Elektromagnit to'lqinlar (EMW).
Statsionar elektr zaryadlari tomonidan yaratilgan elektr maydoni vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi. Bu maydon potensial deb ataladi elektr maydoni(elektrostatik maydon). To'g'ridan-to'g'ri elektr tokidan hosil bo'lgan magnit maydon ham vaqt o'tishi bilan o'zgarishsiz qoladi. Bu maydonlar bir-biridan mustaqil ravishda mavjud. Agar rasm sezilarli darajada o'zgaradi elektr maydoni harakatlanuvchi elektr zaryadlari natijasida hosil bo'ladi. Maksvell nazariyasiga ko'ra, vaqt bo'yicha o'zgaruvchan elektr maydoni vaqt o'zgaruvchan magnit maydon hosil qiladi.
va aksincha, vaqt o'tishi bilan o'zgaradi magnit maydon o'z tabiatiga ko'ra girdobdir, yaratadi vorteks elektr maydoni (kuch chiziqlari, ya'ni bunday elektr maydonining intensivlik chiziqlari yopiq) (1-rasm).
Guruch. 1. Vorteks elektr va magnit maydonlari orasidagi bog'lanishning grafik tasviri.
elektr maydon kuchi vektori
- induksiya vektori magnit maydon, (- muhitning magnit o'tkazuvchanligi) munosabati bo'yicha magnit maydon vektori bilan bog'liq.
Maksvellga ko'ra , o'zgaruvchan magnit maydon har doim u tomonidan yaratilgan elektr maydoni bilan bog'liq va o'zgaruvchan elektr maydoni doimo u tomonidan yaratilgan magnit maydon bilan bog'liq, ya'ni. elektr va magnit maydonlari "bog'langan" va bir-biri bilan uzviy bog'langan va yagona maydonni tashkil qiladi. elektromagnit maydon
.
O'zgaruvchan elektr maydoni va u keltirib chiqaradigan magnit maydon o'rtasidagi miqdoriy munosabatlarni o'rnatish uchun Maksvell deb atalmish narsani e'tiborga oldi. egilish oqimi. O'zgaruvchan tok o'zgaruvchan oqimni tushuntirdi elektr toki uning plitalari orasidagi kondansatör orqali, ya'ni kontaktlarning zanglashiga olib boradigan o'tkazgichlari bo'lmagan qismlari orqali. Maksvell o'tkazuvchanlik oqimi kabi o'zgaruvchan tok magnit maydon hosil qiladi, deb taklif qildi. O'zgartirish oqimi asosan vaqt bo'yicha o'zgaruvchan elektr maydonidir, shuning uchun siljish oqimi vakuumda ham mavjud. Maksvell o'zgaruvchan tok tushunchasini kiritib, yopiq o'zgaruvchan tok zanjirlarini ko'rib chiqishga yangicha yondashdi. O'tkazgichning uchlarida o'tkazuvchanlik oqimi uzilgan joyda, siljish oqimi davom etadi va hokazo. Shuning uchun, to'liq oqim
o'zgaruvchan tok zanjirida o'tkazuvchanlik oqimlari va joy almashish oqimlarining yig'indisi bilan ifodalanishi mumkin.
Elektr zaryadlarining notekis harakati bilan, xususan, ularning tebranish harakati bilan va shuning uchun har qanday o'zgaruvchan tok, elektr va magnit maydonlar vaqt o'tishi bilan o'zgaradi; bu o'zgarishlar kosmosning bir nuqtasidan boshqasiga uzatiladi va Maksvell tomonidan bashorat qilingan shakllanadi, elektromagnit(EM)to'lqin. Keyinchalik elektromagnit to'lqinlarning tarqalish tezligi ( EMW) vakuumda yorug'lik tezligining tajribada olingan qiymatiga to'g'ri keladigan qiymatga ega. Eksperimental ma'lumotlarni umumlashtirish (Ersted tajribalari, Amper kuchi, Bio-Savart-Laplas qonuni, asosiy qonun. elektromagnit induksiya) EMWning tarqalishi paytida elektr va magnit maydonlar o'zaro perpendikulyar yo'nalishga ega degan xulosaga keldi. Tarqalish yo'nalishida EM to'lqini o'zaro perpendikulyar tekisliklarda joylashgan ikkita sinusoid bilan ifodalanishi mumkin. Ulardan biri elektr maydonining kuchlanish vektoridagi tebranishlarni, ikkinchisi esa magnit maydon kuchi vektoridagi tebranishlarni tasvirlaydi. Ikkala vektor ham bir xil fazada tebranadi, ya'ni. bir vaqtning o'zida maksimal va nol qiymatlarga erishadi. EV to'lqinining tarqalish yo'nalishi (vektor yo'nalishi
tezlik ) o'ng vint (gimlet) qoidasi bilan aniqlanadi (2-rasm). Rasm EM to'lqinlarining mavjudligini yaxshi ko'rsatadi ko'ndalang, chunki vektorlarning tebranishlari va to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekisliklarda sodir bo'ladi.
(o'q OY).
