Максвелл теориясының идеялары туралы шығарма

Максвелл теориясының идеялары:1) айнымалы электр өрісі тудырады айнымалы магниттік өріс; 2) ауыспалы магниттік және электр өрістері бір-бірімен байланысты; 3) электр өрісі жоқ магниттік немесе магниттік өріс жоқ электр болуы мүмкін тек белгілі бір санау жүйесіне; 4) электр және магнит өрісі – бір көрінісі тұтас – электромагниттік өріс; 5) электромагниттік өріс таралады түпкілікті жылдамдықпен.

Электромагниттік өріс – материяның ерекше нысаны, жүзеге асыратын ұйым арасындағы өзара іс-қимыл заряженными бөлшектер.

Электромагниттік толқын –ол кеңістікте айнымалы электромагниттік өріс.

Көздері электромагниттік толқынның:1) ауыспалы (өзгермелі уақыт) электр тогы; 2) жекелеген жедел қозғалатын зарядталған бөлшектер (сәулелену қуаты жан-жақты колеблющегося заряд пропорционал төртінші дәрежелі жиілігін ауытқуы: P ~ ~ ).

Электромагниттік толқын характеризуетсявектором электр өрісінің және векторы магнит индукциясы .

Жылдамдығы электромагниттік толқындардың ортада білдіру анықталады:

, мұндағы – электрлік тұрақты – магниттік тұрақты, – диэлектрическая өтімділік ортаның, – магниттік өтімділік.

Вакуумда (ε = 1, μ = 1) таралу жылдамдығы электромагниттік толқындар құрайды: (тұспа-тұс келеді жылдамдығы жарықтың вакуумдағы).

«Диамагнитных және парамагнитных орталарда ( 1) жылдамдығы электромагниттік толқындардың тең: ,мұндағы – абсолюттік сыну көрсеткіші.

Электромагниттік толқындардың қасиеттері:1) векторлар және жазықтығында жатыр, перпендикуляр оның таралу жылдамдығы (көлденең толқын); 2) векторлары және өзгертеді синфазно (т. е. бір мезгілде өсуде (модуль бойынша), жетеді максималды мәндері, содан кейін бір мезгілде төмендейді, жүгінеді нөл және т. б.); 3) барынша (амплитудное) мәні векторлар бастап есе аз максималды (амплитудалық) маңызы бар векторының (толқын вакуумда); 4) энергиясының көлемдік тығыздығы электр өрісінің және магнит өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы да толқынында мағынасы жағынан бірдей; 5) энергия электромагниттік өріс жолына толқынмен бағытында оларды тарату, т. е. бағытындағы векторының ; 6) сіңіп кетеді зат; 7) көрсетіледі (ең жақсы металдармен); 8) преломляются арқылы өту кезінде зат; 9) мәні абсолюттік сыну көрсеткішінің орта мен жылдамдығы тарату толқындар, оған тәуелді жиілікті толқындар құбылыс дисперсия).

Электрмагниттік толқындар шкаласы қамтиды себяследующие диапазоны электромагниттік сәулеленудің: 1) төмен жиілікті (сверхдлинные толқындар); 2) еңбек; 3) инфрақызыл сәулелену; 4) көрінетін сәулелену; 5) ультракүлгін сәулелену; жұмсақ рентгендік сәуле шығару; 6) рентгендік сәуле шығару гамма сәуле шығару.

Арасында көрші диапазонами күрт шекарасы жоқ.

Сәуле шығару және қабылдау электромагниттік толқындар. Ағынының тығыздығы электромагниттік сәулелену, оның тәуелділігі қашықтыққа дейін көзінің жиілігіне. Өнертабысқа радио А. С. попов бастаған. Негізгі принциптері, радиобайланыс

Көздері электромагниттік толқынның:1) ауыспалы (өзгермелі уақыт) электр тогы; 2) жекелеген жедел қозғалатын зарядталған бөлшектер (сәулелену қуаты жан-жақты колеблющегося заряд пропорционал төртінші дәрежелі жиілігін ауытқуы: P~ ~ ; мынадай бір сипатын қарай қуатты сәуле шығару жиілігіне және электрлік заряд, циркулирующего шеңбер бойымен тұрақты жылдамдықпен (бұл жағдайда заряд қозғалады центростремительным үдеуімен)).

