ตามทนายความที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเขาได้รับเงินจำนวนมากให้กับผู้อื่นสิ่งที่น่าสนใจมากขึ้นสำหรับเขา: เดินทางรถที่ออกแบบให้ใส่ประสบการณ์ทางกายภาพและแม้กระทั่งตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์หลายบทความ เมื่อแม็กซ์เวลอายุ 10 ขวบพ่อของเขาส่งเขาไปเรียนรู้ที่จะเรียนรู้การเรียนเอดินบะระซึ่งเขาพักอายุหกขวบจนเข้ามหาวิทยาลัย ตอนอายุ 14 แมกซ์เวลล์เขียนงานวิทยาศาสตร์แรกที่อุทิศให้กับเรขาคณิตของเส้นโค้งรูปไข่ บทสรุปของเธอถูกตีพิมพ์ใน "ความร้อนของราชวงศ์" ของสมาคมเอดินบะระสำหรับปี 1846

ในปี 1847 Maxwell เข้ามหาวิทยาลัย Edinburgh ซึ่งเขาเริ่มในเชิงลึกเพื่อศึกษาคณิตศาสตร์ ในเวลานี้ผลงานทางวิทยาศาสตร์อีกสองงานของนักเรียนที่มีพรสวรรค์ได้รับการตีพิมพ์ใน "แรงงานของสมาคมราชอาณาจักรเอดินเบอระ" ด้วยเนื้อหาของหนึ่งในนั้น (เกี่ยวกับการกลิ้งโค้ง) บริษัท ได้รับการแนะนำโดยศาสตราจารย์เคลแลนด์อีก (เกี่ยวกับคุณสมบัติยืดหยุ่นของของแข็ง) ได้รับการแนะนำเป็นครั้งแรกโดยผู้เขียนเอง

ในปี 1850 แมกซ์เวลล์ยังคงศึกษาต่อในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก - วิทยาลัยมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กส์และจากที่นั่นเปลี่ยนไปใช้วิทยาลัยฮอลี่ทรินิตี้ - วิทยาลัยทรินิตี้ซึ่งให้โลก I. Newton และต่อมา VV Nabokova, B. รัสเซล ฯลฯ ในปี 1854 แม็กซ์เวลล์ทนต่อการสอบและได้รับปริญญาตรี จากนั้นเขาก็ถูกทิ้งไว้ในวิทยาลัยทรินิตี้ในฐานะครู อย่างไรก็ตามปัญหาทางวิทยาศาสตร์เป็นห่วงมากขึ้น ในเคมบริดจ์แม็กซ์เวลล์เริ่มศึกษาการมองเห็นสีและสี ในปี 1852 เขามาถึงบทสรุปว่าการผสมสีสเปกตรัมไม่ตรงกับการผสมสี Maxwell กำลังพัฒนาทฤษฎีการมองเห็นสีออกแบบสีด้านบน (รูปที่ 10.2)

รูปที่. 10.1

รูปที่. 10.2

นอกจากงานอดิเรกเก่าของเขา - รูปทรงเรขาคณิตและดอกไม้แมกซ์เวลล์ก็สนใจไฟฟ้า 2497 ในวันที่ 20 กุมภาพันธ์เขาเขียนจดหมายจากเคมบริดจ์ไปยังกลาสโกว์ W. Thomson นี่คือจุดเริ่มต้นของจดหมายที่มีชื่อเสียงนี้:

"ที่รักทอมสัน! ตอนนี้เมื่อฉันเข้าไปในโรงเรียนที่ชั่วร้ายของปริญญาตรีฉันเริ่มคิดถึงการอ่าน บางครั้งมันก็น่าพอใจมากในการเป็นหนังสือที่ได้รับการยอมรับอย่างจริงจังที่ยังไม่ได้อ่าน แต่ควรอ่าน แต่เรามีความปรารถนาอย่างแรงกล้าที่จะกลับสู่วิชากายและพวกเราบางคนที่นี่ต้องการโจมตีไฟฟ้า "

หลังจากจบหลักสูตร Maxwell ได้กลายเป็นสมาชิกของวิทยาลัยทรินิตี้แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และในปี 1855 เขาเข้าสู่สมาคม Royal Edinburgh อย่างไรก็ตามในไม่ช้าเขาก็ออกจากเคมบริดจ์และกลับไปที่สกอตแลนด์พื้นเมืองของเขา ศาสตราจารย์ฟอร์บส์แจ้งให้เขาทราบว่าในอเบอร์ดีนตำแหน่งที่ว่างของอาจารย์วิชาฟิสิกส์เปิดในวิทยาลัย Marihan และเขามีโอกาสที่จะพาเธอไป Maxwell ยอมรับข้อเสนอและในเดือนเมษายน 1856 (ใน 24 ปี!) เข้าสู่ตำแหน่งใหม่ ในอเบอร์ดีนแมกซ์เวลล์ยังคงทำงานเกี่ยวกับปัญหาของอิเล็กโทรพลศาสตร์ ในปี 1857 เขาส่งงาน M. Faraday งานของเขา "ใน Faraday Power Lines"

ของงานอื่น ๆ Maxwell ในอเบอร์ดีนชื่อเสียงอย่างกว้างขวางได้รับงานของเขาเกี่ยวกับความมั่นคงของวงแหวนของดาวเสาร์ จากการศึกษากลศาสตร์ของแหวนดาวเสาร์การเปลี่ยนไปพิจารณาการเคลื่อนไหวของโมเลกุลก๊าซเป็นธรรมชาติอย่างสมบูรณ์ ในปี 1859 แมกซ์เวลได้ประชุมกับสมาคมการพัฒนาวิทยาศาสตร์โดยมีรายงานเกี่ยวกับทฤษฎีของก๊าซแบบไดนามิก รายงานนี้ทำเครื่องหมายการวิจัยที่มีผลในด้านทฤษฎีจลนศาสตร์ของก๊าซและฟิสิกส์สถิติ

ในปีพ. ศ. 2403 แมกซ์เวลล์ยอมรับคำเชิญของลอนดอนรอยัลวิทยาลัยและทำงานที่นั่นในย่านของศาสตราจารย์ เขาไม่ใช่อาจารย์ที่ยอดเยี่ยมและไม่ได้รักการบรรยายโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดังนั้นการทำลายครั้งต่อไปในการสอนค่อนข้างเป็นที่ต้องการมากกว่าที่น่ารำคาญและอนุญาตให้ดื่มด่ำกับปัญหาที่น่าสนใจของฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

ตามที่ A. Einstein, Faraday และ Maxwell ที่เล่นในวิทยาศาสตร์ของไฟฟ้าบทบาทเดียวกันกับ Galilee และ Newton in Mechanics ในฐานะที่เป็นนิวตันให้เอฟเฟกต์เชิงกลของกาลิลีเปิดในรูปแบบทางคณิตศาสตร์และการให้เหตุผลทางกายภาพและ Maxwell ทำให้มันเกี่ยวข้องกับการค้นพบ Faraday Maxwell ให้ความคิดของ Faraday ของรูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวดแนะนำคำว่า "สนามแม่เหล็กไฟฟ้า", กฎหมายคณิตศาสตร์ที่กำหนดอธิบายถึงฟิลด์นี้ Galilee และ Newton วางรากฐานของภาพเชิงกลของโลก Faraday และ Maxwell - แม่เหล็กไฟฟ้า

Maxwell เริ่มความคิดของเขาเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งแต่ปี 1857 เมื่อบทความที่กล่าวถึงแล้ว "ใน Faraday Power Lines" ถูกเขียนขึ้น ที่นี่ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยการเปรียบเทียบแบบไฮโดรพลิกและกลไก สิ่งนี้ได้รับอนุญาตให้ Maxwell ใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ของคณิตศาสตร์ไอริช U. Hamilton และดังนั้นอัตราส่วน electrodynamic ด่วนในภาษาทางคณิตศาสตร์ ในอนาคตวิธีการของทฤษฎีความยืดหยุ่นจะถูกแทนที่ด้วยการเปรียบเทียบทางอุทกพลศาสตร์: แนวคิดของการเสียรูปความดันกระแสน้ำวนและสิ่งที่คล้ายกัน จากนี้ Maxwell มาถึงสมการภาคสนามซึ่งในขั้นตอนนี้ยังไม่ได้ลดลงเป็นระบบเดียว การสำรวจไดอิเล็กทริกแม็กซ์เวลล์แสดงความคิดของ "เปลี่ยนกระแส" เช่นเดียวกับยังคงมีหมอกความคิดของการเชื่อมต่อของแสงและสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ("สถานะ ELECTROTONIC") ในสูตร Faraday ซึ่ง Maxwell ใช้แล้ว

ความคิดเหล่านี้ถูกกำหนดไว้ในบทความ "บนสายร่างกายของกองกำลัง" (1861-1862) พวกเขาเขียนในยุคลอนดอนที่มีผลมากที่สุด (1860-1865) ในขณะเดียวกันบทความที่มีชื่อเสียงของ Maxwell "ทฤษฎีแบบไดนามิกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า" (1864-1865) ถูกปล่อยออกมาซึ่งความคิดที่เกิดขึ้นเกี่ยวกับธรรมชาติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบครบวงจร

จากปี ค.ศ. 1866 ถึง 2414 แมกซ์เวลล์อาศัยอยู่ในการคลอดบุตรของเขากลางบี้โดยการออกจากเคมบริดจ์เป็นครั้งคราว การจ่ายเงินเศรษฐกิจแมกซ์เวลล์ไม่ได้ออกจากชั้นเรียนทางวิทยาศาสตร์ เขาแทบจะไม่ทำงานกับแรงงานหลักของชีวิตของเขา "บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก" เขียนหนังสือ "ทฤษฎีความร้อน" เขียนบทความเกี่ยวกับทฤษฎีก๊าซจลนศาสตร์

