Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання
ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
4. МАГНІТНЕ ПОЛЕ. ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ
4.11. ЕЛЕКТРОМАГНІТНЕ ПОЛЕ ТЕОРІЯ МАКСВЕЛЛА В ЯКІСНОМУ ВИГЛЯДІ
Електромагнітне поле — це вид матерії, якому властиві:
— неперервність розподілу в просторі;
— дискретність структури;
— здатність поширюватися у просторі зі швидкістю, наближеною до швидкості світла с:
— силова дія на електрично заряджені частинки або тіла, яка залежить від швидкості їхнього руху.
Електромагнітне поле описується двома основними векторами:
— напруженість електричного поля:
— магнітна індукція магнітного поля:
Сила, з якою електромагнітне поле діє на електричний заряд,— узагальнена сила Лоренца:
Теорія електромагнітного поля (теорія Максвелла) — це теорія, що встановлює зв’язки між векторами, які описують електромагнітне поле, з одного боку, і джерелами та вихорами цих векторів — з другого. Ці зв'язки кількісно виражає рівняння Максвелла.
Джерела вектора — об’єкти, на яких лінії вектора починаються або закінчуються. Вихори вектора — об’єкти, навколо яких лінії вектора замикаються.
Якісно зазначені зв’язки показує таблиця.
Вектори |
Джерела |
Вихори |
|
Вільні і зв’язані заряди |
Змінні магнітні поля (електромагнітна індукція) |
|
Джерела немає — магнітне поле завжди вихрове |
Макро- і мікроструми («струми зміщення»). Змінні електричні поля (магнітоелектрична індукція) |
У певних системах відліку не виявляється магнітна або електрична складова електромагнітного поля, і тоді поле відповідно називається електричним або магнітним.
Навколо зарядженої кульки, що перебуває у спокої в системі «Земля» (джерело ), електромагнітне поле називається електричним (немає вихорів ) (рис. 87).
Рис. 87
Навколо постійного магніту, що перебуває у спокої в системі «Земля» (мікроструми — вихори ), електромагнітне поле називається магнітним полем (немає джерел і вихорів ) (рис. 88).
Рис. 88
У системі, що рухається відносно системи «Земля», поля і змінюються (вихори і ) — поле електромагнітне.