Қарапайым тербелмелі контур қарамастан, құру мүмкіндігін, онда электромагниттік тербелістер жоғары жиілікті, таратуы мүмкін, интенсивті электромагниттік толқындар, т. б. 1) тоқ күші барлық учаскелерінде тізбегіндегі контурдың осы уақытта бірдей; 2) электр өрісі шоғырланған негізінен арасындағы пластинами конденсатордың (пренебрегаем өлкелік әсерлер); 3) магнит өрісі катушкалар шоғырланған негізінен ішінде оған. Мұндай тербелмелі контур деп атауға болады жабық.

Түрлендіру үшін жабық тербелмелі контурдың ашық болуы қажет айнымалы электр және магнит өрісі жоқ синклиналда белгілі бір контурдың элементтеріндегі.Бұл мақсат қол жеткізіледі кезінде 1) біртіндеп раздвигании пластиналар конденсатор, 2) азайту, алаңы және 3) азайту санының ораммен катушкалар. Процесінде бұл өзгерістердің азаяды электроемкость Отырып, конденсатор және индуктивтілік L катушкадан, яғни артады жиілігі электромагниттік тербеліс контурындағы. Тербелмелі контур айналады металл стержень немесе тікелей сым.

Теориясын ашық вибратордың әзірледі 1887 жылы неміс физигі Г. Герц. Ол ұсынды оның құрылымы. 1888 жылы Г. Герц эксперименттік дәлелдеді болуы электромагниттік толқындардың растап теориясын Д. К. Максвелл.

Қозғау үшін тербеліс мұндай контурындағы сым тіледі ортасында және каштак сымдар араластырады аздаған қашықтық, сөйтіп кішігірім ауа аралығы. Екі половинки кейін қосылады жоғары кернеу көзіне. Жеткен кезде белгілі бір шекті арасындағы потенциалдар жолсеріктері проскакивает искра, тізбегіне контурдың замыкается және онда туындайтын электромагниттік тербелістер. Қоршаған кеңістікке излучаются электромагниттік толқындар.

Ерекшеліктері электромагниттік тербелістер ашық вибраторе: 1) лездік мәні ток күшін неодинаково ұзындығы бойынша сымдар (әуе аралықта ток күші максимальды ұштарында контурдың – аз); 2) тербелістер болып табылады затухающими, энергия, запасенная контурға, айналады джоулево тепло (белсенді кедергісі әуе аралығын және сымдар) және энергия излученных электромагниттік толқындар.

Жаңарту үшін тербеліс екі өткізгіштің жаңадан қосылады жоғары кернеу көзіне процесі зарядтау және сәулелену қайталанады.

Қабылдау butt (резонатор) –butt, тіркейді, кіріс электромагниттік толқындар. Ол білдіреді осындай нысаны және көлемі бойынша құрылымы, беретін (сәулелену) butt.

Ағынының тығыздығы сәулелену I (қарқындылығы толқын) – қатынасы электромагниттік энергияның ΔE өтетін уақыт Δt арқылы перпендикулярную сәулелерге бетінің ауданы S, шығармасы ауданы S уақыт Δt: .

Бірлік ағынының тығыздығы сәулелену СИ: 1 Вт/м2.

Есептеу формуласы ағынының тығыздығы сәулелену: I = ωc, мұндағы ω – энергиясының көлемдік тығыздығы сәулелену, – таралу жылдамдығы электромагниттік толқындардың ортада.

Тәуелділік ағынының тығыздығы сәулелену I қашықтыққа R дейін нүктелік көзден және жиілік ν: I ~ 1/R2; I ~ 4.

7 мамыр 1895 жылы санкт-Петербургте отырысында Орыс физика-химиялық қоғамының жарияланған өз қабылдағыштың продемонстрировалАлександр Степанович Попов.

Негізгі түйіндері қабылдағыштың А. С. Попова:1) когерер (шыны түтік ұзындығы 6 – 8 см, диаметрі шамамен 1 см, толтырылған темір үгінділермен); 2) антенна; 3) жерге тұйықтау; 4) электр қоңырауы; 5) тоқ көзі.