ในปี 1871 เหตุการณ์สำคัญที่เกิดขึ้น ที่ตัวแทนของผู้สืบทอดของคาเวนดิชในเคมบริดจ์กรมฟิสิกส์ทดลองก่อตั้งขึ้นและการก่อสร้างห้องปฏิบัติการทดลองเปิดตัวซึ่งในประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์เป็นที่รู้จักกันในชื่อห้องปฏิบัติการคาเวนดิช (รูปที่ 10.3) Maxwell ได้รับเชิญให้เป็นอาจารย์แรกที่แผนกและเพื่อทำงานในห้องปฏิบัติการ ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2414 เขาอ่านการบรรยายครั้งแรกในทิศทางและความสำคัญของการวิจัยเชิงทดลองในการศึกษาของมหาวิทยาลัย การบรรยายนี้ได้กลายเป็นโปรแกรมการฝึกอบรมต่อฟิสิกส์ทดลองเป็นเวลาหลายปีข้างหน้า 16 มิถุนายน 1874 ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชเปิดอยู่

ตั้งแต่นั้นมาห้องปฏิบัติการได้กลายเป็นศูนย์กลางของวิทยาศาสตร์กายภาพโลกมานานหลายทศวรรษเหมือนเดิม เป็นเวลานานกว่าร้อยปีนักวิทยาศาสตร์หลายพันคนผ่านไปท่ามกลางผู้ที่หลายคนที่มีชื่อเสียงในด้านวิทยาศาสตร์กายภาพโลก หลังจาก Maxwell ห้องปฏิบัติการ Cavendish ได้นำนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นหลายคน: J. J. Thomson, E. Rutherford, L. Bragg, N. F. Mott, A. Pippard และอื่น ๆ

รูปที่. 10.3

หลังจากออกจาก "บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก" ซึ่งเป็นทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสูตร Maxwell ตัดสินใจที่จะเขียนหนังสือ "ไฟฟ้าในการนำเสนอระดับประถมศึกษา" เพื่อให้เป็นที่นิยมและกระจายความคิด แมกซ์เวลล์ทำงานในหนังสือ แต่ความผาสุกของเขาแย่ลง เขาเสียชีวิตเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน 2422 และโดยไม่ได้เห็นชัยชนะของทฤษฎีของเขา

ให้เราอาศัยอยู่ในมรดกที่สร้างสรรค์ของนักวิทยาศาสตร์ Maxwell ออกจากเส้นทางลึกในทุกพื้นที่ของวิทยาศาสตร์กายภาพ ไม่น่าแปลกใจที่ทฤษฎีทางกายภาพจำนวนมากสวมชื่อของเขา เขาแนะนำ Thermodynamic Paradox ซึ่งไม่ได้ให้ความสงบสุขกับนักฟิสิกส์เป็นเวลาหลายปี "ปีศาจแม็กซ์เวลล์" ในทฤษฎี Kinetic พวกเขาได้รับการแนะนำแนวคิดที่เรียกว่า: "การกระจายของ Maxwell" และสถิติ "Maxwell - Boltzmann" เปรูของเขายังเป็นของการศึกษาที่หรูหราของความมั่นคงของวงแหวนของดาวเสาร์ นอกจากนี้แม็กซ์เวลล์ได้สร้างผลงานชิ้นเอกวิทยาศาสตร์ขนาดเล็กจำนวนมากในหลากหลายพื้นที่ตั้งแต่การถ่ายภาพสีครั้งแรกในโลกก่อนที่จะพัฒนาวิธีการกำจัดจุดไขมันที่รุนแรงจากเสื้อผ้า

ให้เราหันไปสนทนา ทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า - แก่นสารของความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ Maxwell

เป็นที่น่าสังเกตว่า James Clerk Maxwell เกิดในปีนี้เมื่อ Michael Faraday เปิดปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ Maxwell หนังสือของ Faraday "การวิจัยเชิงทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้า" ได้สร้างความประทับใจเป็นพิเศษ

ในระหว่าง Maxwell มีทฤษฎีไฟฟ้าทางเลือกสองแห่ง: ทฤษฎีของ "สายไฟ" ของฟาราเดย์และทฤษฎีที่พัฒนาโดยจี้นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส, Ampera, Bio, Savar, Arago และ Laplas ตำแหน่งเริ่มต้นของหลังเป็นความคิดของการแพร่กระจายระยะยาวของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างร่างกายหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากสื่อกลางใด ๆ ขโมยที่เหมือนจริงของฟาราเดย์ไม่สามารถคืนดีกับทฤษฎีดังกล่าวได้ เขาเชื่อมั่นอย่างยิ่งว่า "สสารไม่สามารถทำหน้าที่ไม่ได้" วันพุธที่ผ่านการส่งผลกระทบฟาร์เดย์เรียกว่า "ฟิลด์" ฟิลด์ที่เชื่อกันว่าแทรกซึมเข้ากับแม่เหล็กและไฟฟ้า "สายไฟ"

ในปี 1857 บทความ Maxwell ปรากฏใน "งานของ Society of the Cambridge" - "ใน Faraday Power Lines" มันมีโปรแกรมทั้งหมดของการวิจัยเกี่ยวกับไฟฟ้า โปรดทราบว่าในบทความนี้สมการ Maxwell ถูกเขียนขึ้นแล้ว แต่จนถึงขณะนี้ไม่มีการเปลี่ยนแปลงกระแส บทความ "ในสายไฟฟาราเดย์" จำเป็นต้องดำเนินการต่อ อะนาล็อกไฟฟ้าไฮดรอลิกให้มาก ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาสมการที่มีประโยชน์จะถูกบันทึกไว้ แต่ไม่สามารถจัดการกับการปราบปรามการเปรียบเทียบแบบไฮดรอลิกด้วยไฟฟ้าไฮดรอลิก มันไม่เหมาะกับกฎหมายที่สำคัญที่สุดของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในกรอบของพวกเขา มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเกิดขึ้นกับกลไกเสริมใหม่ที่อำนวยความสะดวกในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการสะท้อนในเวลาเดียวกันและการไหลของกระแสการแปลและการหมุนลักษณะของ Vortex ธรรมชาติของสนามแม่เหล็ก

แม็กซ์เวลล์เสนอสภาพแวดล้อมพิเศษที่มีแรงบันดาลใจที่มีขนาดเล็กมากที่พอดีกับโมเลกุล หมุน "Vortices โมเลกุล" ผลิตสนามแม่เหล็ก ทิศทางของแกนของ vortices ของโมเลกุลเกิดขึ้นพร้อมกับสายความแข็งแรงของพวกเขาและพวกเขาเองสามารถแสดงเป็นกระบอกสูบหมุนบาง ๆ แต่ภายนอกในการสัมผัสกับ vortices ควรย้ายไปในทิศทางตรงกันข้าม I.e. ป้องกันการเคลื่อนไหวซึ่งกันและกัน คุณจะมั่นใจได้อย่างไรการหมุนของสองเกียร์ต่อไปในทิศทางเดียว? Maxwell แนะนำว่าระหว่างแถวของ vortices โมเลกุลวางชั้นของอนุภาคทรงกลมที่เล็กที่สุด ("ล้อไม่ได้ใช้งาน") สามารถหมุนได้ ตอนนี้ vortices สามารถหมุนไปในทิศทางเดียวและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน

Maxwell เริ่มศึกษาพฤติกรรมของรูปแบบเชิงกลของเขาในกรณีของตัวนำและอิเล็กทริกและมาถึงข้อสรุปว่าปรากฏการณ์ไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้ในสื่อที่ป้องกันไม่ให้เนื้อเรื่องของกระแสไฟฟ้าอยู่ในอิเล็กทริก ปล่อยให้ "ล้อไม่ได้ใช้งาน" ไม่สามารถอยู่ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าเพื่อเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง แต่พวกเขาจะเปลี่ยนจากตำแหน่งของพวกเขาเมื่อใช้และลบสนามไฟฟ้า จำเป็นต้องมีความกล้าหาญทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่โดย Maxwell เพื่อระบุการกระจัดของค่าธรรมเนียมการเรียกเก็บเงินที่เกี่ยวข้อง ท้ายที่สุดปัจจุบันปัจจุบัน - ชดเชยปัจจุบัน - ไม่มีใครไม่ได้ดู หลังจากนั้น Maxwell จะต้องทำตามขั้นตอนต่อไปเพื่อรับรู้ถึงความสามารถในการสร้างสนามแม่เหล็กตัวเองที่อยู่เบื้องหลังปัจจุบันนี้

ดังนั้นแบบจำลองเครื่องจักรกล Maxwell ทำให้เป็นไปได้ที่จะสรุปต่อไปนี้: การเปลี่ยนแปลงในสนามไฟฟ้านำไปสู่การปรากฏตัวของสนามแม่เหล็ก I.e. ไปยังปรากฏการณ์ที่ตรงกันข้าม Faradayevsky เมื่อการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กนำไปสู่การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้า

บทความต่อไป Maxwell ทุ่มเทให้กับไฟฟ้าและแม่เหล็กคือ "บนสายไฟ" ปรากฏการณ์ไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการอธิบายของแข็งเป็นเหล็กอีเธอร์ แม็กซ์เวลล์พบว่าตัวเองในบทบาทของ O. Fresnel บังคับให้ "ประดิษฐ์" เพื่ออธิบายปรากฏการณ์โพลาไรเซชันของ Ether "ออปติคอล" ของแข็งทั้งเหล็กและซึมเข้าไปในอากาศ Maxwell บันทึกความคล้ายคลึงกันของทั้งสองสภาพแวดล้อม: "Lighton" และ "ไฟฟ้า" เขาค่อยๆเข้าใกล้การค้นพบที่ยอดเยี่ยมของเขา "ธรรมชาติเดียว" ของแสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ในบทความถัดไป "ทฤษฎีแบบไดนามิกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า" - Maxwell ใช้คำว่า "สนามแม่เหล็กไฟฟ้า" เป็นครั้งแรก "ทฤษฎีที่ฉันแนะนำอาจเรียกว่าทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพราะมันเกี่ยวข้องกับอวกาศโดยรอบไฟฟ้าหรือแม่เหล็กและยังสามารถเรียกว่าทฤษฎีแบบไดนามิกเพราะมันช่วยให้มีเรื่องในพื้นที่นี้ที่อยู่ในพื้นที่นี้ การเคลื่อนไหวที่มีการผลิตปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้าที่สังเกตได้

