А.В. Зотеев, А.А. Склянкин - Лекции по курсу общей физики (1106108), страница 35

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 35)

Постоянный ток в такой1цепи протекать, конечно, не2Cможет, поскольку диэлектрическийI(t)промежуток между обкладкамиI(t)q(t) +конденсатора представляет собойдля неё разрыв. Контур СLI(t)охватываетРис. 19.3проводник,пересекающий поверхность 1,ограниченную этим контуром. Теорема о циркуляции даёт для них: Bl dl  0   jn dS .(19.2)CПри этом интеграл в правой части равен силе протекающего впроводнике тока I. Однако в соответствии с теоремой вместоповерхности 1 можно выбрать и любую другую, охваченнуюконтуром С.

В частности, поверхность 2, проходящую междуобкладкамиконденсатора.Черезнеёзарядынепереносятся!Леваячастьравенства (19.2) от выбораE (t )-qповерхности , очевидно, независит. Значит, рассуждалМаксвелл,надотак«подправить» правую часть,чтобы она давала тот жерезультат и для поверхности2. Заметим, что вместе с- 238 -I(t)–+–+–+–+–+–+–+–+L––+1“C ”q(t)I(t)2I(t)Рис. 19.4§ 19. Теория Максвеллаповерхностью 1 она образует замкнутую поверхность , внутрикоторой находится нескомпенсированный заряд q, равный зарядуобкладки конденсатора. Сила тока I равна скорости измененияэтого зарядаdq, за счёт заряда «вытекающего из» даннойdtзамкнутой области пространства через поверхность 1. Потеореме Гаусса заряд внутри замкнутой поверхности связан спотоком вектора напряжённости электрического поля через этуповерхность: En dS 10q  q   0  En dS .В таком случае можно утверждать, что сила тока равнаI  0d  En dS  .dt  Последовательность дифференцирования и интегрирования вправой части в случае покоящихся контура и поверхности можнопоменять местами.

То, что после этого получается, Максвеллпредложил называть «током смещения»*): EI см   0    n dS   tdEnназывается плотностью токаdtсмещения. Конечно, такое название не более чем условность.Соответственно величина  0 Ведь электрическим током мы называли направленное движениезаряженных частиц! Здесь же никакие частицы черезповерхность 2 не переносятся. Зато есть изменяющееся во времениэлектрическое поле, которое порождает магнитное. Симметриявосстановлена:изменяющеесявовременимагнитноеполепорождает электрическое (вихревое) и, наоборот, изменяющееся во*)Впервые этот термин появился в статье Дж. К.

Максвелла «О физических силовых линиях» (Onphysical lines of force), опубликованной в журнале «Phylosophical Magazine» в 1862 году.- 239 -Электричество и магнетизмвремени электрическое порождаетмагнитное.То,чтодействительно обусловлено переносом заряженных частицпридётся снабжать теперь специальным термином «токпроводимости». Часто говорят, что токи смещения замыкают токипроводимости в «разорванных» цепях переменного тока.Существование токов смещения экспериментально удалось подтвердить лишь20 лет спустя, уже после смерти Максвелла Генриху Герцу. Почему это не удалосьсделать намного раньше «гению эксперимента» М.

Фарадею? Дело в том, что токисмещения проявляют себя лишь при очень больших скоростях измененияэлектрического поля!19.3. Уравнения Максвелла (в интегральной форме)«Самое главное в теории электромагнетизмаМаксвелла – это уравнения Максвелла» –Г. ГерцВот теперь у нас всё готово, чтобы выписать системууравнений Максвелла.

Справа от соответствующего равенствабудем кратко комментировать физическое содержание этихзачастуюнеоченьпростыхпоматематическойформесоотношений. Итак:1(I) En dS   q ;(теорема Гаусса – закон Кулона + принцип суперпозиции); Bn dS  0;(теорема Гаусса для магнитного поля – магнитных зарядов в природе нет!);(II)0BndS ; t(III)  El dl   C(Закон электромагнитной индукции в трактовке Максвелла);E(IV)  Bl dl  0    jn dS  0  n dS  . (Теорема о циркуляции «подправленная» Максвеллом)C tВместе с законом силы, действующей на заряженную частицу вэлектромагнитном поле (мы называли её обобщённой силойЛоренца) F  qE  q[v , B]- 240 -§ 19.

Теория Максвеллаэта система является основой классической электродинамики,фундаментом теории электромагнитного поля Максвелла.Если же вспомнить 3 закона механики Ньютона и добавить книмзаконВсемирноготяготения,томыполучимвсёпринципиальное знание (фундаментальные законы), добытоечеловечеством к концу XIX столетия и называемое «Классическаяфизика»! Триумф физической НАУКИ, казалось, уже совсемблизок.

Нобелевский лауреат Альберт Майкельсон говорил поэтому поводу в 1894 году:«… кажется вероятным, что большинство основных принциповуже твёрдо установлено и что будущее продвижение вперёд следуетискать в основном в строгом применении этих принципов ко всемявлениям, которые обращают на себя наше внимание. … Будущиеистины физики видны в шестом знаке после запятой»Однако тут же вынужден был оговориться:«… нельзя утверждать, что будущее физики не готовит чудесдаже более удивительных, чем чудеса прошлого…»Так и случилось! На пути научного познания мира на рубежеXIX – XX столетий возникли новые принципиальные проблемы.Новые открытия, сделанные в физике запоследние несколько лет, …, оказали на учёныхвлияние, подобное воздействию Ренессанса налитературу …На пути вздымаются ещё более высокиевершины, и они покорятся каждому, ктоподнимается на них пока ещё широкимидорогами …Дж.Дж.

Томсонлауреат Нобелевской премии, открывший электрон- 241 -Механика. Электричество и магнетизмСОДЕРЖАНИЕОт авторов….……………………….…………………….…..….……. 3Часть 1. МЕХАНИКА НЬЮТОНА§1. Кинематика материальной точки……………….….……… 7§2. Кинематика твёрдого тела ……………………….….………25§3. Динамика материальной точки…………………………….. 30§4. Динамика твёрдого тела……………………………………....

42§5. Законы сохранения в механике.....................……………….. 59§6. Гироскоп.................……………………………………………….. 84Часть 2. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ§7. Закон Кулона. Электрическое поле......…………………….. 90§8. Теорема Гаусса..........……….………………………………….. 103§9. Работа в электростатическом поле ….……….………. 127§10. Проводники в электростатическом поле…....……….. 142§11.

Электрическое поле в диэлектриках........….………….. 162§12. Постоянный электрический ток........………………….. 176§13. Электродвижущая сила....……..………………………….. 183§14. Магнитное поле в вакууме.......................................…….. 192§15. Теорема о циркуляциивектора магнитной индукции…..………………………..

205§16. Электромагнитная индукция …………..……………….. 215§17. Самоиндукция...................................……………………….. 222§18. Магнитное поле в веществе..……………..………………. 229§19. Элементы теории магнитного поля Максвелла…….. 236- 242 -.

Характеристики

Список файлов лекций