Жұмыс принципі радио А. С. Попова:пришедшая электромагниттік толқын күрт уменьшала (100 – 200 есе) кедергісі темір үгінділер; 2) электр тізбегі қоңырау замыкалась, және ол бастаған звенеть; 3) соққы молоточка қоңырау встряхивали темір үгінділер және аспап қайтадан қабылдауға дайын мынадай «сыбаға» электромагниттік толқындар.

Жерге тұйықтау ұлғайтуға мүмкіндік береді қашықтығы қабылдау, т. б. бұл жағдайда өткізетін жер беті бөлігіне айналады ашық тербелмелі контур.

Пайдалану принципін қабылдағыштың А. С. Поповтың қазіргі заманғы радиоприемниках:1) приходящая электромагниттік толқын тудырады, бұл антеннаға өте әлсіз электромагниттік тербелістер; 2) осы тербелістер ғана басқарады берумен электр энергиясының ток көздерін қоректендіру келесі тізбек радио.

Радиотелефон байланысы –тапсыру сөйлеу немесе ән арқылы электромагниттік толқындар.

Негізгі принциптері радиотелефондық байланыс:1) пайдалану незатухающих электромагниттік тербелістер жоғары жиілікті, қарқынды излучаемых антенна; 2) өзгерту (модуляция) осы жоғары жиілікті тербелістердің көмегімен электр тербелістер төмен жиіліктегі (амплитудная, жиілік немесе фазалық модуляция); 3) бөлу (детектрлеу) қабылданған радиоқабылдағышпен сигнал екі сигнал: жоғары және төменгі (дыбыс) жиілігі. Бұл дәйекті теориясы біртұтас электромагниттік өріс құрылатын
еркін жүйесімен зарядтар мен токтар.
Онда шешіледі негізгі міндеті электродинамика: берілген бөлу
зарядтар мен токтар отыскиваются негізгі сипаттамасы олар құрған
электрлік және магниттік өрістер.
Бұл феноменологиялық теориясы, т. е. ол қарайды тетіктері құбылыстардың,
болып жатқан ортаға тудыратын өрістердің пайда болуы.
Электрлік және магниттік қасиеттері ортаның сипатталады:
ε – салыстырмалы диэлектрикалық проницаемостью,
μ – салыстырмалы магниттік проницаемостью,
σ – меншікті электр өткізгішті.
Теориясы Максвелл қарайды жылжымалы бөліктер бетіндегі макроскопиялық өріс
— құрылады макроскопическими зарядтармен және тоқпен, шоғырланған көлемі
көп үлкен қарағанда көлемі атомдар мен молекулалардың,
— қашықтық көздерінен алаңдарын дейін қарастырылып отырған нүкте кеңістіктің көп
көп мөлшерін атомдар мен молекулалардың,
— өзгерістер айнымалы электр және магнит өрістерінің көп
кезең внутримолекулярных процестер.
Жылжымалы бөліктер бетіндегі макроскопиялық зарядтар мен токтар болып табылады жиынтығымен микроскопиялық
зарядтар мен токтар, олар жасайды, өз микрополя, үздіксіз өзгеріп тұратын барлық
уақыт әрбір нүктесінде кеңістік.
Жылжымалы бөліктер бетіндегі макроскопиялық өріс болып табылады усредненными микрополями
• уақыт аралықтары бойынша көптеген үлкен қарағанда кезеңдері внутриатомных процестер мен
• көлемі бойынша көп үлкен қарағанда көлемі атомдар мен молекулалардың.
Теориясы Максвелл теориясы – близкодействия, т. е. электромагниттік өзара іс-қимыл
бұл түпкілікті жылдамдықпен тең жарық жылдамдығының с.
Барлық жиынтығы заңдар электромагнетизма түрінде ұсынылуы мүмкін
теңдеулер жүйесі ретінде белгілі Максвелл теңдеулер жүйесі.

60-шы жылдары XIX ғ. ағылшын физигі Максвелл теориясын дамытты Фарадей туралы өрістегі және электромагниттік өріс теориясын құрды. Бұл бірінші өріс теориясы. Ол тек электр және магнит өрістерінің және өте табысты түсіндіреді көптеген электромагниттік құбылыстар. Пайдалы еске салу кейбір негізгі идеясы негізінде жатқан осы теориясы, және болғанда одан туындайтын қорытындылар.

