![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные уравнения электромагнитного поля ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
Весьма важно при построении любого раздела физики положить в его основу минимальное необходимое число соотношений, принимаемых как опытные фак- ты, рассматриваемых с соответствующими их обобщениями в качестве аксиом. Остальные соотношения должны выводиться из них как следствия, т. е. являть- ся теоремами. Выше в основу положены, как вытекающие из опыта и соответствующих его обобщений, максвеллов постулат, принцип непрерывности магнитного потока, закон электромагнитной индукции и закон полного тока. На основании опытного закона Кулона и вытекающей из него для однород- ной и изотропной среды и электростатического поля теоремы Гаусса, обобщен- ной затем для любой среды и для любого изменяющегося во времени электриче- ского поля, получили постулат Максвелла: связывающий электрическое поле с электрическими зарядами частиц или тел. Опытный факт непрерывности линий магнитной индукции, непосредственно проверяемый всюду, где это достижимо в магнитном поле, окружающем элек- трические токи, обобщенный на основе современных физических представле- ний об элементарных токах в веществе и о магнитных моментах элементарных частиц вещества для магнитного поля внутри любого твердого тела, где непо- средственный эксперимент невозможен, сформулирован нами в качестве фунда- ментального принципа непрерывности магнитного потока: Этот принцип гласит, что магнитных масс как источников линий магнитного поля, аналогичных электрическим зарядам частиц или тел, являющихся источ- никами линий электрического поля, в природе не существует. Установленный опытным путем для проводниковой замкнутой электриче- ской цепи закон электромагнитной индукции, обобщенный для любого мыслен- но взятого контура в изменяющемся магнитном поле в любой среде, дает одно из важнейших уравнений электромагнитного поля, связывающее из- меняющееся магнитное поле с возникающим при этом полем электрическим. Линии такого электрического поля являются непрерывными, т. е. замкнутыми. Также установленный опытным путем для токов проводимости и переноса закон полного тока, обобщенный на все виды электрического тока, включая и токи электрического смещения, дает другое важнейшее уравнение электромагнитного поля, связывающее дви- жение электрически заряженных частиц и тел и изменяющееся электрическое поле с возникающим при этом магнитным полем. Приняв эти соотношения за основные, получаем остальные соотношения как их следствие. В общем случае эти уравнения необходимо дополнить связями между векто- рами D и E и между векторами B и H. Для изотропной среды эти связи имеют вид D =eE и B =mH. Кроме того, необходимо иметь в виду, что в общем случае ток i может быть током проводимости в проводнике, током переноса или током электрического смещения, плотности которых имеют, соответственно, выраже- ния: В первых же параграфах последней части, посвященной теории электромаг- нитного поля, увидим, что для полного определения поля любого вектора необ- ходимо знать значения интегралов этого вектора по всем возможным замкнутым контурам, а также истоки линий вектора, т. е. значения интегралов этого вектора по всем возможным замкнутым поверхностям. Это и осуществляется в избран- ных выше основных соотношениях. Таким образом, их выбор не является слу- чайным. Он тесно связан с сущностью исследуемых явлений. Выразив эти со- отношения в последней части курса в дифференциальной форме, получим возможность рассчитывать электромагнитное поле для различных конкретных задач с учетом граничных и начальных условий. Для расчета энергии, переноси- мой электромагнитным полем, необходимо дополнительно знать распределение энергии в поле
|