เมื่อแม็กซ์เวลล์นำสมการของมันใน "ทฤษฎีแบบไดนามิกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า" หนึ่งในนั้นเห็นได้ชัดว่ายังคงมีการตั้งชื่อตาม Faradays: เอฟเฟกต์แม่เหล็กถูกแจกจ่ายจริงในรูปแบบของคลื่นขวาง Maxwell ไม่ได้สังเกตเห็นว่าควรมีมากขึ้นจากสมการ: พร้อมกับเอฟเฟกต์แม่เหล็กการก่อกวนไฟฟ้าจะถูกกระจายไปทั่วทุกทิศทาง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในความรู้สึกเต็มรูปแบบของคำรวมถึงการก่อกวนไฟฟ้าและแม่เหล็กในเวลาเดียวกันปรากฏที่แม็กซ์เวลล์ในภายหลังแล้วในมิดองหลังในปี 1868 ในบทความ "ในวิธีการเปรียบเทียบโดยตรงของพลังงานไฟฟ้าสถิตด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย คำพูดเกี่ยวกับทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสง "

Midentby Maxwell เสร็จงานหลักของชีวิต - "บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก" ตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 1873 และพิมพ์ซ้ำหลายครั้งต่อไป เนื้อหาของหนังสือเล่มนี้แน่นอนเป็นบทความสำหรับแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นหลัก "บทความ" อย่างเป็นระบบให้พื้นฐานของแคลคูลัสเวกเตอร์ จากนั้นสี่ส่วนจะตามมา: ไฟฟ้าสถิต, ไฟฟ้า, แม่เหล็ก, แม่เหล็กไฟฟ้าแม่เหล็ก

โปรดทราบว่าวิธีการวิจัย Maxwell นั้นแตกต่างกันอย่างมากจากวิธีการของนักวิจัยคนอื่น ๆ ไม่เพียง แต่ค่าทางคณิตศาสตร์ทุกอย่างเท่านั้น แต่มีการดำเนินการทางคณิตศาสตร์แต่ละครั้งมีความหมายทางกายภาพอย่างลึกซึ้ง ในเวลาเดียวกันแต่ละค่าทางกายภาพจะสอดคล้องกับลักษณะทางคณิตศาสตร์ที่ชัดเจน หนึ่งในหัวของ "Treatise" เรียกว่า "สมการหลักของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า" นี่คือสมการหลักของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจากบทความนี้ ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของการคำนวณแบบเวกเตอร์ Maxwell เพียงทำสิ่งที่เคยทำมาด้วยความช่วยเหลือของแบบจำลองเชิงกลมันกลายเป็นสมการสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

พิจารณาความหมายทางกายภาพของสมการ Maxwell สมการแรกแสดงให้เห็นว่าแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็กเป็นปัจจุบันและเปลี่ยนสนามไฟฟ้า ความคาดเดาที่ยอดเยี่ยมของ Maxwell คือการแนะนำแนวคิดใหม่พื้นฐาน - กระแสของการกระจัด - เป็นคำที่แยกต่างหากในพระราชบัญญัติ AMPer ทั่วไป - Maxwell:

ที่ไหน น. - ความแข็งแรงของสนามแม่เหล็กเวกเตอร์; เจ. - เวกเตอร์ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่มีการเพิ่มกระแสการกระจัดใน maxwell; D. - เวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำไฟฟ้า c เป็นแบบถาวร

สมการนี้แสดงการเหนี่ยวนำ Magnetoelectric เปิด Maxwell และขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงมุมมองปัจจุบัน

การจดจำอีกอย่างหนึ่งของแนวคิด Maxwell คือความคิดของ Faraday ของธรรมชาติของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า - การเกิดขึ้นของกระแสไฟเหนี่ยวนำในวงจรจำนวนของสายไฟแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงหรือเนื่องจากการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ของวงจรและแม่เหล็ก หรือเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก แม็กซ์เวลล์บันทึกสมการต่อไปนี้:

ที่ไหน E. - ความแข็งแรงของสนามไฟฟ้าเวกเตอร์; ที่ -

แรงบิดความตึงเครียดสนามแม่เหล็กและตาม: - -

การเปลี่ยนสนามแม่เหล็กในเวลา C คือบางอย่างถาวร

สมการนี้สะท้อนให้เห็นถึงกฎหมายการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์

จำเป็นต้องคำนึงถึงทรัพย์สินที่สำคัญอื่นของเวกเตอร์ไฟฟ้าและแม่เหล็ก E. ทั้ง v. ในขณะที่สายไฟฟ้าเริ่มต้นและสิ้นสุดในค่าใช้จ่ายที่เป็นแหล่งที่มาของฟิลด์สายไฟของสนามแม่เหล็กจะถูกปิดด้วยตัวเอง

ในวิชาคณิตศาสตร์ผู้ประกอบการ "ความแตกต่างของความแตกต่าง) - DIV ใช้เพื่อกำหนดลักษณะของฟิลด์เวกเตอร์ การใช้งานนี้ Maxwell เพิ่มอีกสองเท่าของสมการที่มีอยู่สองรายการ:

โดยที่ p คือความหนาแน่นของค่าไฟฟ้า

สมการที่สามแมกซ์เวลเป็นการแสดงออกถึงการรักษาปริมาณไฟฟ้าที่สี่ - ตัวละคร Vortex ของสนามแม่เหล็ก (หรือไม่มีค่าใช้จ่ายแม่เหล็ก)

เวกเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้าและแม่เหล็กรวมอยู่ในสมการที่พิจารณาแล้วและความตึงเครียดของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเกี่ยวข้องกับอัตราส่วนที่ง่ายและสามารถบันทึกในรูปแบบของสมการต่อไปนี้:

ที่ e คือค่าคงที่อิเล็กทริก P คือการซึมผ่านของแม่เหล็กของสื่อ

นอกจากนี้คุณสามารถเขียนอัตราส่วนอื่นที่ผูกเวกเตอร์ของความตึงเครียด E. และการนำไฟฟ้าเฉพาะ:

เพื่อเป็นตัวแทนของระบบเต็มของสมการ Maxwell จำเป็นต้องบันทึกเงื่อนไขขอบเขตมากขึ้น เงื่อนไขเหล่านี้ควรตอบสนองฟิลด์แม่เหล็กไฟฟ้าที่ขอบของส่วนของทั้งสองสภาพแวดล้อม

ที่ไหน เกี่ยวกับ - ความหนาแน่นของพื้นผิวของประจุไฟฟ้า; ฉันเป็นความหนาแน่นของพื้นผิวของกระแสไฟฟ้ากระแสไฟในอินเทอร์เฟซที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ในกรณีพิเศษเมื่อไม่มีกระแสน้ำพื้นผิวเงื่อนไขสุดท้ายจะเข้าสู่:

ดังนั้น J. Maxwell มาถึงคำจำกัดความของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นประเภทของสสารแสดงออกทั้งหมดในรูปแบบของระบบสมการ โปรดทราบว่า Maxwell ไม่ได้ใช้การกำหนดเวกเตอร์และบันทึกสมการในองค์ประกอบที่ยุ่งยากเพียงพอ รูปแบบที่ทันสมัยของสมการ Maxwell ปรากฏขึ้นประมาณปี 1884 หลังจากผลงานของ O. Heviside และ Gersi

สมการของ Maxwell เป็นหนึ่งในความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของการไม่เพียง แต่ฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังมีอารยธรรมเลย พวกเขารวมลักษณะตรรกะที่เข้มงวดของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติความงามและสัดส่วนซึ่งโดดเด่นด้วยวิทยาศาสตร์และวิทยาศาสตร์ด้านมนุษยธรรม สมการที่มีความแม่นยำสูงสุดที่เป็นไปได้สะท้อนให้เห็นถึงสาระสำคัญของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ศักยภาพของสมการ Maxwell อยู่ไกลจากการหมดแรงบนพื้นฐานของการทำงานใหม่ทั้งหมดจะปรากฏขึ้นคำอธิบายของการค้นพบล่าสุดในสาขาฟิสิกส์ต่าง ๆ - ตั้งแต่ตัวนำยิ่งยวดไปจนถึงดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ระบบสมการ Maxwell เป็นพื้นฐานของฟิสิกส์สมัยใหม่และยังไม่มีข้อเท็จจริงที่มีประสบการณ์ที่จะขัดแย้งกับสมการเหล่านี้ ความรู้เกี่ยวกับสมการ Maxwell อย่างน้อยหน่วยงานทางกายภาพของพวกเขาจำเป็นสำหรับผู้ที่มีการศึกษาใด ๆ ไม่เพียง แต่ฟิสิกส์

สมการ Maxwell เป็นผู้เบิกทางของฟิสิกส์ที่ไม่ใช่คลาสสิกใหม่ แม้ว่าแมกซ์เวลล์เองในความเชื่อมั่นทางวิทยาศาสตร์ของเขาเป็นมนุษย์ "คลาสสิก" ในสมองของกระดูกเขียนโดยสมการที่พวกเขาเป็นของวิทยาศาสตร์อื่นนอกเหนือจากคนที่เป็นที่รู้จักและใกล้ชิดกับนักวิทยาศาสตร์ สิ่งนี้เป็นหลักฐานโดยอย่างน้อยความจริงที่ว่าสมการของ Maxwell นั้นไม่คงที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของ Galilee อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของ Lorentz ซึ่งในทางกลับกันฟิสิกส์ relativistic underlie

บนพื้นฐานของสมการที่ได้รับ Maxwell แก้ไขงานเฉพาะ: กำหนดค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านไฟฟ้าของจำนวนของอิเล็กทริกจำนวนหนึ่งซึ่งคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำตนเองการเหนี่ยวนำร่วมกันของขดลวด ฯลฯ

สมการ Maxwell ทำให้เป็นไปได้ที่จะทำให้ข้อสรุปสำคัญจำนวนมาก อาจเป็นหลักหนึ่ง - การดำรงอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามขวางแพร่กระจายด้วยความเร็วด้วย

maxwell พบว่าหมายเลขที่ไม่รู้จัก c กลายเป็นประมาณทัศนคติของหน่วยแม่เหล็กไฟฟ้าและไฟฟ้าสถิตซึ่งอยู่ห่างประมาณ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที เชื่อมั่นในความเป็นสากลของสมการของเขามันแสดงให้เห็นว่า "แสงเป็นความขุ่นเคืองแม่เหล็กไฟฟ้า" การรับรู้ถึงสุดยอดแม้ว่าจะมีขนาดใหญ่มากความเร็วของการขยายพันธุ์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหินบนหินไม่ได้ออกจากทฤษฎีของผู้สนับสนุนของ "ระยะยาวทันที"

