Câmpul electromagnetic. Teoria lui Maxwell
câmp electric și magnetic variabil în anumite condiții poate provoca reciproc. Ele formează un câmp electromagnetic, care nu este deloc totalitatea lor. Această singură unitate, în care aceste două domenii nu pot exista fără cealaltă.
din istorie
În acele zile, conceptul de acțiune la o distanță de Newton a fost admis la fizica. Se credea că toate actul corpului pe unul de altul prin golul cu infinit de mare viteză (aproape instantaneu) și la orice distanță. Sa presupus că sarcinile electrice interacționează într-un mod similar. Faraday credea că golurile nu există în natură, iar reacția are loc la o viteză finită printr-un anumit suport material. Mediul de sarcină electrică este un câmp electromagnetic. Și cu o viteză propagates egală cu viteza luminii.
Teoria lui Maxwell
Prin combinarea rezultatele studiilor anterioare, fizicianul englez Dzheyms Klerk Maksvell în 1864 a creat teoria câmpului electromagnetic. Conform acestuia, câmpul magnetic variabil produce un câmp electric variabil, un câmp electric alternativ generează un câmp magnetic alternativ. Desigur, prima unul dintre domeniile create de sursa de taxe sau curenți. Dar, în viitor, aceste domenii pot exista deja independent de astfel de surse, cauzând apariția reciproc. Asta este, câmpurile electrice și magnetice sunt componente ale unui singur câmp electromagnetic. Și fiecare schimbare într-una cauzează cealaltă. Această ipoteză se bazează pe teoria lui Maxwell. Câmpul electric generat de câmpul magnetic, un vârtej. Liniile sale de câmp sunt închise.
Această teorie este fenomenologic. Acest lucru înseamnă că se bazează pe ipoteze și observații, și nu ia în considerare motivul pentru care cauzează apariția unor câmpuri electrice și magnetice.
Proprietățile câmpului electromagnetic
Câmpul electromagnetic - o combinație de câmpuri electrice și magnetice, astfel încât fiecare punct în spațiu este descris de două cantități principale: intensitatea câmpului electric E și inducție B. câmp magnetic
Deoarece câmpul electromagnetic este procesul de conversie a unui câmp electric în magnetic și apoi în magnetice electrice, starea ei se schimbă continuu. Răspândirea în spațiu și timp, formează o undă electromagnetică. În funcție de frecvența și durata acestor unde sunt împărțite în unde radio, radiații terahertzi, radiații infraroșii, lumina vizibilă, radiații ultraviolete, raze X și radiații gamma.
Vectori și intensitatea câmpului electromagnetic de inducție sunt reciproc perpendiculare, iar planul în care se întind perpendicular pe direcția de propagare a undei.
În teoria vitezei de propagare pe distanțe lungi al undelor electromagnetice considerate infinit de mare. Cu toate acestea, Maxwell a demonstrat că nu este. În esență undele electromagnetice se propagă cu o viteză finită, care depinde de permitivitatea dielectrică și materialul permeabilitate magnetică. Prin urmare, teoria lui Maxwell se numește teoria cu rază scurtă.
Teoria lui Maxwell a fost confirmată experimental în 1888 de fizicianul german Heinrich Rudolf Hertz. El a dovedit că există unde electromagnetice. În plus, se măsoară viteza undelor electromagnetice în vid, care a fost egală cu viteza luminii.
În 1895, un fizician român Aleksandr Popov aplicat undelor electromagnetice în domeniul comunicațiilor fără fir.
Câmpul electromagnetic al materialului. El are toate caracteristicile organelor materiale: viteza de propagare finită de energie, masa, impuls.
ecuațiile lui Maxwell
Teoria unui câmp electromagnetic, Maxwell a descris folosind formule matematice. El a compilat o mulțime de legi și le combinate într-un sistem de patru ecuații diferențiale, care stabilesc legătura dintre câmpurile electrice și magnetice. In ceea ce priveste importanta in electrodinamica, ele au aceeași semnificație ca și în legile mecanicii lui Newton.
