Мазмұны Кіріспе Электр өрісінің кернеулігі ағыны. Интегралдық түрдегі Гаусс теоремасы электромагниттік өрістер теориясының пайда болуы және дамуы Қорытынды пайдаланылған әдебиеттер тізімі кіріспе
Электромагниттік өріс теориясының
жүктеу/скачать 92,92 Kb.
|
орит сож СГ
| Электромагниттік өріс теориясының
пайда болуы және дамуы 17-18 ғасырларда электромагниттік процестер ғылымға тереңдеп, тереңдей түсті: физика мен химия. Механикалық бейненің орнына әлемнің электромагниттік бейнесінің дәуірі келді. Максвелл оптика мен электрдің үлкен синтезін жүргізе отырып, электромагниттік заңдардың негізгі маңыздылығын анық көрді. Ол жарықтың электромагниттік теориясын құра отырып, оптиканы электромагнетизмге дейін азайтты және сол арқылы тек теориялық физикаға ғана емес, сонымен қатар технологияға, радиотехника үшін жаңа жолдар салды. Фарадей электрлік және магниттік құбылыстарды зерттеуде жаңа тәсілді қолдана отырып, ортаның рөлін көрсетіп, өріс сызықтарын қолдана отырып, өзі сипаттаған өріс туралы түсінік енгізді. Максвелл математикалық толықтыққа идеялар берді, Фарадей әлі анықтамаған «электромагниттік өріс» терминін дәл осы өрістің математикалық заңдылықтарын тұжырымдады. Галилей мен Ньютон әлемнің механикалық бейнесінің негізін қалады, Фарадей мен Максвелл - әлемнің электромагниттік суретінің негізін қалады. Максвелл күштердің физикалық сызықтары туралы (1861-1862) және динамикалық өрістер теориясы (1864-1865) еңбектерінде электромагниттік теорияны дамытады. Ол енді бұл шығармаларды Абердинде емес, Лондон қаласында, Кинг колледжінде профессорлыққа жазды. Мұнда Максвелл қазірдің өзінде ескі және науқасы бар Фарадеймен кездесті. Максвелл жарықтың электромагниттік сипатын растайтын мәліметтерді алып, оларды Фарадейге жіберді. Максвелл былай деп жазды: «Ол (Фарадей) ұсынған жарықтың электромагниттік теориясы« Радиациялық тербелістер туралы ойлар »(Фил. Маг., Мамыр 1846) немесе« Эксперименталды зерттеулер »(эксп., 447 б.). дәл осы мақалада («Динамикалық өрістердің теориясы» - Фил. Маг., 1865) дами бастадым, тек 1846 жылы таралу жылдамдығын есептеу үшін деректер болмаған. Ж.Қ.М. 1873 жылы Максвеллдің негізгі жұмысы «Электр және магнетизм туралы трактат» жарық көрді. Ол өзінің теориясы, қарапайым электр энергиясы туралы танымал экспозиция жаза бастады, бірақ оны аяқтай алмады. Максвелл жан-жақты ғалым болды: теоретик, экспериментші және техник. Бірақ физика тарихында оның аты, ең алдымен, өзі жасаған электромагниттік өріс теориясымен байланысты, оны Максвелл теориясы немесе Максвеллдің электродинамикасы деп атайды. Ол ғылым тарихына Ньютон механикасы, релятивистік механика, кванттық механика сияқты іргелі жалпылаулармен бірге еніп, физикада жаңа кезеңнің басталуын белгіледі. Аристотель тұжырымдайтын ғылымның даму заңына сәйкес, ол табиғат туралы білімді жаңа, жоғары деңгейге көтерді және сонымен бірге Аристотель айтқандай, «бізге түсініксіз» деген алдыңғы теорияларға қарағанда түсініксіз, дерексіз болды. Максвелл өзінің теориясын 1854 жылы дамыта бастады. Максвелл электротониялық күйді үш функцияны қолдана отырып сипаттайды, ол оны электртониялық функцияларды немесе электротониялық күйдің компоненттерін атайды. Қазіргі таңбалауда бұл вектор функциясы потенциалды векторға сәйкес келеді. Максвелл осы вектордың жабық сызық бойындағы қисықтық сызықты интегралын «тұйықталған қисық бойындағы жалпы электротоникалық қарқындылық» деп атайды. Осы шама үшін ол электротониялық күйдің бірінші заңын табады: «Беттік элементтің шекарасы бойындағы жалпы электртоникалық қарқындылық осы элементтен өтетін магнит индукциясының шамасын немесе басқаша айтқанда, берілген элементке енетін магниттік сызықтар санын өлшеу ретінде