ผลที่สำคัญที่สุดของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสงถูกทำนายโดย Maxwell ความดันแสง เขาจัดการเพื่อคำนวณว่าในกรณีที่มีอยู่ในสภาพอากาศที่ชัดเจนแสงแดดที่ดูดซับโดยเครื่องบินในหนึ่งตารางเมตรให้พลังงาน 123.1 กิโลกรัมต่อวินาที ซึ่งหมายความว่ามันกดบนพื้นผิวนี้ไปสู่การตกด้วยแรง 0.41 มิลลิกรัม ดังนั้นทฤษฎีของ Maxwell จึงแข็งแกร่งขึ้นหรือร่วนขึ้นอยู่กับผลการทดลองที่ยังไม่ได้ดำเนินการ มีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติคล้ายกับแสงหรือไม่? มีแรงดันแสงหรือไม่? หลังจากการตายของ Maxwell, Heinrich Hertz ตอบคำถามแรกในวันที่สอง - ปีเตอร์ Nikolaevich Lebedev

J. K. Maxwell เป็นบุคคลขนาดมหึมาในวิทยาศาสตร์กายภาพและเป็นบุคคล ในความทรงจำของ Maxwell คนจะมีชีวิตอยู่มากพอ ๆ กับมนุษยชาติจะมีอยู่ ชื่อของ Maxwell เป็นอมตะในนามของปล่องภูเขาไฟบนดวงจันทร์ ภูเขาที่สูงที่สุดในวีนัสได้รับการตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ (Maxwell Mountain) พวกเขาเพิ่มขึ้น 11.5 กม. เหนือระดับพื้นผิวกลาง นอกจากนี้ชื่อของเขายังมีกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกซึ่งสามารถทำงานในช่วง Submillimeter (0.3-2 มม.) -tolescale J. K. Maxwell (JCMT) ตั้งอยู่ในหมู่เกาะฮาวาย (USA) บนภูมิประเทศที่สูงของ Maun Kea (4200 เมตร) กระจกกล้องโทรทรรศน์ JCMT ขนาด 15 เมตรทำจากชิ้นส่วนอลูมิเนียม 276 ชิ้นแยกกันแน่นเข้าด้วยกัน กล้องโทรทรรศน์ Maxwell ใช้เพื่อสำรวจระบบสุริยะฝุ่นดวงดาวและก๊าซระหว่างประเทศรวมถึงกาแลคซีที่อยู่ห่างไกล

หลังจาก Maxwell, Electrovernamics แตกต่างกันโดยพื้นฐาน เธอพัฒนาอย่างไร เราทราบทิศทางที่สำคัญที่สุดในการพัฒนา - การยืนยันการทดลองเกี่ยวกับบทบัญญัติหลักของทฤษฎี แต่ทฤษฎีตัวเองยังต้องการการตีความบางอย่าง ในเรื่องนี้จำเป็นต้องจดบันทึกข้อดีของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Nikolai Alekseevich Umova, ใครเป็นหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยมอสโกตั้งแต่ปี 1896 ถึง 1911

Nikolai Alekseevich Umov (1846-1915) - นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียเกิดที่เมือง Simbirsk (ตอนนี้ Ulyanovsk) จบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยมอสโก เขาสอนที่มหาวิทยาลัย Novorossiysk (โอเดสซา) จากนั้นในมอสโกซึ่งตั้งแต่ปี 1896 หลังจากการตายของ A. G. Zoltolov มุ่งหน้าไปที่ภาควิชาฟิสิกส์

งานอุทิศให้กับปัญหาฟิสิกส์ต่าง ๆ หลักฐานหลักคือการสร้างคำสอนเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของพลังงาน (Vector Umov) ซึ่งเขาอธิบายในปี 1874 ในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขา จิตใจของอ่าวนี้มีความรับผิดทางแพ่งสูง ร่วมกับอาจารย์คนอื่น ๆ (V. I. Vernadsky, K. A. Timiryazev,

N. D. Zelinsky, P. N. Lebedev) เขาในปี 1911 ออกจากมหาวิทยาลัยมอสโกในการประท้วงต่อต้านการกระทำของรัฐมนตรีว่าการกระทรวงศึกษาธิการ L. A. Casso

จิตใจเป็นโฆษณาชวนเชื่อของวิทยาศาสตร์ความนิยมของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์นักฟิสิกส์เป็นคนแรกที่พวกเขาเข้าใจถึงความจำเป็นในการศึกษาอย่างจริงจังและมีจุดมุ่งหมายเกี่ยวกับเทคนิคการสอนของฟิสิกส์ นักวิทยาศาสตร์คนโตของผู้สูงอายุส่วนใหญ่เป็นนักเรียนและผู้ติดตามของเขา

ข้อดีหลักของ Umova - การพัฒนาแบบฝึกหัดการเคลื่อนไหวพลังงาน ในปี 1874 เขาได้รับการแสดงออกทั่วไปสำหรับเวกเตอร์ความหนาแน่นของพลังงานฟลักซ์ที่เกี่ยวข้องกับสื่อยืดหยุ่นและของเหลวหนืด (เวกเตอร์ Umika) หลังจาก 11 ปีนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ จอห์นเฮนรี่ชี้ (1852-1914) ทำเช่นเดียวกันกับกระแสไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นในทฤษฎีของแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปรากฏ เวกเตอร์ umova - ชี้

ชี้เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ยอมรับทฤษฎีของ Maxwell ทันที เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่านักวิทยาศาสตร์ดังกล่าวมีจำนวนมากพอ Maxwell เข้าใจตัวเอง ทฤษฎี Maxwell ไม่เข้าใจทันทีแม้ในห้องปฏิบัติการคาเวนดิชที่เขาสร้างขึ้น อย่างไรก็ตามด้วยการถือกำเนิดของทฤษฎีของแม่เหล็กไฟฟ้าความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติเพิ่มขึ้นสู่ระดับที่แตกต่างกันอย่างมีคุณภาพซึ่งเนื่องจากมันเกิดขึ้นเสมอคือการลบเราจากแนวคิดที่ตระการตาโดยตรง นี่เป็นกระบวนการแสดงความคิดเห็นปกติที่มาพร้อมกับการพัฒนาฟิสิกส์ทั้งหมด ประวัติความเป็นมาของฟิสิกส์ให้ตัวอย่างที่คล้ายกันมากมาย พอเพียงเพื่อเรียกคืนบทบัญญัติของกลศาสตร์ควอนตัมทฤษฎีพิเศษของสัมพัทธภาพทฤษฎีที่ทันสมัยอื่น ๆ ดังนั้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในระหว่าง Maxwell แทบจะไม่สามารถทำความเข้าใจกับผู้คนรวมถึงสื่อทางวิทยาศาสตร์และยิ่งไม่สามารถรับรู้ทางประสาทสัมผัสได้มากขึ้น อย่างไรก็ตามหลังจากการทดลองงาน Hertz เกิดความคิดเกี่ยวกับการสร้างการสื่อสารไร้สายด้วยความช่วยเหลือของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสิ้นสุดลงด้วยการประดิษฐ์วิทยุ ดังนั้นการเกิดขึ้นและการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารทางวิทยุจึงเปลี่ยนฟิลด์แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นแนวคิดที่เป็นที่รู้จักและเป็นนิสัย

บทบาทสำคัญในชัยชนะของทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า Maxwell เล่นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Heinrich Rudolf Hertz ความสนใจของเฮิร์ตซ์ในอิเล็กทรอธศาสตร์ถูกกระตุ้นโดย G. L. Helmholtz ซึ่งพิจารณาว่าจำเป็นต้อง "สั่งซื้อ" สาขาฟิสิกส์นี้แนะนำว่า Herters ทำงานในกระบวนการในวงจรไฟฟ้าที่ปลดล็อค ในตอนแรก Hertz ละทิ้งหัวข้อ แต่จากนั้นทำงานใน Carlsruhe ค้นพบอุปกรณ์ที่นั่นซึ่งสามารถใช้สำหรับการศึกษาดังกล่าว นี่เป็นครั้งแรกที่เขาเลือกโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเฮิร์ตซ์ตัวเองรู้ว่าทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ได้รับการเตรียมพร้อมอย่างเต็มที่สำหรับการวิจัยดังกล่าว

Henry Rudolf Hertz (1857-1894) - นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันเกิดในปี 1857 ในฮัมบูร์กในครอบครัวของทนายความ เขาศึกษาที่มหาวิทยาลัยมิวนิคจากนั้นในกรุงเบอร์ลินในเฮลม์โฮล์ท ตั้งแต่ปี 1885 Hertz ทำงานในโรงเรียนเทคนิคที่สูงขึ้นใน Karlsruhe ซึ่งการวิจัยของเขาเริ่มจากการค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พวกเขายังคงดำเนินต่อไปในปี 1890 ใน Bonn ที่เฮิร์ตซ์ย้ายแทนที่เป็นศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ทดลอง R. Clausius ที่นี่เขายังคงมีส่วนร่วมในอิเล็กทรอนิคส์ แต่ค่อยๆผลประโยชน์ของเขาถูกขยับไปยังกลศาสตร์ เฮิร์ตซ์เสียชีวิตเมื่อวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2437 ในสมัยรุ่งเรืองของพรสวรรค์อายุ 36 ปี

โดยการเริ่มต้นของผลงานการแกว่งไฟฟ้า Hertz ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดแล้ว William Thomson (Lord Kelvin) ได้รับการแสดงออกซึ่งปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันในแต่ละนักเรียน:

ที่ไหน ต. - ระยะเวลาของการแกว่งไฟฟ้า แต่ - เหนี่ยวนำที่ทอมสันเรียกว่า "กำลังการผลิตไฟฟ้า" ของตัวนำ; c - ความจุของตัวเก็บประจุ สูตรได้รับการยืนยันในการทดลอง Berenda Wilhelm Feddersen(2375-2461) ผู้ที่ศึกษาการแกว่งของการปล่อยประกายของธนาคาร Leiden