2-rasm. Elektromagnit to'lqinning grafik tasviri. elektromagnit nazariya Maksvell Gertsning EMW tarqalishi bo'yicha tajribalari bilan ajoyib tarzda tasdiqlangan.
EMW ning umumiy xususiyatlari.
1. EMW ko'ndalang. Elektr va magnit maydonlarining intensivlik vektorlari o'zaro perpendikulyar bo'lib, to'lqin tarqalish yo'nalishi bilan o'ng qo'l sistemasini hosil qiladi.
2. Supero'tkazuvchi bo'lmagan muhitda tarqalish tezligi (faza) , bu erda
1 .Ikki xil elektr zaryadlari va ularning xossalari. Eng kichik bo'linmas elektr zaryadi. Elektr zaryadlarining saqlanish qonuni. Coulomb qonuni. Zaryad birligi. elektrostatik maydon. Maydonni aniqlash usuli. Xarakter sifatida keskinlik elektrostatik maydon. Kuchlanish vektori, uning yo'nalishi. Nuqtaviy zaryadning elektr maydoni kuchi. Kuchlanish birliklari. Maydonlarning superpozitsiyasi printsipi.
Elektr zaryadi - miqdor o'zgarmasdir, ya'ni. mos yozuvlar tizimiga bog'liq emas va shuning uchun zaryadning harakatlanishi yoki dam olishiga bog'liq emas.
ikki xil (turi) elektr zaryadlari : musbat zaryadlar va manfiy zaryadlar.
Xuddi shu nomdagi zaryadlar qaytarilishi, qarama-qarshi zaryadlar esa tortilishi eksperimental ravishda aniqlandi.
Elektr neytral jismda teng miqdordagi musbat va manfiy zaryadlar bo'lishi kerak, lekin ularning butun tana hajmida taqsimlanishi bir xil bo'lishi kerak.
Elektron pochtani saqlash qonuni. zaryad : elekning algebraik yig'indisi. har qanday yopiq tizimning zaryadlari (tashqi temmalar bilan zaryad almashmaydigan tizim) bu tizim ichida qanday jarayonlar sodir bo'lishidan qat'i nazar, o'zgarishsiz qoladi.
Elek. zaryadlar o'z-o'zidan hosil bo'lmaydi va paydo bo'lmaydi, ular faqat bir jismdan boshqasiga ajralishi va o'tishi mumkin.
Mavjud eng kichik zaryad, uni elementar zaryad deb atashgan - bu elektronning zaryadidir va tanadagi zaryad ushbu elementar zaryadning ko'paytmasidir: e \u003d 1,6 * 10 -19 Cl. Manfiy elementar zaryad elektron bilan, musbat elementar zaryad esa pozitron bilan bog'liq bo'lib, unda zaryad va massa miqdoriy jihatdan elektronning zaryadi va massasiga to'g'ri keladi. Biroq, pozitronning umri qisqa bo'lganligi sababli, ular jismlarda yo'q va shuning uchun jismlarning musbat yoki manfiy zaryadlari jismlarda elektronlarning etishmasligi yoki ko'pligi bilan izohlanadi.
Coulomb qonuni: bir hil va izotrop muhitdagi ikkita nuqtaviy zaryadning o'zaro ta'sir kuchlari ushbu zaryadlarning mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofa kvadratiga teskari proportsional, bir-biriga teng va bu zaryadlardan o'tadigan to'g'ri chiziq bo'ylab yo'naltirilgan. r - q 1 va q 2 zaryadlari orasidagi masofa, k - fizik birliklar tizimini tanlashga qarab proportsionallik omili.
m / F, a \u003d 8,85 * 10 -12 F / m - dielektrik doimiy
Nuqtaviy zaryad deganda chiziqli o'lchamlari ular orasidagi masofaga nisbatan kichik bo'lgan jismlarga to'plangan zaryadlar tushunilishi kerak.
Bunday holda, zaryad kulonlarda o'lchanadi - 1 amperlik oqimda bir soniya ichida o'tkazgichning kesimidan oqib o'tadigan elektr miqdori.
F kuchi zaryadlarni bog'laydigan to'g'ri chiziq bo'ylab yo'naltiriladi, ya'ni. markaziy kuchdir va jozibadorlikka mos keladi (F<0) в случае разноименных зарядов и отталкиванию (F>0) holatda bir xil nomdagi to'lovlar. Bu kuch deyiladi Kulon kuchi.
Faradayning keyingi tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, zaryadlangan jismlar orasidagi elektr o'zaro ta'sirlar bu o'zaro ta'sirlar sodir bo'lgan muhitning xususiyatlariga bog'liq.
Zaryadlangan jismlar elektr maydoni orqali bir-biriga tegmasdan ta'sir qilishi mumkin. Harakatsiz elektr zarralar tomonidan yaratilgan maydon elektrostatik deb ataladi.
