Электрадынаміка

Электрадына́міка — раздзел фізікі, які вывучае электрамагнітнае поле ў найбольш агульным выглядзе і яго ўзаемадзеянне з целамі, якія маюць электрычны зарад (электрамагнітнае ўзаемадзеянне). Прадмет электрадынкамікі ўключае сувязь электрычных і магнітных з’яў, электрамагнітнае выпраменьванне (як свабоднае, так і ў розных выпадках узаемадзеяння з рэчывам), электрычны ток і яго ўзаемадзеянне з электрамагнітным полем.

Электрадынаміка

Электрычнасць · Магнетызм Электрастатыка Закон Кулона Тэарэма Гауса Электрычны дыпольны момант Электрычны зарад Электрычная індукцыя Электрычнае поле Электрастатычны патэнцыял Магнітастатыка Закон Біё — Савара — Лапласа Закон Ампера Магнітны момант Магнітнае поле Магнітны паток Электрадынаміка Вектарны патэнцыял Электрычны дыполь Патэнцыялы Ліенара — Віхерта Сіла Лорэнца Ток зрушэння Уніпалярная індукцыя Ураўненні Максвела Электрычны ток Электрарухальная сіла Электрамагнітная індукцыя Электрамагнітнае выпраменьванне Электрамагнітнае поле Электрычны ланцуг Закон Ома Правілы Кірхгофа Індуктыўнасць Радыёхвалявод Рэзанатар Электрычная ёмістасць Электрычная праводнасць Электрычнае супраціўленне Электрычны імпеданс Каварыянтная фармулёўка Тэнзар электрамагнітнага поля Тэнзар энергіі-імпульсу 4-патэнцыял 4-ток Вядомыя вучоныя Генры Кавендыш Майкл Фарадэй Андрэ Мары Ампер Густаў Роберт Кірхгоф Джэймс Клерк Максвел Генрых Рудольф Герц Альберт Абрахам Майкельсан Роберт Эндрус Мілікен

Часцей за ўсё пад тэрмінам электрадынаміка разумеюць класічную электрадынаміку, што вывучае элктрамагнітныя з'явы без уліку квантавых эфектаў. У адрозненне ад яе, квантавая электрадынаміка вывучае сучасную квантавую тэорыю поля і яго ўзаемадзеянне з зараджанымі часціцамі.

Класічная электрадынаміка грунтуецца на ўраўненнях Максвела і ўяўленнях электроннай тэорыі.

Асноўныя з’явы

Да асноўных з'яў, вывучаемых электрадынамікай, належаць:

• Электрамагнітнае поле — гэта асноўны прадмет вывучання электрадынамікі, від матэрыі, які праяўляецца ва ўзаемадзеянні з зараджанымі целамі. Гістарычна падзяляецца на два палі:
  • Электрычнае поле — ствараецца кожным зараджаным целам або пераменным магнітным полем, аказвае ўплыў на кожнае зараджанае поле.
  • Магнітнае поле — ствараецца зараджанымі целамі, якія рухаюцца, зараджанымі часціцамі, якія маюць спін, і пераменнымі электрычнымі палямі; аказвае ўплыў на зарады, якія рухаюцца, і зараджаныя целы, якія маюць спін.
• Электрычны зарад — гэта ўласцівасць цел, якая дазваляе ім узаемадзейнічаць з электрамагнітнымі палямі.

Асноўныя ураўненні

Асноўнымі ўраўненнямі, якія апісваюць паводзіны электрамагнітнага поля і яго ўзаемаздеянне з зараджанымі целамі, з'яўляюцца:

• Ураўненні Максвела, якія азначаюць паводзіны свабоднага электрамагнітнага поля ў вакууме і ў асяроддзі, а таксава генерацыю поля крвніцамі. Сярод гэтых ураўненняў можна вылучыць:
  • Тэарэма Гауса (закон Гауса), якая вызначае генерацыю электрастатычнага поля зарадамі.
  • Закон замктнутасці сілавых ліній магнітнага поля.
  • Закон індукцыі Фарадэя, які вызначае генерацыю электрычнага поля пераменнным магнітым полем.
  • Выражэнне для сілы Лорэнца, якое вызначае сілу, якае дзейнічае на зарад, які знаходзіцца ў магнітным поле.
  • Закон Джоўля — Ленца, які вызначае велічыню цеплавых страт у правадзячым асяроддзі з канечнай правадзімасцю, паы наяўнасці ў ёй электрычнага поля.

Гісторыя

Першым доказам сувязі электрычных і магнітных з'яў стала эксперыментальнае адкрыццё Эрстэдам у 1819—1820 спараджэння магнітнага поля электрычным токам. Ён жа выказаў ідэю аб некаторым узаемадзеянні электрычных і магнітных працэсаў у прасторы, якая атачае праваднік, аднак у даволі няяснай форме.

У 1831 годзе Майкл Фарадэй эксперыментальна адкрыў з'яву і закон электрамагнітнай індукцыі, якія сталі першым ясным сведчаннем непасрэднай дынамічнай узаемасувязі электрычнага і магнітнага палёў. Ён жа распрацаваў (у дачыненні да электрычнага і магнітнага палёў) асновы канцэпцыі фізічнага поля і некаторыя базісныя тэарэтычныя ўяўленні, якія дазваляюць апісваць фізічныя палі, а таксама ў 1832 годзе прадказаў існаванне электрамагнітных хваль.

У 1864 годзе Дж. К. Максвел упершыню апублікаваў поўную сістэму ўраўненняў «класічнай электрадынамікі», якая апісвае эвалюцыю электрамагнітнага поля і яго ўзаемадзеянне з зарадамі і токамі. Ён выказаў тэарэтычна абгрунтаваную здагадку аб тым, што святло з'яўляецца электрамагнітнай хваляй, гэта значыць аб'ектам электрадынамікі.

У 1895 годзе Лорэнц завяршыў пабудову класічнай электрадынамікі, апісаўшы ўзаемадзеянне электрамагнітнага поля з кропкавымі зараджанымі часціцамі.

У сярэдзіне XX стагоддзя была створана квантавая электрадынаміка — адна з найбольш дакладных фізічных тэорый.

Гл. таксама

• Квантавая электрадынаміка

Літаратура

• Болсун А. Н. Краткий словарь физических терминов / Сост. А. И. Болсун. — Мн.: Вышэйшая школа, 1979. — С. 396. — 416 с. — 30 000 экз. (руск.)
• Баумгарт К. К. Электродинамика // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.) (руск.). — СПб., 1890—1907.

Спасылкі

• На Вікісховішчы ёсць медыяфайлы па тэме Электрадынаміка
• Статья «Электродинамика» в Физической энциклопедии