Електродинамика: Разлика между версии

Занимава се с влиянието на електромагнитното поле върху динамичното поведение на заредени частици. В зависимост от условията, в които се намират разглежданите тела, се разделя на [[класическа електродинамика]] и [[квантова електродинамика]].

1. ( Гаус) Потокът на електрическото поле през затворена повърхност е равен на заградените свободни заряди разделени на енектрическата проницаемост на средата:

<math>\nabla \cdot \mathbf{E} = {{\rho}\over{\varepsilon _0}}= 2\pi k.\rho </math>

2. ( Гаус) Потокът на магнитната индукция през затворена повърхност е равен на 0.

<math>\nabla \cdot \mathbf{B} = 0</math>

:&Phi;Φ_{<b>'''B</b>'''} магнитен поток през областта с площ А.

<math>\nabla \times \mathbf{E} = - \partial B / \partial t </math>

4. ( Ампер/ Максуел)

Максуел полага че: <math>I_d= \epsilon_0{ {d \Phi e} \over {dt}} </math> имащ смисъл на ток, протичащ през останалата част от затворената повърхност извън областта С.

През 1733 г. Ш. Дюфе установява, че електрично заредените с едноименен потенциал тела се отблъскват а с разноименен се привличат. Зарядът на наелектризирана стъклена пръчка условно е наречен положителен, а този на направена от ебонит - отрицателен. През 1897 г. англичанинът [[Джоузеф Джон Томсън|Дж. Дж. Томсън]] открива електрично заредена частица. Оказва се, че зарядът й е едноименен с този на пръчката и частицата е наречена [[Електрон|електрон]] - гръцкото наименование на накит . Експериментално е установено, че големината на електричния заряд се изменя на порции, а не непрекъснато. Големината на всяка порция се оказва кратна на заряда на електрона. Ето защо той е приет за [[Електрически заряд|елементарен електричен заряд]] - най-малкото самостоятелно съществуващо количество електричество, което досега е наблюдавано експериментално.

Важен раздел на електродинамиката е електростатиката. Тази наука изучава електричните сили между неподвижни заряди. През 1785 г. [[Шарл дьо Кулон|Ш. Кулон]] със специално направена [[Везни (уред)|везна]] (наречена торзионна) измерва силата на взаимодействието ('''F''') между неподвижни точкови електрични заряди (q_'''1''') и (q_'''2'''), които се намират на известно разстояние ('''r''') един от друг, и открива закона ([[Закон на Кулон|закон на Кулон]]) за взаимодействие между тях:

Когато електричните заряди се движат, те пренасят електричество. Процесът на пренасяне на електричество се нарича протичане на [[Електрически ток|електричен ток]]. През 1826 г. [[Георг Ом|Г. Ом]] показва, че големината не електричен ток ('''I''') в една електрична верига е правопропорционална на създаващото тока напрежение ('''U''') и обратно пропорционална на съпротивлението ('''R''') ([[Закон на Ом|закон на Ом]]):

Когато през 1820 г. Х. Оерщед за първи път наблюдава, че в момента на пускане на [[Електрически ток|електричен ток]] през жица стоящата наблизо [[Компас|магнитна стрелка]] се отклонява, става ясно, че движещите се в жицата електрични заряди създават магнитно поле, което действа върху стрелката. През 1831 г. [[Майкъл Фарадей|М. Фарадей]] открива че и [[Магнитно поле|магнитното поле]] от своя страна действа върху движещите се електрични заряди- той бързо премества [[Проводник|проводник]] между полюсите на [[Магнит|магнитимагнит]]и и в резултат в проводника възниква електричен ток. През 1865 г. [[Джеймс Кларк Максуел|Дж. Максуел]] показва теоретично, че [[Електрическо поле|електричното]] и магнитното поле не съществуват независимо едно от друго, а са проява на едно и също поле - [[Електромагнитно поле|електромагнитното]]. Когато това поле е наблюдавано експериментално от [[Хайнрих Херц|Х. Херц]] през 1886 г. във вид на [[Електромагнитно излъчване|електромагнитни вълни]] ([[Радиовълни|радиовълни]]), потвърждава се и теоретичното предположение на Максуел, че то трябва да се разпространява със скорост, равна на [[Скорост на светлината|скоростта на светлината]] (300 000 km/c във [[Вакуум|вакуум]]). Днес знаем, че [[Светлина|светлинатасветлина]]та, радиовълните, [[Рентгеново лъчение|рентгеновите лъчи]] са проява на електромагнитното поле. За да може да предава взаимодействието между електричните заряди, това поле трябва да бъде материално. Електромагнитното поле се състои от частици, наречени [[Квант|квантиквант]]и, или [[Фотон|фотонифотон]]и. Тези частици се излъчват от електрично заредена частица, разпространяват със скоростта на светлината и когато достигнат друго тяло, което е електрично заредено, взаимодействат с него. Всеки фотон се характеризира преди всичко с енергията, която носи: фотоните на светлината имат по-голяма енергия от фотоните на радиовълните и по-малка от тази на рентгеновите лъчи. От своя страна, фотоните на светлината, които нашето зрение възприема като сини, жълти, червени, също се различават по енергия (най-малка е енергията на червените и най-голяма - на виолетовите фотони).

Днес законите на електродинамиката помагат да се решават различни задачи, свързани с движението на електрично заредени частици в различни по форма и големина електромагнитни полета. В [[Електронен микроскоп|електронния микроскоп]] например, се използват системи от електрични и магнитни полета, като наречени лещи. Те управляват движението на електроните, като създават увеличеното до един милион пъти изображение на изследвания обект. В устройствата, с които учените днес правят опити за осъществяване на управляеми [[Термоядрен синтез|термоядрени реакции]], веществото е нагрято до милиони градуси и се намира в състояние на [[Плазма|плазма]], в която атомите са разпадната на [[Йон|йонийон]]и и електрони. Тази плазма не може да се държи в съдове, защото не съществува материал, който да издържи дори и много по-низка температура. Тъй като плазмата се състои от електрично заредени частици, в съответствие със законите на електродинамиката тя се удържа в малък обем (като в съд) с помощта на електрични и магнитни полета.