P & G-ni joylashtirish homiyligida "Intensivlik vektorining yo'nalishini qanday aniqlash mumkin" mavzusidagi maqolalar Magnit maydon kuchini qanday topish mumkin Kuch momentining yo'nalishini qanday aniqlash mumkin Magnit induksiya vektorining yo'nalishini qanday aniqlash mumkin
Ko'rsatma
Agar Q zaryadi hosil qilgan elektr maydoniga boshqa Q0 zaryadi joylashtirilsa, u unga ma'lum bir kuch bilan ta'sir qiladi. Bu xarakteristika elektr maydonining kuchi deb ataladi E. Bu maydon fazoning ma'lum bir nuqtasida Q0 musbat elektr zaryadiga ta'sir qiladigan F kuchning ushbu zaryadning qiymatiga nisbati: E = F/ Q0. Kosmosning ma'lum bir nuqtasiga qarab, E maydon kuchining qiymati o'zgarishi mumkin, bu E = E (x, y, z, t) formulasi bilan ifodalanadi. Demak, elektr maydon kuchi vektor fizik miqdorlarini bildiradi. Chunki maydon kuchi ta'sir qiluvchi kuchga bog'liq nuqta zaryadi, u holda elektr maydon kuchligi vektori E kuch vektori F bilan bir xil bo'ladi. Kulon qonuniga ko'ra, ikkita zaryadlangan zarrachalar vakuumda o'zaro ta'sir qiladigan kuch bu zaryadlarni bog'laydigan to'g'ri chiziq bo'ylab yo'naltiriladi. Maykl Faraday maydon kuchini tasavvur qilishni taklif qildi elektr zaryadi kuchlanish chiziqlari bilan. Bu chiziqlar tangensning barcha nuqtalarida kuchlanish vektoriga to'g'ri keladi. Chizmalarda ular odatda o'qlar bilan belgilanadi. Elektr maydoni bir xil bo'lsa va uning intensivlik vektori moduli va yo'nalishi bo'yicha doimiy bo'lsa, unda intensivlik chiziqlari unga parallel bo'ladi. Agar elektr maydoni musbat zaryadlangan jism tomonidan yaratilgan bo'lsa, kuchlanish chiziqlari undan uzoqroqqa, manfiy zaryadlangan zarrachada esa unga qarab yo'naltiriladi. Qanday oddiy
Boshqa tegishli yangiliklar:
Quvvat maydoni, fazoning bir qismi, uning har bir nuqtasida faqat tanlangan nuqtaning holatiga qarab ma'lum bir kuch ta'sir qiladi. Agar, masalan, bizda zaryadlangan jism bo'lsa, u holda uning yaqinidagi istalgan nuqtada joylashgan zaryadga elektr tortishish kuchi ta'sir qiladi (yoki
Potensial - bu elektr maydonining energiya xarakteristikasi. Uning qiymatini topish uchun sizga kerak potentsial energiya elektr maydonining ma'lum bir nuqtasida zaryadning o'ziga bo'lingan zaryad. Har xil turdagi maydonlar uchun potentsialni hisoblash uchun turli formulalar qo'llaniladi. Sizga kerak bo'ladi -
Elektr zaryadining qiymatini topishning ikki yo'li mavjud. Birinchisi, noma'lum zaryadning ma'lum zaryad bilan o'zaro ta'sir kuchini o'lchash va uning qiymatini Kulon qonuni yordamida hisoblash. Ikkinchisi - ma'lum bo'lgan elektr maydoniga zaryad kiritish va unga ta'sir qiladigan kuchni o'lchash. O'lchash uchun
Elektr maydonining kuchini topish uchun unga ma'lum sinov zaryadini kiriting. Maydon tomondan unga ta'sir qiluvchi kuchni o'lchang va kuchlanish qiymatini hisoblang. Elektr maydoni nuqta zaryadi yoki kondansatör tomonidan yaratilgan bo'lsa, uni maxsus yordamida hisoblang
Fizika masalalarida ba'zan tananing elektr maydoni yoki boshqa jismlar bilan o'zaro ta'siridan kelib chiqqan holda uning zaryadini topish kerak. Ko'pgina hollarda, uning massasi yoki yuzasi bo'ylab elementar zaryadlarning taqsimlanishini hisoblamaslik uchun tananing o'lchamlari e'tiborga olinmaydi. Joylashtirish homiysi
Bir xil kattalikdagi nuqtaviy zaryadlarning modulini aniqlash uchun ularning o'zaro ta'sir kuchini va ular orasidagi masofani o'lchang va hisobni bajaring. Agar siz alohida nuqta jismlarining zaryad modulini topishingiz kerak bo'lsa, ularni ma'lum intensivlikdagi elektr maydoniga keltiring va maydon ta'sir qiladigan kuchni o'lchang.
Magnit maydon kuchi H - vektor jismoniy miqdor, magnit induksiya vektori va magnitlanish vektori o'rtasidagi farqning natijasi. SI tizimida u har bir metr uchun amperda, CGSda esa oerstedlarda o'lchanadi. "Magnit maydon kuchini qanday topish mumkin" mavzusidagi P & G maqolalarini joylashtirish homiyligida.
Lorents kuchi nuqtaviy zaryadga elektr maydonining ta'sirining intensivligini aniqlaydi. Ba'zi hollarda V tezlikda harakatlanuvchi q zaryadga magnit maydonning ta'sir qiladigan kuchini, boshqalarida esa elektr va magnit maydonlarining umumiy ta'sirini bildiradi.