บทความ "ในความผันผวนของไฟฟ้าที่รวดเร็วมาก" (1887) เฮิร์ตซ์นำคำอธิบายของการทดลองของพวกเขา สาระสำคัญของพวกเขาอธิบายรูปที่ 10.4 ในรูปแบบสุดท้ายที่ใช้โดย HERZ วงจรสั่นเป็นสองคอนดิชั่นเนอร์ของ SIS "ตั้งอยู่ที่ระยะทางประมาณ 3 เมตรจากกันและกันและลวดทองแดงที่เชื่อมต่อในกลางซึ่งมีการปล่อย ที่ ขดลวดเหนี่ยวนำ ผู้รับเป็นรูปร่าง acdb มีขนาด 80 x 120 ซม. พร้อมช่องว่าง Spark เอ็ม ในหนึ่งในสั้น ๆ การตรวจจับถูกกำหนดโดยการปรากฏตัวของประกายไฟที่อ่อนแอใน Arrester เอ็ม ตัวนำที่มีการทดลองโดย Hertz ในภาษาสมัยใหม่เสาอากาศที่มีเครื่องตรวจจับ ตอนนี้พวกเขาสวมใส่ชื่อ เครื่องสั่น และ resonator Hertz

รูปที่. 10.4

สาระสำคัญของผลลัพธ์ที่ได้คือประกายไฟฟ้าใน Arrester ที่ ทำให้เกิดประกายไฟใน arrester เอ็มในตอนแรก Hertz อธิบายการทดลองไม่ได้พูดถึงคลื่นแมกซ์เวลล์ เขาพูดเฉพาะเกี่ยวกับ "การปฏิสัมพันธ์ของตัวนำ" และพยายามหาคำอธิบายในทฤษฎีระยะยาว การทดลองการทดลองเฮิร์ตซ์พบว่าในระยะทางต่ำลักษณะของการกระจายของ "พลังงานไฟฟ้า" คล้ายกับสนามของไดโพลแล้วมันจะลดลงช้าลงและมีการพึ่งพามุม ตอนนี้เราจะบอกว่าผู้สร้างมีรูปแบบการปฐมนิเทศ anisotropic แน่นอนว่านี่ตรงกันข้ามกับทฤษฎีระยะยาวอย่างรุนแรง

หลังจากวิเคราะห์ผลการทดลองและดำเนินการศึกษาเชิงทฤษฎีของตนเอง Hertz ใช้ทฤษฎี Maxwell มันมาถึงข้อสรุปเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายความเร็วสุดท้าย ตอนนี้สมการ Maxwell ไม่ได้เป็นระบบคณิตศาสตร์ที่เป็นนามธรรมอีกต่อไปและควรนำไปสู่สายพันธุ์นี้เพื่อให้พวกเขาใช้งานได้สะดวก

เฮิร์ตซ์ได้รับทฤษฎีที่คาดการณ์การทดลองของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า Maxwell และไม่สำคัญน้อยกว่าพิสูจน์ตัวตนของพวกเขาด้วยแสง ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องพิสูจน์ว่าด้วยความช่วยเหลือของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามันเป็นไปได้ที่จะสังเกตเห็นผลกระทบที่รู้จักกันดีของเลนส์: การหักเหและการสะท้อนขั้ว ฯลฯ เฮิร์ตซ์ปฏิบัติตามการศึกษาเหล่านี้ที่เรียกร้องทักษะการทดลองของ Virtuoso: เขาทำการทดลองในการแพร่กระจายการสะท้อนแสงการหักเหของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปิดให้พวกเขา เขาสร้างกระจกสำหรับการทดลองกับคลื่นเหล่านี้ (Hertz Mirrors), Prism ยางมะตอย ฯลฯ กระจก Hertz แสดงในรูปที่ 10.5 การทดลองแสดงให้เห็นถึงเอกลักษณ์ที่สมบูรณ์ของผลกระทบที่สังเกตได้กับผู้ที่เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับคลื่นแสง

รูปที่. 10.5

ในปี 1887 ในการทำงาน "ในอิทธิพลของแสงอัลตราไวโอเลตในการปล่อยไฟฟ้า" Hertz อธิบายปรากฏการณ์ที่เริ่มเรียก photoEffect ภายนอก มันค้นพบว่าเมื่อฉายรังสีด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต, ขั้วไฟฟ้าแรงสูง, การปล่อยที่เกิดขึ้นในระยะไกลระหว่างขั้วไฟฟ้ามากกว่าการฉายรังสี

ผลกระทบนี้จากนั้นวิจัยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียที่วิจัยได้อย่างครอบคลุม Alexander Grigorievich Tsoletov (1839-1896).

ในปี 1889 ที่สภาคองเกรสของนักธรรมชาติวิทยาและแพทย์ชาวเยอรมัน Hertz อ่านรายงานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างแสงและไฟฟ้าซึ่งแสดงความคิดเห็นของเขาเกี่ยวกับความสำคัญอย่างมากของทฤษฎีของ Maxwell ตอนนี้ได้รับการยืนยันจากการทดลอง

การทดลองของ Hertz ผลิต Furor ในโลกวิทยาศาสตร์ พวกเขาซ้ำหลายครั้งและหลากหลาย หนึ่งในผู้ที่ทำมัน Peter Nikolaevich Lebedev เขาได้รับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั้นที่สุดในเวลานั้นและในปี 1895 เขาได้ทำการทดลองกับพวกเขาบน Bempraine สองครั้ง ในงานของเขา Lebedev ใส่งานของการลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในความยาวคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ในท้ายที่สุดจะป่วยด้วยคลื่นอินฟราเรดยาว Lebedev เองไม่สามารถทำได้ แต่สิ่งนี้ดำเนินการในยุค 20 ของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียในศตวรรษที่ 20 Alexandra Andreevna Glagolev-Arkadyev (1884-1945) และ Maria Afanasyevna Levitskaya (1883-1963).

Peter Nikolaevich Lebedev (ค.ศ. 1866-1912) - นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียเกิดในปี 2409 ในมอสโกจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยสตราสบูร์กและเริ่มทำงานที่มหาวิทยาลัยมอสโกในปี 1891 Lebedev ยังคงอยู่ในประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์ในฐานะผู้ทดลอง - Virtuoso ผู้เขียนงานวิจัยที่ดำเนินการโดยเจียมเนื้อเจียมตัวหมายถึงความสามารถทางเทคนิคในเวลานั้นเช่นเดียวกับผู้ก่อตั้งโรงเรียนวิทยาศาสตร์ที่ยอมรับได้ทั่วไปในมอสโกจากที่มีชื่อเสียง นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย PP Lazarev, Si Vavilov มาจาก A. R. Collie ฯลฯ

Lebedev เสียชีวิตในปี 1912 หลังจากนั้นเขาพร้อมกับอาจารย์คนอื่น ๆ ออกจากมหาวิทยาลัยมอสโกในการประท้วงต่อต้านการกระทำของรัฐมนตรีว่าการกระทรวงศึกษาธิการ L. A. Casso

อย่างไรก็ตามข้อดีหลักของ Lebedev ต่อหน้าฟิสิกส์คือเขาทำการทดลองวัดทฤษฎีการทฤษฎีของแรงดันแสง Maxwell การศึกษาผลกระทบนี้ของ Lebedev ทุ่มเทชีวิตทั้งหมดของเขา: ในปี 1899 ได้รับการทดสอบซึ่งพิสูจน์แล้วว่ามีแรงกดดันจากแสงสว่างบนของแข็ง (รูปที่ 10.6) และในปี 1907 - ในกาซา การทำงานของ Lebedev กับความดันแสงกลายเป็นคลาสสิกพวกเขาเป็นหนึ่งในจุดยอดของการทดลองของการสิ้นสุดของ XIX - ต้นศตวรรษที่ XX

การทดลองของ Lebedev เกี่ยวกับแรงดันแสงทำให้เขามีความรุ่งโรจน์ของโลก ในโอกาสนี้ W. Thomson กล่าวว่า "ฉันต่อสู้กับชีวิตของฉันทั้งหมดด้วย Maxwell โดยไม่รับรู้การเคลื่อนไหวของเขา แต่ ... Lebedev ทำให้ฉันยอมแพ้ต่อหน้าการทดลองของเขา"

รูปที่. 10.6

การทดลองของ Hertz และ Lebedev ได้อนุมัติลำดับความสำคัญของทฤษฎีของ Maxwell สำหรับการปฏิบัติ I.e. การใช้งานจริงของกฎหมายแม่เหล็กไฟฟ้าจากนั้นจากจุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ XX มนุษยชาติได้อาศัยอยู่ในโลกที่ไฟฟ้าได้กลายเป็นบทบาทอย่างมาก สิ่งนี้อำนวยความสะดวกได้โดยกิจกรรมการประดิษฐ์ที่ทันสมัยในการประยุกต์ใช้นักฟิสิกส์เปิดปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็ก สังเกตบางส่วนของสิ่งประดิษฐ์เหล่านี้

หนึ่งในการใช้งานครั้งแรกของแม่เหล็กไฟฟ้าที่พบในเทคนิคการสื่อสาร Telegraph มีอยู่ตั้งแต่ปี 1831 ในปี 1876 นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันนักประดิษฐ์และผู้ประกอบการ อเล็กซานเดอร์ระฆัง (1847-1922) คิดค้นโทรศัพท์ซึ่งได้รับการปรับปรุงโดยนักประดิษฐ์ชาวอเมริกันที่มีชื่อเสียง โทมัสอัลวาเอดิสัน (1847-1931).