қызмет етеді.» Қазіргі таңбада бұл заңды формула бойынша білдіруге болады: мұндағы A - dl қисығының элементі бағытындағы потенциалды вектордың компоненті, Bn - индукция векторының В бетінің элементіне қалыпты бағыттағы қалыпты компоненті. Бұдан әрі Максвелл «магнит өткізгіштік теңдеуін» жазады: магнит индукциясын B магнит өрісінің векторымен байланыстыру. Үшінші заң H магнит өрісін оны құратын токтың күшімен байланыстырады. Қазіргі таңбалауда бұл сөйлем формуламен сипатталады ол қазір интегралдық түрдегі алғашқы Максвелл теңдеуі деп аталады. Ол Оерстед ашқан тәжірибелік фактіні көрсетеді: ток магнит өрісімен қоршалған. Токтардың күш әсерлесуін сипаттау үшін Максвелл магниттік потенциал деп аталатын шаманы енгізеді. Бұл шама бесінші заңға сәйкес келеді: «Тұйықталған токтың жалпы электромагниттік потенциалы токтың шамасына және тізбек бойындағы жалпы электротоникалық кернеуге көбейтілген ток бағытымен есептеледі: Максвеллдің алтыншы заңы электромагниттік индукцияға қатысты: «Өткізгіштің элементіне әсер ететін электр қозғаушы күш, бұл туынды электротониялық күйдің шамасы немесе бағыты өзгеруінен туындағанына қарамастан, электротоникалық қарқындылықтың уақыт туындысымен өлшенеді». Қазіргі таңбалауда бұл заң формуламен көрінеді: Бұл интегралдық формадағы екінші Максвелл теңдеуі. Максвелл электр өрісі векторының айналымын электр қозғаушы күш ретінде қарастыратынын ескеріңіз. Максвелл Фарадей-Ленц-Нейман индукциясының заңын жалпылайды, бұл магнит ағынының уақытының өзгеруі (электртониялық күй), бұл өріс ток өткізетін немесе өткізбейтін тұйық өткізгіштер бар-жоқтығына қарамастан бар құйынды электр өрісін тудырады деп есептейді. Максвелл әлі Оерстед заңы туралы жалпылама мәлімдеме бермейді. Тағы бір маңызды жаңалық - бұрыс және бұрыс токтар туралы түсініктерді енгізу. Максвеллдің айтуынша, орын ауыстыру электр өрісіндегі диэлектрик күйлеріне тән. Жабық бет арқылы өтетін жылжудың жалпы ағыны бет ішіндегі зарядтардың алгебралық қосындысына тең. Бұл ағымдық жағымсыздықтың негізгі тұжырымдамасын ұсынады. Бұл ток, сондай-ақ өткізгіштік тогы магнит өрісін жасайды. Сондықтан Максвелл қазір Максвеллдің бірінші теңдеуі деп аталатын теңдеуді жалпылайды және бірінші бөлімде бұрыс токты енгізеді. Қазіргі таңбалауда бұл Максвелл теңдеуі келесі формада болады: Бұдан әрі Максвелл өрісті бүкіл энергияға таралатын энергия тасымалдаушысы деп санайды. Электр өрісінің энергиясы келесі формула бойынша өрнектеледі: Соңында, Максвелл көлденең толқындардың серпімді ортада жарық жылдамдығымен таралатынын анықтады. Бұл түбегейлі нәтиже оны маңызды қорытындыға әкеледі: «Котлрауш пен Вебердің электромагниттік тәжірибелерінен алынған біздің гипотетикалық ортадағы көлденең толқындардың тербелістерінің жылдамдығы физикалық оптикалық тәжірибелерден есептелген жарық жылдамдығына дәл сәйкес келеді, сондықтан біз бұл тұжырымнан бас тартуға әрең болады. жарық электрлік және магниттік құбылыстардың себебі болып табылатын сол ортаның көлденең тербелістерінен тұрады. Осылайша, XIX ғасырдың 60-жылдарының басында. Максвелл өзінің электр және магнетизм теориясының негізін тапты және жарық электромагниттік құбылыс екендігі туралы маңызды қорытынды жасады. Максвелл теориясында «электромагниттік момент» шамасы магнит ағынымен байланысты. Жабық цикл бойымен векторлық потенциалдың айналымы циклмен жабылған беткей арқылы өтетін магнит ағынына тең. Магнит ағынының инерциялық қасиеттері бар, ал Ленц ережесі бойынша индукцияның электр қозғаушы күші қарама-қарсы белгісімен алынған магнит ағынының өзгеру жылдамдығына пропорционалды. Сонымен индукциялық электр өрісінің кернеулігі: жүктеу/скачать 92,92 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|