Электромагниттік өріс – электр заряды не магниттік моменті бар бөлшектердің өзара әсерін жеткізетін (тарататын) физикалық өрістің бір түрі.
Электр зарядтары айнымалы қозғалғанда, яғни кез келген айнымалы тоқта электр өрісі де, магнит өрісі де уақыт өтуіне қарай өзгеріп отырады. Сонымен қатар бұл өрістер, Максвеллдің 1865 жылғы теориялық пайымдауынша, өздерін біртұтас электро-магниттік өріс түрінде керсетеді.
Өзіне дейінгі экспериментальдық жолмен (Кулонның,Ампердің, Био Савараның) ашылған электромагниттік құбылыс заңдары мен Фарадейдің ашқан электромагнетизм индукциясы құбылысын біріктіріп тұжырымдап, Максвелл таза математикалық әдіспен электромагниттік өрісті өрнектейтін дифференциальды теңдеулер жүйесін тапты. Бұлтендеулер жүйесі электромагниттік құбылысты өз шамасында барынша толық өрнектейді және ньютондық механика жүйесі сияқты толық та жетілген жаңа теорияны сипаттайды.
Максвелл теориясы
Максвелл теориясы–электр зарядтары мен токтардың кез келген жүйесінің электрмагниттік өрісі туралы бірегей теория. Бұл теорияда электрдинамиканың негізгі сұрақтары шешілген: зарядтар мен токтардың таралуы арқылы олардың электр және магнит өрістерінің сипаттамалары тұжырымдалады.
Максвелл теориясы электрмагниттік құбылыстарды суреттейтін маңызды заңдардың: Остроградский–Гаусс теоремасының, толық ток заңының, электрмагниттік индукция заңының жинақты қорытындысы болып есептеледі.
Максвелл теориясы–жақыннан әрекеттесу теориясы: электрлік және магниттік өзара әрекеттесулер электрмагниттік өріс арқылы орындалады және берілген ортадағы жарық жылдамдығына тең шекті жылдамдықпен таралады.
Фарадейдің электрмагниттік индукция заңын қорытындылау болып есептеледі. Максвелл бойынша, уақыт өтуімен өзгеріп тұратын магнит өрісі циркуляциясы электрмагниттік индукцияның ЭҚК тең құйынды электр өрісін тудырады:
Яғни, тек электрлік зарядтар ғана емес, уақыт бойынша өзгеретін айнымалы магнит өрісі де электр өрісінің көзі бола алады.
Толық ток заңына негізделген. Максвелл бойынша, уақыт өтуімен айнымалы электр өрісі қоршаған ортада құйынды магнит өрісін туғызады. Айнымалы электр өрісінің магниттік ықпалының сандық өлшемі – ығысу тогы – қоршаған ортада (вакуумде немесе затта) магнит өрісін қоздыруға қабілетті. Айнымалы ток тізбегінде толық ток әрқашан тұйықталған, яғни сымның шеттерінде тек өткізгіштік тогы ғана үзіледі, ал диэлектрикте (вакуумде) сымның ұштарында өткізгіштік токтарын тұйықтайтын ығысу тогы бар болады.
векторының циркуляциясы туралы теореманы қорытындылай келе, Максвелдің интегралдық түрдегі екінші теңдеуі шығады:
Максвелдің интегралдық түрдегі үшінші теңдеуі
Электростатикалық өріске арналған Остроградский –Гаусс теоремасы айнымалы электр өрісі үшін де орындалады деп қорытындылайды:
Заряд тұйық беттің ішінде көлемдік тығыздықпен үзіліссіз таралса:
Максвелдің интегралдық түрдегі төртінші теңдеуі
Кез келген магнит өрісі үшін Остроградский –Гаусс теоремасы орындалады деп қорытындылайды:
Векторлық анализдегі Гаусс теоремасына сәйкес төртінші теңдеу дифференциалдық түрде былай жазылады:
Максвелл теориясы, оның тәжірибелік дәлелденуі және Эйнштейннің салыстырмалылық принципі электромагниттік өріс теориясына бағынатын, электрлік, магниттік, оптикалық құбылыстардың ортақ теориясына алып келеді.
Максвеллдің электромагниттік өріс теориясының түйіні
Өзгеріп отыратын магнит өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын электр өрісін тудырады.
1
2
Өзгеріп отыратын электр өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын магнит өрісін тудырады.
