|
|
|
Уравнения поля
Могу ли я конкретно, физически соорудить поле? Ответ, вообще говоря, нет. Не всякое векторное поле
может представлять реальное электрическое поле
, и не всякое векторное поле
представляет магнитное поле
. Реальное электромагнитное поле обладает структурой, и эта структура и выражается полевыми уравнениями, которые выступают в роли фильтров.
Электромагнитное поле создаётся заряженными частицами, или, иначе говоря, заряженные частицы являются источниками электромагнитного поля.
Основная задача теории:
предъявлено распределение заряженных частиц, и мы должны найти поле, которое создаётся этими частицами.
Вопрос: как можно описать распределение частиц, как предъявить распределение зарядов? Кстати, никакие другие свойства кроме заряда не важны. Можно взять какую-то частицу, измерить её заряд и повесить на неё бирку, и так со всеми частицами. Но технически это сделать невозможно.
Вот имеем некоторую систему координат. В точке с радиус-вектором
выбираем некоторый элемент объёма Vi, определяем заряд этого элемента объёма. Пусть внутри этого элемента объёма находится заряд qi. Теперь определяем такую величину:
. Будем уменьшать объём, при этом окажется, что отношение
стремится к некоторому пределу. Считается, что элемент объёма очень мал, но число частиц в нём велико, такова реальность.
Определённая выше функция
, называется плотностью заряда. Понятно, что всё распределение заряда описывается функцией
. Если имеются отдельные точечные заряды, то они подпадают под эту функцию. И она такова, что, если в точке
находится точечный заряд, то тогда
=
. Скалярная функция
позволяет полностью описать мир с точки зрения электродинамики. Но не только она, скорость заряда тоже влияет на электромагнитное поле. Так как магнитное поле создаётся движущимися зарядами, нам нужно учесть ещё движение, и для этого нужна ещё одна характеристика. Берём в нашей системе координат точку
и вычисляем такую величину:
. Формулы надо научиться читать повествовательно! В этом случае: ловите все частицы этого объёма, заряд частицы умножаем на её скорость, делим на объём, а потом переходим к пределу, получаем некоторый вектор и этот вектор приписываем точке, в окрестности которой производили измерения... Получаем векторное поле.
- плотность тока. Кстати, в механике аналогичная величина - плотность импульса. Вместо заряда возьмём массу, получим суммарный импульс, если разделить его на объём, получим плотность импульса.
Источники электромагнитного поля полностью характеризуются скалярной функцией
и векторной функцией
. Вот я уже говорил там о цветочках в саду, птички летают… с точки зрения электродинамики система должна быть описана функциями и
. Действительно, если дать эти функции, то по ним можно было бы дать цветную картинку, кстати, телевизор это и делает, а частью этого электромагнитного поля являются волны, которые попадают вам в глаз. Задание этих функций задаёт поле, потому что, если известны источники, то известно и поле.
Другие главы учебника "Физика раздел Электростатика "
Вещество в электростатическом поле
- Диэлектрики в электрическом поле Соленоидальное поле
- Проводники в электростатическом поле
- Конденсаторы
- Магнитное поле кругового витка с током Теория теготения Ньютона Закон всемирного тяготения: сила, с которой два тела притягиваются друг к другу, пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними
- Магнитный момен
- Закон Ома
- Энергия магнитного поля Закон сохранения энергии для электромагнитного поля
| ;
|