Теорія максвелла і її особливості

Відео: Персонажі Don`t starve # 9 - Maxwell

Зараз практично кожна людина знає, що електричне і магнітне поля безпосередньо взаємопов`язані між собою. Навіть існує особливий розділ фізики, вивчає електромагнітні явища. Але вже в 19 столітті, поки не була сформульована електромагнітна теорія Максвелла, все було абсолютно інакше. Вважалося, наприклад, що електричні поля притаманні лише часткам і тілам, які мають електричним зарядом, а магнітні властивості - зовсім інша галузь науки.

У 1864 році знаменитий британський фізик Д. К. Максвелл вказує на прямий взаємозв`язок електричних і магнітних явищ. Відкриття отримало назву «теорія електромагнітного поля Максвелла». Завдяки їй вдалося вирішити ряд нерозв`язних, з точки зору електродинаміки того часу, питань.

Більшість гучних відкриттів завжди ґрунтується на результатах робіт попередніх дослідників. Теорія Максвелла - не виняток. Відмінною рисою є те, що Максвелл істотно розширив результати, отримані його попередниками. Наприклад, він вказав, що в досвіді Фарадея може використовуватися не тільки замкнутий контур з провідного матеріалу, але складається з будь-якого матеріалу. В даному випадку контур є індикатором вихрового електричного поля, яке впливає не тільки на кристалічну решітку металів. При такій точці зору при знаходженні в поле діелектричного матеріалу більш правильно говорити про токах поляризації. Вони також здійснюють роботу, яка полягає в нагріванні матеріалу до певної температури.

Відео: Струм зміщення. за Максвеллові

Перша підозра на зв`язок електричних і магнітних явищ з`явилося в 1819 році. Х. Ерстед зауважив, що якщо поблизу провідника зі струмом розташувати компас, то напрямок стрілки відхиляється від північного полюса.

У 1824 році А. Ампер сформулював закон взаємодії провідників, згодом отримав назву «Закон Ампера».

І, нарешті, в 1831 році Фарадей зафіксував появу струму в контурі, що знаходиться в змінюваному магнітному полі.

Теорія Максвелла покликана вирішити основне завдання електродинаміки: при відомому просторовому розподілі електричних зарядів (струмів) можна визначити деякі характеристики генеруються магнітних і електричних полів. Дана теорія не розглядає самі механізми, що лежать в основі явищ, що відбуваються.

Теорія Максвелла призначений для близько розташованих зарядів, так як в системі рівнянь вважається, що електромагнітні взаємодії відбуваються з швидкістю світла, незалежно від середовища. Важливою особливістю теорії є також те, що на її підставі розглядаються такі поля, які:

- генеруються відносно великими струмами і зарядами, розподіленими в великому обсязі (у багато разів перевищує розмір атома або молекули);

- змінні магнітні та електричні поля змінюються швидше, ніж період процесів всередині молекул;

- відстань між розраховується точкою простору і джерелом поля перевищує розмір атомів (молекул).

Все це дає підстави стверджувати, що теорія Максвелла застосовна насамперед до явищ макросвіту. Сучасна фізика все більше процесів пояснює з точки зору квантової теорії. У формулах Максвелла квантові прояви не враховуються. Проте використання максвелловскую систем рівнянь дозволяє успішно вирішувати певне коло завдань. Цікаво, що так як враховуються щільності електричних струмів і зарядів, то теоретично можливо існування їх же, але магнітної природи. На це в 1831 році вказав Дірак, позначивши їх магнітними монополіями. В цілому основні постулати теорії такі:

- магнітне поле створюється змінним електричних полем;

- змінне магнітне поле генерує електричне поле вихровий природи.