ในปี 1892 นักฟิสิกส์ภาษาอังกฤษ William Cruks (1832-1912) กำหนดหลักการของการสื่อสารทางวิทยุ นักฟิสิกส์รัสเซีย Alexander Stepanovich Popov (1859-1906) และนักวิทยาศาสตร์อิตาลี gullymo marconi (1874-1937) ในความเป็นจริงพร้อมกันนำไปใช้งานในทางปฏิบัติ มักจะเป็นคำถามของลำดับความสำคัญของการประดิษฐ์นี้เกิดขึ้น Popov ก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นโดยเขา แต่ไม่ได้จดสิทธิบัตรเขาเนื่องจาก Marconi ทำ หลังและกำหนดประเพณีดั้งเดิมเพื่อพิจารณา Marconi "พ่อ" วิทยุทางตะวันตก สิ่งนี้ได้รับการอำนวยความสะดวกจากรางวัลโนเบลที่ได้รับรางวัลในปี 1909 Popov เห็นได้ชัดว่าจะเป็นหนึ่งในผู้ทื่อตัญญู แต่เขายังมีชีวิตอยู่อยู่แล้วในเวลานั้นและรางวัลโนเบลได้รับรางวัลจากนักวิทยาศาสตร์ที่มีสุขภาพดีเท่านั้น อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์วิทยุจะได้รับการบอกกล่าวในส่วนที่ VI ของหนังสือเล่มนี้

ปรากฏการณ์ไฟฟ้าพยายามใช้เพื่อให้แสงสว่างในศตวรรษที่ XVIII (Voltova Arc) ในอนาคตอุปกรณ์นี้ได้รับการปรับปรุง Pavlom Nikolayevich Yablochkov(1847-1894) ซึ่งในปี 1876 คิดค้นแหล่งกำเนิดแสงไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานจริง (เทียนของแอปเปิ้ล). อย่างไรก็ตามเธอไม่พบการใช้งานอย่างกว้างขวางก่อนอื่นเพราะในปี 1879 T. Edison ได้สร้างหลอดไส้การออกแบบที่ค่อนข้างทนทานและสะดวกสำหรับการผลิตอุตสาหกรรม โปรดทราบว่าหลอดไส้ถูกคิดค้นในปี 1872 โดยวิศวกรรมไฟฟ้าของรัสเซีย Alexander Nikolayevich Lodygina (1847- 1923).

คำถามทดสอบ

• 1. การศึกษาอะไรที่ Maxwell ทำงานในวิทยาลัย Marisal? Maxwell มีบทบาทอะไรในการพัฒนาคำสอนเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก?
• 2. ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชถูกจัดระเบียบเมื่อใด ใครเป็นผู้กำกับคนแรกของเธอ?
• 3. กฎหมายอะไรที่ไม่ได้จัดการเพื่ออธิบายด้วยความช่วยเหลือของการเปรียบเทียบแบบไฮดรอลิกไฟฟ้า?
• 4. ด้วยโมเดล Maxwell ที่ได้ข้อสรุปเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันและปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำ Magnetoelectric?
• 5. ในบทความอะไร Maxwell ใช้คำว่า "สนามแม่เหล็กไฟฟ้า" เป็นครั้งแรก?
• 6. ระบบสมการที่ถูกบันทึกโดย Maxwell บันทึกเป็นอย่างไร
• 7. เหตุใดสมการ Maxwell จึงถือเป็นหนึ่งในความสำเร็จของความสำเร็จของอารยธรรมมนุษย์?
• 8. ข้อสรุปอะไรที่ Maxwell จากทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า?
• 9. กระแสไฟฟ้าพัฒนาอย่างไรหลังจาก Maxwell?
• 10. เฮิร์ตซ์สรุปได้อย่างไรเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า?
• 11. ข้อดีหลักของ Lebedev ต่อหน้าฟิสิกส์คืออะไร?
• 12. ทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในเทคนิคอย่างไร

งานสำหรับงานอิสระ

• 1. J. K. Maxwell ชีวประวัติและความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ในอิเล็กโทรพลศาสตร์และสาขาฟิสิกส์อื่น ๆ
• 2. รากฐานเชิงประจักษ์และเชิงทฤษฎีของทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell
• 3. ประวัติการสร้างสมการ Maxwell
• 4. สาระสำคัญทางกายภาพของสมการ Maxwell
• 5. J. K. Maxwell - ผู้อำนวยการคนแรกของห้องปฏิบัติการคาเวนดิช
• 6. ปัจจุบันมีการบันทึกระบบสมการ Maxwell อย่างไร: A) ในรูปแบบอินทิกรัล b) ในรูปแบบที่แตกต่าง?
• 7. G. herz. ความสำเร็จชีวประวัติและวิทยาศาสตร์
• 8. ประวัติความเป็นมาของการตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการระบุตัวตนของพวกเขาด้วยแสง
• 9. การทดลอง P. N. Lebedev เพื่อตรวจจับแรงดันแสง: โครงการงานความยากลำบากและความหมาย
• 10. ใช้งานได้ A. Glagolevoy-Arkadyeva และ M. A. Levitskaya เพื่อสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสั้น ๆ
• 11. ประวัติความเป็นมาของการเปิดและการศึกษาของผลภาพถ่าย
• 12. การพัฒนาทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ทำงาน J. G. Painoving, N. A. Umova, O. Heviside
• 13. โทรเลขไฟฟ้าที่คิดค้นและปรับปรุงและปรับปรุงอย่างไร
• 14. ขั้นตอนทางประวัติศาสตร์ของการพัฒนาวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ
• 15. ประวัติความเป็นมาของการสร้างอุปกรณ์แสงสว่าง

• 1. Kudryavtsev, P. S. หลักสูตรของประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ - 2nd ed. - m.: การตรัสรู้, 1982
• 2. Kudryavtsev, P. S. ประวัติฟิสิกส์: ใน 3 ตัน - ม.: ตรัสรู้ 2499-2414
• 3. Spassky, B. I. ประวัติฟิสิกส์: ใน 2 ตัน - ม.: โรงเรียนมัธยมปลายปี 1977
• 4. Dorfman, Ya. G. ประวัติโลกของฟิสิกส์: 2 ตัน - ม.: วิทยาศาสตร์, 1974-1979
• 5. Golin นาย ความคลาสสิคของวิทยาศาสตร์กายภาพ (ตั้งแต่สมัยโบราณก่อนจุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ XX) / M. Golin, S. R. Filonovich - ม.: โรงเรียนมัธยมปลายปี 1989
• 6. Khramov, Yu. A. ฟิสิกส์: สมุดอ้างอิงชีวประวัติ - M.: วิทยาศาสตร์, 1983
• 7. Virginsky, V. S. เรียงความของประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในปี 1870-1917 / V. S. Virginsky, V. F. Hotenkov - ม.: การศึกษา 2531
• 8. Viktovski, N. ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ที่ซาบซึ้ง - M.: Hummingbird, 2007
• 9. Maxwell, J. K ผลงานที่เลือกในทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า - ม.: เอตตส์ 2495
• 10. Kuznetsova, O. V. Maxwell และการพัฒนาฟิสิกส์ของศตวรรษที่ XIX-XX: SAT บทความ / วัน เอ็ด L. S. Polak - m.: วิทยาศาสตร์, 1985
• 11. Maxwell, J. K บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก: ใน 2 ตัน. - M.: วิทยาศาสตร์, 1989
• 12. KARTSEV, V. P. maxwell - ม.: Young Guard, 1974
• 13. Niven, W. ชีวิตและกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของ J. K. Maxwell: เรียงความสั้น ๆ (1890) // J. K. Maxwell สสารและการเคลื่อนไหว - ม.: Izhevsk: RHD, 2001
• 14. Harman, R. M. ปรัชญาธรรมชาติของ James Clerk Maxwell - เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัย 2544
• 15. Bolotovsky, B. M Oliver Heviside - m.: วิทยาศาสตร์, 1985
• 16. Gorokhov, V. G. การก่อตัวของทฤษฎี Radiotechnical: จากทฤษฎีเพื่อฝึกฝนตัวอย่างของผลกระทบทางเทคนิคจากการเปิดตัวของเมือง Hertz // เวียดนาม - 2549 - № 2
• 17. หนังสือซีรีส์ "ZHZL": "คนวิทยาศาสตร์", "ผู้สร้างวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี"

ตอนนี้เกือบทุกคนรู้ว่าสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กจะเชื่อมต่อกันโดยตรงกับแต่ละอื่น ๆ มีแม้กระทั่งส่วนพิเศษของฟิสิกส์ศึกษาปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้า แต่ในศตวรรษที่ 19 ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ไม่ได้ทำสูตรทุกอย่างแตกต่างอย่างสิ้นเชิง เป็นที่เชื่อกันตัวอย่างเช่นฟิลด์ไฟฟ้ามีอยู่ในอนุภาคและร่างกายที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กเท่านั้น - พื้นที่วิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง

ในปี 1864 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษที่มีชื่อเสียง D. K. Maxwell แสดงถึงความสัมพันธ์โดยตรงของปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็ก การค้นพบเรียกว่า "ทฤษฎีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell" เนื่องจากเธอเป็นไปได้ที่จะแก้ปัญหาที่ไม่ละลายน้ำจากมุมมองของกระแสไฟฟ้าของเวลาคำถาม

การค้นพบโปรไฟล์สูงส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของนักวิจัยก่อนหน้านี้เสมอ ทฤษฎีของ Maxwell ไม่มีข้อยกเว้น คุณสมบัติที่โดดเด่นคือ Maxwell ขยายผลลัพธ์ที่ได้รับจากรุ่นก่อน ตัวอย่างเช่นมันระบุว่าไม่เพียง แต่สามารถใช้รูปร่างที่ปิดจากวัสดุนำไฟฟ้าได้ แต่ประกอบด้วยวัสดุใด ๆ ในกรณีนี้รูปร่างเป็นตัวบ่งชี้ของสนามไฟฟ้า Vortex ซึ่งมีผลต่อโลหะเท่านั้น ด้วยมุมมองดังกล่าวเมื่ออยู่ในเขตข้อมูลของวัสดุไดอิเล็กทริกมันถูกต้องมากขึ้นในการพูดคุยเกี่ยวกับกระแสของโพลาไรซ์ พวกเขายังสร้างงานที่ประกอบด้วยการให้ความร้อนกับวัสดุในอุณหภูมิที่แน่นอน

ความสงสัยแรกของการเชื่อมต่อคือไฟฟ้าและปรากฏในปี 1819 H. Earsted ตั้งข้อสังเกตว่าหากใกล้ตัวนำที่มีกระแสไฟเข็มทิศทิศทางของลูกศรเบี่ยงเบนจาก