Заң Фарадей жөн, бұл кез келген өзгеріс сцепленного сұлбасы (контуры) бар магнит ағынының пайда болуына әкеледі электродвижущей күш (ЭҚК) индукция салдарынан пайда болады индукциялық ток. Демек, пайда болуы ЭҚК электромагниттік индукция мүмкін және жылжымайтын контурға, болатын айнымалы магнит өрісі. Алайда ЭҚК кез келген тізбек туындайды кезде ғана, онда көздеріне ток қолданылады бөгде күштер, т. е. күш неэлектростатического шыққан. Сондықтан заңды сұрақ туындайды табиғатқа бөгде күштердің бұл жағдайда. Тәжірибе көрсеткендей, мұндай бөгде күштер байланысты емес бірде-бір жылу, бірде-бір химиялық процестерді басқару контуры; олардың пайда болуы болмайды, сондай-ақ түсіндіруге күшімен Лоренца, өйткені олар қозғалмайтын зарядтар жұмыс істейді. Максвелл білдірді гипотезаны, бұл кез-келген айнымалы магнит өрісі қозғайды және қоршаған кеңістікте электр өрісі, ол болып табылады, себебі пайда болған индукциялық ток контуры. Сәйкес ұсынуы Максвелл контур, онда ЭҚК-і пайда болады, ойнайды второстепенную рөлі бола отырып, өзінше ғана «құралмен», обнаруживающим бұл өріс. Электр өрісі, возбуждаемое магнетитті және өзін-өзі магнит өрісі болып табылады вихревым.

Сәйкес Максвеллу, егер кез-келген айнымалы магнит өрісі қозғайды кеңістікте құйынды электр өрісі, онда болуы тиіс кері құбылыс: кез-келген өзгерісі электр өрісінің тудыруы тиіс пайда болуы қоршаған кеңістікте магнит өрісінің құйындық. Анықтау үшін сандық арақатынастар арасында өзгеріп отыратын электр өрісі және шақырылушы атындағы магнетитті Максвелл енгізді қарау деп аталатын ток ығысу, меңгерген қабілетті құру қоршаған кеңістікте магнит өрісі. Ток ығысу вакуумда байланысты емес зарядтардың қозғалысын, ал негізделеді ғана өзгертуге, электр өрісінің уақыт бойынша және сонымен қатар қозғайды магнит өрісі – бұл тұрғыда жаңа бекіту Максвелл.

Бірі Максвелл теңдеулер деп көздері электр өрісінің, не болуы мүмкін электрлік заряд, не өзгеретін уақыт магниттік өріс, магниттік өріс алады қозғалатын болса немесе қозғалыстағы электр зарядтармен (электр тоқпен), немесе айнымалы электр өрістері. Максвелл теңдеулері емес симметричны қатысты электрлік және магниттік өрістер. Бұл байланысты, бұл табиғатта бар электрлік зарядтар, бірақ зарядтардың магниттік.

Стационарлық жағдайда электрлік және магниттік өріс өзгереді уақыт, көздері электр өрісі болып табылады, тек электрлік зарядтар, ал көздері магнит – ток өткізгіштігі. Бұл жағдайда электр және магнит өрістері бір-бірінен тәуелсіз болады және зерттеуге мүмкіндік береді жеке-жеке тұрақты электрлі және магнитті өрістер.

Максвелл теңдеулері – ең жалпы теңдеуі үшін электрлік және магниттік өрістердің покоящихся орталарда. «Электромагнетизме олар ойнайды, осындай рөл заңдар Ньютон механикадағы. Бірі Максвелл теңдеулер деп айнымалы магнит өрісі әрқашан байланысты порождаемым оларға электр өрісі, айнымалы электр өрісі – порождаемым атындағы магниттік, т. е. электр және магнит өрісінің өзара тығыз байланысты және құрайды біртұтас электромагниттік өріс.

— Электромагнитному өріс қолданылмайды, тек принципі салыстырмалық Эйнштейн, өйткені тарату фактісін электромагниттік толқындардың вакуумдегі барлық санау жүйелерінде бірдей жылдамдықпен емес, үйлесімді принципіне Галилейдің салыстырмалық.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.