4. Максвелл гипотезасы
Сонымен, магнит өрісінің стационарлық еместігін ескере отырып, E⃗ және В⃗ векторлық функциялары үшін келесі теңдеулер жүйесіне келеміз:
. (2.7.31)
Мұнда бірқатар ерекше жағдайлар үшін жоғарыда алынған жеке теңдеулер ең жалпы жағдайда жарамды болып шығады деген өте маңызды болжам жасалды. (2.7.27) теңдеулер жүйесі Дж. Максвеллге дейін құрылған, бірақ бұл жерде ол нақты түрде жазылмаған.
Ең алдымен, осы теңдеулердің ішкі сәйкестігін тексеру керек, яғни жаңа ғана көрсетілген болжамның сәйкестігі. Ол үшін соңғы теңдеудің екі жағынан алшақтықты алыңыз:
,
осыдан
. (2.7.32)
Бірақ соңғы теңдік электр зарядының сақталу заңына қайшы келеді, ол жалпы жағдайда стационарлық емес процестер үздіксіздік теңдеуі (1.2.19) ретінде жазылады, сондықтан болуы керек.
. (2.7.33)
Пайда болған қиындықты жеңу үшін ағымдағы тығыздыққа әзірге белгісіз терминін қосайық, оны дәстүрлі түрде орын ауыстыру тогы деп атаймыз. Соңғы теңдеуді (2.7.31) қайта жазамыз:
(2.7.34)
және аламыз
,
осыдан (2.7.33) үздіксіздік теңдеуі мен бірінші теңдеуді (2.7.31) пайдаланып табамыз.
,
яғни
. (2.7.35)
(2.7.35) дегеннен шығады
, (2.7.36)
мұндағы f⃗ – еркін соленоидтық векторлық өріс:
(2.7.37)
априори мүлде нөлге тең емес.
Дж.Максвелл бұл мәселені талдап, өте күшті қосымша болжамды тұжырымдады, соған сәйкес
(2.7.38)
Осылайша, Максвелл гипотезасының мәні келесі тұжырымға дейін қысқарады. Электр зарядының сақталу заңына қайшы келмеу үшін кәдімгі j токқа «орын ауыстыру тогын» қосу керек.
(2.7.39)
Осы өрнекті (2.7.34) орнына қойып, Дж.Максвелл соңғы (2.7.31) теңдеуді ауыстырған теңдеуге келеміз, қалған барлық теңдеулерді өзгеріссіз қалдырамыз.
(2.7.40)
(2.7.40) теңдеу электромагниттік индукциямен қатар магнитоэлектрлік индукцияның да болатынын көрсетеді. Соңғы құбылыстың мәні мынада: құйынды магнит өрісінің көзі зарядталған бөлшектердің қозғалысымен ғана емес, сонымен бірге уақыт бойынша өзгеретін электр өрісімен де байланысты. «Жылжымалы ток» атауына келетін болсақ, ол қазіргі уақытта қызығушылық тудырмайтын таза тарихи сипаттағы себептерге байланысты.
Максвелл гипотезасының дұрыстығын Фарадейдікіне ұқсас эксперименттер орнату арқылы оңай тексеруге болатын сияқты. Алайда, өткен ғасырда мұндай тура жол іс жүзінде қабылданбайтын болып шықты. Сол кезде қол жеткізуге болатын айнымалы электр өрістері соншалықты әлсіз магнит өрісін тудырды, оны анықтау мүмкін болмады. Сондықтан Максвелл гипотезасы іргелі физикалық заң мәртебесін осы гипотеза негізінде теориялық болжаған электромагниттік толқындар ашылғаннан кейін ғана алды.
3.Дәріс
ВАКУУМДАҒЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ӨРІСТІҢ ЖАЛПЫ ҚАСИЕТТЕРІ
Бұл тарауда классикалық электродинамиканың ең маңызды құрылымдық элементтері қарастырылады: электромагниттік өрістің күй айнымалыларының әртүрлі жиындары енгізілген және физикалық шамалар класы сипатталған, электромагниттік өрістің динамикалық теңдеулері және сақталу заңдары талданады.
Достарыңызбен бөлісу: |