ในปี 1824 A. แอมแปร์ได้กำหนดกฎหมายของการมีปฏิสัมพันธ์ของตัวนำต่อมาเรียกว่า "กฎหมายแอมป์"

และในที่สุดในปี 1831 Faradays บันทึกการปรากฏตัวของกระแสไฟฟ้าในวงจรในสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนไป

ทฤษฎีของ Maxwell ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาหลักของ electrodynamics: ด้วยการกระจายเชิงพื้นที่ที่มีชื่อเสียงของค่าใช้จ่ายไฟฟ้า (กระแส) ลักษณะบางอย่างของฟิลด์แม่เหล็กและไฟฟ้าที่สร้างขึ้นสามารถกำหนดได้ ทฤษฎีนี้ไม่ได้พิจารณากลไกตัวเองที่เกิดขึ้นกับการเกิดขึ้นของปรากฏการณ์

ทฤษฎีของ Maxwell ได้รับการออกแบบมาสำหรับค่าใช้จ่ายในระยะใกล้เนื่องจากระบบสมการถือว่าเกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงสื่อ คุณสมบัติที่สำคัญของทฤษฎีคือความจริงที่ว่าฟิลด์นั้นได้รับการพิจารณาบนพื้นฐานของมันซึ่ง:

ถูกสร้างขึ้นโดยกระแสที่ค่อนข้างใหญ่และค่าใช้จ่ายที่กระจายในปริมาณมาก (สูงกว่าขนาดของอะตอมหรือโมเลกุล);

ตัวแปรสนามแม่เหล็กและไฟฟ้าเปลี่ยนเร็วกว่าระยะเวลาของกระบวนการภายในโมเลกุล

ระยะห่างระหว่างจุดที่คำนวณของพื้นที่และแหล่งที่มาของฟิลด์เกินขนาดของอะตอม (โมเลกุล)

ทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่าทฤษฎีของ Maxwell ใช้กับปรากฏการณ์ของ Macromir เป็นหลัก ฟิสิกส์สมัยใหม่กระบวนการมากขึ้นอธิบายจากมุมมองของทฤษฎีควอนตัม ในสูตร Maxwell อาการควอนตัมไม่ได้นำมาพิจารณา อย่างไรก็ตามการใช้ระบบสมการของ Maxwellian ช่วยให้คุณสามารถแก้ปัญหางานที่แน่นอนได้สำเร็จ ที่น่าสนใจเนื่องจากความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าและค่าใช้จ่ายถูกนำมาพิจารณาจากนั้นในทางทฤษฎีการดำรงอยู่ของพวกเขา แต่ธรรมชาติแม่เหล็ก ในปี 1831 เขาชี้ให้เห็น Dirak แสดงให้เห็นถึงพวกเขาด้วย monopulas แม่เหล็ก โดยทั่วไปแล้ว Postulate หลักของทฤษฎีมีดังนี้:

สนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยสนามไฟฟ้าสลับ

สนามแม่เหล็กตัวแปรสร้างสนามไฟฟ้าของ Vortex Nature

พื้นฐานของทฤษฎี Maxwell สำหรับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

§ 137. สนามไฟฟ้า Vortex

จากกฎหมายของฟาราเดย์ (ดู (123.2))

ξ = d.f /dt. ตามนั้น ทุกคนการเปลี่ยนแปลง

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กยกขึ้นด้วยวงจรของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กนำไปสู่การเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำและกระแสไฟเหนี่ยวนำปรากฏขึ้นเป็นผลให้ ดังนั้นการเกิดขึ้นของเอ้อ D.S. การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นไปได้ในวงจรคงที่ซึ่งอยู่ในสนามแม่เหล็กตัวแปร อย่างไรก็ตาม ER D.S. ในห่วงโซ่ใด ๆ เกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีกองกำลังบุคคลที่สามอยู่ในผู้ให้บริการปัจจุบัน - กองกำลังของแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่ไฟฟ้าสถิต (ดู§ 97) ดังนั้นคำถามของธรรมชาติของกองกำลังบุคคลที่สามในกรณีนี้เกิดขึ้น

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่ากองกำลังบุคคลที่สามเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางความร้อนหรือสารเคมีในวงจร การปรากฏตัวของพวกเขายังสามารถอธิบายได้โดย Lorentz โดยกองกำลังเนื่องจากพวกเขาไม่ได้ดำเนินการเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายคงที่ แม็กซ์เวลล์แสดงสมมติฐานที่สนามแม่เหล็กตัวแปรใด ๆ ตื่นเต้นกับสนามไฟฟ้าในพื้นที่โดยรอบซึ่ง

และเป็นสาเหตุของการเหนี่ยวนำในวงจร ตามความคิดของ Maxwell รูปร่างที่เอ๊ะปรากฏขึ้น D.S. มีบทบาทเล็ก ๆ น้อย ๆ เป็นเพียง "อุปกรณ์" ที่ตรวจพบฟิลด์นี้

ดังนั้นตามที่ Maxwell เปลี่ยนแปลงในเวลาสนามแม่เหล็กสร้างสนามไฟฟ้า E.B.การไหลเวียนของซอฟต์แวร์ (123.3)

https://pandia.ru/text/80/088/images/image002_18.jpg "width \u003d" 102 "ความสูง \u003d" 48 "\u003e (ดู (120.2)) เราได้รับ

ความแตกต่าง "href \u003d" / ข้อความ / หมวดหมู่ / differentciya / "rel \u003d" bookmark "\u003e ความแตกต่างและการรวมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในสถานที่ดังนั้น

https://pandia.ru/text/80/088/images/image005_5.jpg "width \u003d" 58 "ความสูง \u003d" 48 SRC \u003d "\u003e คือ

ฟังก์ชั่นตรงเวลาเท่านั้น

ตาม (83.3) การไหลเวียนของเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้าสถิต (เราแสดงให้เห็น e.q) วงจรปิดใด ๆ เป็นศูนย์:

ลมบ้าหมู "href \u003d" / ข้อความ / หมวดหมู่ / vihrmz / "rel \u003d" bookmark "\u003e vortex

§ 138. เปลี่ยนกระแส

ตามที่ Maxwell หากสนามแม่เหล็กตัวแปรใด ๆ ตื่นเต้นกับสนามไฟฟ้า Vortex ในพื้นที่โดยรอบจากนั้นปรากฏการณ์ที่ตรงกันข้ามควรมีอยู่: การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสนามไฟฟ้าควรทำให้ปรากฏในพื้นที่โดยรอบของสนามแม่เหล็ก Vortex ในการสร้างความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนไปและ Maxwell ที่เกิดจากสนามแม่เหล็กที่เกิดจากมันที่เรียกว่า เปลี่ยนกระแส

พิจารณาวงจรกระแสสลับที่มีตัวเก็บประจุ (รูปที่ 196) มีสนามไฟฟ้าสลับระหว่างจานของตัวเก็บประจุที่ชาร์จและปล่อยออกมาดังนั้นตามที่ Maxwell ผ่านคอนเดนเซอร์

https://pandia.ru/text/80/088/images/image008_3.jpg "width \u003d" 308 "ความสูง \u003d" 135 src \u003d "\u003e

(ความหนาแน่นพื้นผิว S บนจานเท่ากับการกำจัดไฟฟ้า D. ในคอนเดนเซอร์ (ดู (92.1)) Integrand ใน (138.1) สามารถดูเป็นกรณีพิเศษของผลิตภัณฑ์สเกลาร์ ( d.D./d.t) D. S.เมื่อไหร่ d.D./d.t และ D S. ขนานกัน ดังนั้นสำหรับกรณีทั่วไปสามารถบันทึกได้

เปรียบเทียบนิพจน์นี้ด้วย ผม.=ผม.cm \u003d https: //pandia.ru/text/80 /088/images/image011_2.jpg "width \u003d" 241 "สูง \u003d" 39 src \u003d "\u003e

การแสดงออก (138.2) และเรียกว่า Maxwell ความหนาแน่นของการกระจัด

พิจารณาสิ่งที่ทิศทางของเวกเตอร์ความหนาแน่นของการนำไฟฟ้าและชดเชย เจ. และ เจ.ดูเมื่อชาร์จตัวเก็บประจุ (รูปที่ 197, a) ผ่านตัวนำที่เชื่อมต่อกับการชุบกระแสไฟฟ้าจากชั้นขวาไปทางซ้าย สนามในคอนเดนเซอร์ได้รับการปรับปรุงเวกเตอร์ D จะเติบโตตามเวลา

ดังนั้น d.D./d.t\u003e 0, i.e. เวกเตอร์ d.D./d.ต.

สูญญากาศ "href \u003d" / / text / category / vakuum / rel \u003d "bookmark"\u003e สูญญากาศหรือสาร) สร้างสนามแม่เหล็กในพื้นที่โดยรอบ (เส้นเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กของกระแสการเคลื่อนที่ในระหว่างการชาร์จและการปล่อยประจุของตัวเก็บประจุ แสดงในรูปที่ 197 เส้นประ)

ในกระแสการเปลี่ยนไดอิเล็กทริกประกอบด้วยสองคำศัพท์ ตั้งแต่อ้างอิงถึง (89.2) D.\u003d E0 อี.+พี.ที่ไหน E. - ความตึงเครียดของสนามไฟฟ้าสถิตและ r - ขั้ว (ดู§ 88) จากนั้นความหนาแน่นของกระแสชดเชย

https://pandia.ru/text/80/088/images/image014_0.jpg "width \u003d" 82 "ความสูง \u003d" 48 "\u003e ผ่านพื้นผิว S., เหยียดบนเค้าโครงปิด L.. จากนั้น ทฤษฎีบทการไหลเวียนของเวกเตอร์ทั่วไปผิดในแบบฟอร์ม

https://pandia.ru/text/80/088/images/image016_0.jpg "width \u003d" 186 "ความสูง \u003d" 59 SRC \u003d "\u003e

สมการนี้แสดงให้เห็นว่าแหล่งที่มาของสนามไฟฟ้าไม่เพียง แต่มีค่าใช้จ่ายทางไฟฟ้า แต่ยังเปลี่ยนไปในสนามแม่เหล็กในเวลา

