Электрадынаміка
Электрадына́міка — раздзел фізікі, які вывучае электрамагнітнае поле ў найбольш агульным выглядзе і яго ўзаемадзеянне з целамі, якія маюць электрычны зарад (электрамагнітнае ўзаемадзеянне)[1]. Прадмет электрадынкамікі ўключае сувязь электрычных і магнітных з’яў, электрамагнітнае выпраменьванне (як свабоднае, так і ў розных выпадках узаемадзеяння з рэчывам), электрычны ток і яго ўзаемадзеянне з электрамагнітным полем.
Часцей за ўсё пад тэрмінам электрадынаміка разумеюць класічную электрадынаміку, што вывучае элктрамагнітныя з’явы без уліку квантавых эфектаў[2]. У адрозненне ад яе, квантавая электрадынаміка вывучае сучасную квантавую тэорыю поля і яго ўзаемадзеянне з зараджанымі часціцамі.
Класічная электрадынаміка грунтуецца на ўраўненнях Максвела і ўяўленнях электроннай тэорыі.
Асноўныя з’явы
Да асноўных з’яў, вывучаемых электрадынамікай, належаць:
- Электрамагнітнае поле — гэта асноўны прадмет вывучання электрадынамікі, від матэрыі, які праяўляецца ва ўзаемадзеянні з зараджанымі целамі. Гістарычна падзяляецца на два палі:
- Электрычнае поле — ствараецца кожным зараджаным целам або пераменным магнітным полем, аказвае ўплыў на кожнае зараджанае поле.
- Магнітнае поле — ствараецца зараджанымі целамі, якія рухаюцца, зараджанымі часціцамі, якія маюць спін, і пераменнымі электрычнымі палямі; аказвае ўплыў на зарады, якія рухаюцца, і зараджаныя целы, якія маюць спін.
- Электрычны зарад — гэта ўласцівасць цел, якая дазваляе ім узаемадзейнічаць з электрамагнітнымі палямі.
Асноўныя ураўненні
Асноўнымі ўраўненнямі, якія апісваюць паводзіны электрамагнітнага поля і яго ўзаемаздеянне з зараджанымі целамі, з’яўляюцца:
- Ураўненні Максвела, якія азначаюць паводзіны свабоднага электрамагнітнага поля ў вакууме і ў асяроддзі, а таксава генерацыю поля крвніцамі. Сярод гэтых ураўненняў можна вылучыць:
- Тэарэма Гауса (закон Гауса), якая вызначае генерацыю электрастатычнага поля зарадамі.
- Закон замктнутасці сілавых ліній магнітнага поля.
- Закон індукцыі Фарадэя, які вызначае генерацыю электрычнага поля пераменнным магнітым полем.
- Выражэнне для сілы Лорэнца, якое вызначае сілу, якае дзейнічае на зарад, які знаходзіцца ў магнітным поле.
- Закон Джоўля — Ленца, які вызначае велічыню цеплавых страт у правадзячым асяроддзі з канечнай правадзімасцю, паы наяўнасці ў ёй электрычнага поля.
Гісторыя
Першым доказам сувязі электрычных і магнітных з’яў стала эксперыментальнае адкрыццё Эрстэдам у 1819—1820 спараджэння магнітнага поля электрычным токам. Ён жа выказаў ідэю аб некаторым узаемадзеянні электрычных і магнітных працэсаў у прасторы, якая атачае праваднік, аднак у даволі няяснай форме.
У 1831 годзе Майкл Фарадэй эксперыментальна адкрыў з’яву і закон электрамагнітнай індукцыі, якія сталі першым ясным сведчаннем непасрэднай дынамічнай узаемасувязі электрычнага і магнітнага палёў. Ён жа распрацаваў (у дачыненні да электрычнага і магнітнага палёў) асновы канцэпцыі фізічнага поля і некаторыя базісныя тэарэтычныя ўяўленні, якія дазваляюць апісваць фізічныя палі, а таксама ў 1832 годзе прадказаў існаванне электрамагнітных хваль.
У 1864 годзе Дж. К. Максвел упершыню апублікаваў поўную сістэму ўраўненняў «класічнай электрадынамікі», якая апісвае эвалюцыю электрамагнітнага поля і яго ўзаемадзеянне з зарадамі і токамі. Ён выказаў тэарэтычна абгрунтаваную здагадку аб тым, што святло з’яўляецца электрамагнітнай хваляй, гэта значыць аб’ектам электрадынамікі.
У 1895 годзе Лорэнц завяршыў пабудову класічнай электрадынамікі, апісаўшы ўзаемадзеянне электрамагнітнага поля з кропкавымі зараджанымі часціцамі.
У сярэдзіне XX стагоддзя была створана квантавая электрадынаміка — адна з найбольш дакладных фізічных тэорый.
Гл. таксама
Зноскі
- ↑ Баумгарт К. К. Электродинамика // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.) (руск.) . — СПб., 1890—1907.
- ↑ Богуш А. А. Электрадынаміка // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш.. — Мн.: БелЭн, 2004. — Т. 18. Кн. 1: Дадатак: Шчытнікі — Яя. — 472 с. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0295-4 (т. 18. Кн. 1), ISBN 985-11-0035-8.
Літаратура
- Болсун А. Н. Краткий словарь физических терминов / Сост. А. И. Болсун. — Мн.: Вышэйшая школа, 1979. — С. 396. — 416 с. — 30 000 экз.(руск.)
- Баумгарт К. К. Электродинамика // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.) (руск.) . — СПб., 1890—1907.
Спасылкі
На Вікісховішчы ёсць медыяфайлы па тэме Электрадынаміка- Статья «Электродинамика» в Физической энциклопедии
Вікіпедыя:Спасылкі на Беларускую энцыклапедыю без назвы артыкула
Вікіпедыя:Спасылкі на Беларускую энцыклапедыю без нумароў старонак
Старонкі з нелікавымі аргументамі formatnum
Вікіпедыя:Спасылкі на Беларускую энцыклапедыю без аўтара
Электрадынаміка