Legea lui Gauss
Câmpul electric creează o sarcină electrică. Prin urmare, taxa este o sursă de inducție electromagnetică.
Forma integrală a legii este după cum urmează:
Legea lui Gauss pentru câmpul magnetic
Un flux magnetic prin suprafața închisă este zero.
Sensul fizic al acestei legi este că în natură nu există taxe magnetice. Pol al magnetului nu poate fi divizat. Liniile de câmp magnetic sunt închise.
,
legea inducției electromagnetice
Schimbarea de inducție magnetică produce un câmp electric solenoidali.
,
Teorema circulației câmpului magnetic
In aceasta teorema descrisă pόlya surse magnetice. precum și domeniile în sine, acestea creează.
Curentul electric și o schimbare de inducție electric generează un câmp magnetic vortex.
.
,
E - intensitatea câmpului electric;
H - intensitatea câmpului magnetic;
B - inducție magnetică. Această cantitate vector care indică forța cu care câmpul magnetic acționează asupra Cantitatea q de încărcare, se deplasează cu viteza v;
D - electrice de inducție, sau electrice offset. Reprezintă cantitatea vectorială egală cu cantitatea și intensitatea vectorului vectorului polarizare. Polarizarea este cauzată de deplasarea sarcinii electrice sub influența unui câmp electric extern în raport cu poziția lor atunci când acest domeniu este absent.
Δ - operatorul Noblat. Acțiunea acestui operator pe un domeniu specific numit rotorul acestui câmp.
ρ - densitatea sarcinii electrice externe;
j - densitatea curentului - valoarea arată puterea unui curent care curge printr-o unitate de suprafață;
c - Viteza luminii în vid.
Studiul a câmpului electromagnetic este implicat în știință numită electrodinamica. Ea privește interacțiunea sa cu organismele având sarcina electrică. O astfel de interacțiune se numește un solenoid. Electrodinamică descrie numai proprietăți continue ale câmpului electromagnetic folosind ecuațiile lui Maxwell. electrodinamicii cuantice moderne consideră că câmpul electromagnetic posedă de asemenea proprietăți discrete (discontinue). Și o astfel de interacțiune electromagnetică are loc prin intermediul particulelor de cuante indivizibile, fără masă și sarcină. Quantum a câmpului electromagnetic se numește foton.
Câmpul electromagnetic din jurul nostru
Până la un anumit nivel de radiații electromagnetice poate fi sigur pentru oameni. Astfel, in medicina, folosind intensitate redusă radiația electromagnetică se vindeca tesutul elimina procesele inflamatorii au un efect analgezic. Aparatură UHF scuti spasme ale musculaturii netede a intestinului și a stomacului, imbunatateste procesele metabolice in celulele organismului, scaderea tonusului capilarelor, scăderea tensiunii arteriale.
Dar câmpuri electromagnetice puternice provoca o funcționare defectuoasă a cardiovasculare, imunitar, ale sistemului nervos și endocrin, poate provoca insomnie, dureri de cap, stres. Pericolul este că efectul lor este practic imperceptibil pentru oameni, și încălcări apar treptat.
Cum de a proteja împotriva radiațiilor electromagnetice din jurul nostru? Complet acest lucru nu este posibil, așa că trebuie să încercăm să reducem expunerea sa la un nivel minim. În primul rând, trebuie să plasați aparatele în așa fel încât acestea sunt departe de locurile în care suntem cel mai des. De exemplu, nu stau prea aproape de televizor. La urma urmei, mai departe distanta de la sursa câmpului electromagnetic, cu atât mai slabă devine. Foarte des ne lăsați dispozitivul conectat. Dar câmpul electromagnetic dispare numai atunci când dispozitivul este deconectat de la rețeaua de alimentare.
Impactul asupra sănătății umane și câmpul electromagnetic naturale - radiația cosmică, câmpul magnetic al Pământului.