2. ทฤษฎีบทการไหลเวียนของเวกเตอร์ทั่วไป น. (ดู (138.4)):

https://pandia.ru/text/80/088/images/image018_0.jpg "width \u003d" 246 "สูง \u003d" 50 src \u003d "\u003e

หากมีการกระจายประจุภายในพื้นผิวปิดอย่างต่อเนื่องด้วยความหนาแน่นจำนวนมาก R จากนั้นมีการบันทึกสูตร (139.1) เป็น

https://pandia.ru/text/80/088/images/image020_1.jpg "width \u003d" 117 "สูง \u003d" 50 src \u003d "\u003e

ดังนั้น, ระบบสมการ Maxwell ที่สมบูรณ์ในรูปแบบอินทิกรัล:

ค่าที่รวมอยู่ในสมการ Maxwell ไม่ได้เป็นอิสระและระหว่างพวกเขามีอยู่ต่อไปนี้การเชื่อมต่อต่อไปนี้ (ISOTOPIC Non-Ferroelectric และ Non-Ferromagnetic สภาพแวดล้อม):

D.\u003d e0e อี.,

ใน \u003d.m0m n,

เจ.\u003d G. อี.,

ที่ E0 และ M0 เป็นค่าคงที่ทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก, E และ M, ตามลำดับตามลำดับ, การซึมผ่านของไดอิเล็กทริกและแม่เหล็ก, G เป็นการนำไฟฟ้าเฉพาะของสาร

ของสมการ Maxwell มันเป็นไปตามค่าใช้จ่ายทางไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงในเวลาสามารถเป็นแหล่งข้อมูลและสนามแม่เหล็กสามารถตื่นเต้นได้โดยการเคลื่อนย้ายไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้า) หรือโดยฟิลด์ไฟฟ้าตัวแปร สมการ Maxwell ไม่สมมาตรเกี่ยวกับสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในธรรมชาติมีประจุไฟฟ้า แต่ไม่มีค่าใช้จ่ายของแม่เหล็ก

สำหรับฟิลด์เครื่องเขียน (E \u003dconst I. ที่\u003d const) สมการ Maxwellลองดูสิ

https://pandia.ru/text/80/088/images/image023_0.jpg "width \u003d" 191 "ความสูง \u003d" 126 src \u003d "\u003e

สามารถแสดงได้ ระบบสมการ Maxwell ที่สมบูรณ์ในรูปแบบต่าง ๆ(กำหนดลักษณะของฟิลด์ในแต่ละจุดของพื้นที่):

หากมีการกระจายค่าใช้จ่ายและกระแสน้ำในอวกาศอย่างต่อเนื่องทั้งสองรูปแบบของสมการแม็กซ์เวลล์ - อินทิกรัล

และความแตกต่าง - เทียบเท่า อย่างไรก็ตามเมื่อมี พื้นผิวแตก- พื้นผิวที่คุณสมบัติของขนาดกลางหรือฟิลด์เปลี่ยนการกระโดดเช่นรูปแบบการรวมของสมการมีอยู่ทั่วไปมากขึ้น

สมการของ Maxwell ในรูปแบบที่แตกต่างกันสมมติว่าค่าทั้งหมดในอวกาศและเวลาเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้เกิดการเทียบเท่ากันคณิตศาสตร์ของทั้งสองรูปแบบของสมการแมกซ์เวลล์แบบฟอร์มที่แตกต่างกันจะครบครัน เงื่อนไขขอบเขตซึ่งควรตอบสนองฟิลด์แม่เหล็กไฟฟ้าบนขอบของพาร์ติชันสื่อทั้งสอง รูปแบบอินทิกรัลของสมการ Maxwell ประกอบด้วยเงื่อนไขเหล่านี้ พวกเขาได้รับการตรวจสอบก่อนหน้านี้ (ดู§ 90, 134):

D.1น.= D.2น., อี.1ต.= อี.2ต., B.1น.= B.2 น., เอช.1t \u003d h2t

(สมการครั้งแรกและสมการสุดท้ายสอดคล้องกับกรณีเมื่อไม่มีค่าใช้จ่ายฟรีบนขอบของส่วนไม่มีกระแสการนำไฟฟ้า)

สมการ Maxwell เป็นสมการที่พบบ่อยที่สุดสำหรับสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กใน สภาพแวดล้อมที่พักผ่อนพวกเขาเล่นในการสอนเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้ามีบทบาทเช่นเดียวกับกฎหมายของนิวตันในกลศาสตร์ จากสมการ Maxwell มันตามมาว่าฟิลด์แม่เหล็กตัวแปรมักจะเชื่อมโยงกับสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นและฟิลด์ไฟฟ้าสลับจะเชื่อมโยงกับแม่เหล็กที่สร้างขึ้นเสมอเช่นฟิลด์ไฟฟ้าและแม่เหล็กมีการเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกกับแต่ละ อื่น ๆ - พวกเขาก่อตัวเป็นครั้งเดียว สนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของกฎหมายพื้นฐานของปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็กสามารถอธิบายได้ไม่เพียง แต่เป็นที่รู้จักกันในข้อเท็จจริงในการทดลองซึ่งเป็นผลสำคัญ แต่ยังทำนายปรากฏการณ์ใหม่ หนึ่งในการค้นพบที่สำคัญของทฤษฎีนี้คือการดำรงอยู่ของสนามแม่เหล็กของกระแสการเคลื่อนที่ (ดู§ 138) ซึ่งอนุญาตให้ Maxwell ทำนายการดำรงอยู่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า- สนามแม่เหล็กไฟฟ้าตัวแปรกระจายอยู่ในอวกาศด้วยความเร็วที่ จำกัด ในอนาคตมันได้รับการพิสูจน์แล้ว

ความเร็วของการขยายพันธุ์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าฟรี (ไม่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายและกระแส) ใน Vacuo เท่ากับความเร็วของแสง c \u003d 3 108 m / s บทสรุปและการศึกษาเชิงทฤษฎีของคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านำ Maxwell ไปสู่การสร้างทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสงตามที่แสงยังเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ได้รับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับจากนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Herz (1857-1894) ซึ่งพิสูจน์แล้วว่ากฎหมายของการกระตุ้นและการจัดจำหน่ายของพวกเขาถูกอธิบายอย่างเต็มที่โดยสมการ Maxwell ดังนั้นทฤษฎีของ Maxwell ได้รับการยืนยันการทดลอง

เฉพาะหลักการของสัมพัทธภาพของ Einstein เท่านั้นที่สามารถใช้ได้กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเนื่องจากข้อเท็จจริงของการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใน Vacuo ในระบบอ้างอิงทั้งหมดที่ความเร็วเดียวกัน ด้วยเข้ากันไม่ได้กับหลักการของความน่าเชื่อถือของกาลิลี

ตามที่ หลักการของสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ปรากฏการณ์เชิงกล, แสงและแม่เหล็กไฟฟ้าในระบบอ้างอิงเฉื่อยทั้งหมดที่อธิบายอย่างเท่าเทียมกันในสมการเดียวกัน สมการของแมกซ์เวลล์ได้รับการเปลี่ยนแปลงเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของ Lorentz: รูปลักษณ์ของพวกเขาไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการเปลี่ยนแปลง

จากระบบอ้างอิงที่เฉื่อยหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่งถึงแม้ว่าค่า e, ใน, ใน,D., N. พวกเขาจะถูกแปลงตามกฎบางอย่าง

หลักการสัมพัทธภาพมันหมายความว่าการพิจารณาแยกต่างหากของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีความหมายสัมพัทธ์ ดังนั้นหากมีการสร้างฟิลด์ไฟฟ้าโดยระบบการชาร์จเครื่องเขียนค่าใช้จ่ายเหล่านี้ได้รับการแก้ไขเมื่อเทียบกับระบบอ้างอิงเฉื่อยหนึ่งการย้ายที่สัมพันธ์กับอื่น ๆ และดังนั้นจะสร้างไม่เพียง แต่ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสนามแม่เหล็ก ในทำนองเดียวกันตัวนำปัจจุบันคงที่ที่มีกระแสคงที่ไม่เคลื่อนไหวเมื่อเทียบกับระบบอ้างอิงเฉื่อยหนึ่งอันน่าตื่นเต้นสนามแม่เหล็กคงที่ในแต่ละจุดของพื้นที่เคลื่อนที่สัมพันธ์กับระบบเฉื่อยอื่น ๆ และสนามแม่เหล็กตัวแปรที่สร้างขึ้นโดยพวกเขาตื่นเต้น .

ดังนั้นทฤษฎีของ Maxwell การยืนยันการทดลองเช่นเดียวกับหลักการของสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์นำไปสู่ทฤษฎีเดียวของปรากฏการณ์ไฟฟ้าแม่เหล็กและแสงบนพื้นฐานของการส่งสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

คำถามทดสอบ

สาเหตุของสนามไฟฟ้า Vortex คืออะไร? มันแตกต่างจากสนามไฟฟ้าสถิตอย่างไร

การไหลเวียนของสนามไฟฟ้า Vortex คืออะไร?

ทำไมแนวคิดเรื่องการเปลี่ยนกระแสที่แนะนำ? อะไรคือสิ่งที่นำเสนอเป็นหลัก?

แสดงและอธิบายการแสดงออกสำหรับความหนาแน่นของกระแสชดเชย

คุณสามารถเปรียบเทียบกระแสการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันและกระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าได้อย่างไร

เขียนคำอธิบายความหมายทางกายภาพโดยทั่วไปทฤษฎีบทในการไหลเวียนของเวกเตอร์ความแข็งแรงของสนามแม่เหล็ก

บันทึกระบบที่สมบูรณ์ของสมการ Maxwell ในรูปแบบอินทิกรัลและความแตกต่างและอธิบายความหมายทางกายภาพของพวกเขา

เหตุใดจึงสามารถพิจารณาฟิลด์ไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กอย่างต่อเนื่อง เขียนสมการ Maxwell สำหรับพวกเขาทั้งสองรูปแบบ

เหตุใดสมการ Maxwell ในรูปแบบรวมจึงเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น?

อะไรคือข้อสรุปหลักสามารถทำได้บนพื้นฐานของทฤษฎี Maxwell?