Презентація на тему: "Дивовижна електродинаміка: просто про складне"

Дивовижна електродинаміка: просто про складне. Цяк Іван

Що таке електродинаміка?Електродинаміка— розділ фізики, що вивчає електромагнітне поле. Включає зв'язок електричних і магнітних явищ, електромагнітне випромінювання, електричний струм і його взаємодію з електромагнітним полем. Будь-яка електрична і магнітна взаємодія між зарядженими тілами розглядається в сучасній фізиці як здійснювана за посередництвом електромагнітного поля, і, отже, також є предметом електродинаміки. Варто зауважити!Найчастіше під терміном «електродинаміка» за замовчуванням розуміється класична (не зачіпає квантових ефектів) електродинаміка; для позначення сучасної квантової теорії електромагнітного поля і його взаємодії із зарядженими частинками зазвичай використовується стійкий термін квантова електродинаміка.

Головні поняття електродинаміки. Електромагнітне поле. Електричний заряд. Електричний струм

Електромагнітне поле. Це основний предмет вивчення електродинаміки, вид матерії, що виявляється при взаємодії із зарядженими тілами. Історично поділяється на два поля:створюється будь-яким зарядженим тілом, або змінним магнітним полем, впливає на будь-яке заряджене тіло. Електричне полестворюється рухомими зарядженими тілами, зарядженими тілами і змінними електричними полями, впливає на рухомі заряди і заряджені тіла. Магнітне поле

Електричний заряд. Це властивість тіл, що дозволяє їм взаємодіяти з електромагнітними полями: створювати ці поля, будучи їх джерелами, і піддаватися (силової) дії цих полів.+-+--+

Електричний струм. Це упорядкований нескомпенсованих рух вільних електрично заряджених частинок, наприклад, під впливом електричного поля.

рівняння Максвелла. Основними рівняннями класичної електродинаміки є рівняння Максвелла, які встановлюють зв'язок величин, що характеризують електричні та магнітні поля, з розподілом у просторі зарядів та струмів. Суть чотирьох рівнянь Максвелла для електромагнітного поля якісно зводиться до наступного: Магнітне поле породжується рухомими зарядами та змінним електричним полем;Електричне поле з замкнутими силовими лініями (вихрове поле) породжується змінним магнітним полем;Силові лінії магнітного поля завжди замкнуті (це означає, що воно не має джерел — магнітних зарядів, подібних електричним);Електричне поле з незамкненими силовими лініями (потенційне поле) породжується електричними зарядами — джерелами цього поля. З теорії Максвелла витікає скінченність швидкості розповсюдження електромагнітних взаємодій та існування електромагнітних хвиль.

Розділи електродинаміки. Електростатика. Магнітостатика. Електродинаміка суцільних середовищ. Релятивістська електродинаміка

Електростатика. Електростатика описує властивості статичного електричного поля і його взаємодії із електрично зарядженими тілами, які також нерухомі або рухаються з досить малими швидкостями, щоб створювані ними поля можна було приблизно розглядати як статичні. Зазвичай при цьому мається на увазі і відсутність (або нехтуванням впливу через незначну силу) магнітних полів.

Магнітостатика. Магнітостатика досліджує постійні струми (і постійні магніти) і постійні магнітні поля (поля не змінюються в часі або змінюються настільки повільно, що швидкістю цих змін в розрахунку можна знехтувати), а також їх взаємодію

Електродинаміка суцільних середовищ. Електродинаміка суцільних середовищ розглядає поведінку електромагнітних полів у суцільних середовищах. Релятивістська електродинаміка. Релятивістська електродинаміка розглядає електромагнітні поля в рухомих середовищах

Основні формули Електродинаміки. Сила струму𝐼=𝑞𝑡 Напруга𝑈=𝐴𝑞 Опір𝑅=𝜌𝑙𝑆 ЕРС𝜉=𝐴ст𝑞 Закон Ома для ділянки кола𝐼=𝑈𝑅 Закон Ома для повного кола. I = 𝜉𝑅+𝑟 Робота струму𝐴=𝑈𝐼𝑡 Потужність струму𝑃=𝑈𝐼 Закон Джоуля-Ленца𝑄=𝐼2𝑅𝑡 Послідовне𝐼=𝐼1=𝐼2=…=𝐼𝑛𝑈=𝑈1+𝑈2+…+𝑈𝑛𝑅=𝑅1+𝑅2+…+𝑅𝑛 Паралельне𝐼=𝐼1+𝐼2+…+𝑈=𝑈1=𝑈2=…=𝑈𝑛1𝑅=1𝑅1+1𝑅2+…+1𝑅𝑛 Види з’єднання провідників

Основні формули Електродинаміки. Магнітна індукція𝐵=𝐹𝐴max𝐼𝑙 Магнітний потік𝛷=𝐵𝑆cos𝛼 Сила Ампера𝐹𝐴=𝐵𝐼𝑙sin𝛼 Сила Лоренца𝐹𝛺=𝑞𝐵𝑣sin𝛼 Закон електромагнітної індукції𝜉=−NΔΦΔ𝑡 Індуктивність𝐿=𝛷𝐼 Закон самоіндукції𝜉𝑖𝑠=−𝐿Δ𝐼Δ𝑡 Енергія магнітного поля𝑤𝑀=h𝐼22 

Значення електродинаміки. Електродинаміка лежить в основі фізичної оптики, фізики розповсюдження радіохвиль, а також пронизує практично всю фізику, так як майже у всіх розділах фізики доводиться мати справу з електричними полями і зарядами, а часто і з їх нетривіальними швидкими змінами і рухами. Крім того, електродинаміка є зразковою фізичної теорією (і в класичному і в квантовому своєму варіанті), що поєднує дуже велику точність розрахунків і прогнозів з впливом теоретичних ідей, народжених в її області, на інші галузі теоретичної фізики. Електродинаміка має величезне значення в техніці і лежить в основі: радіотехніки, електротехніки, різних галузей зв'язку та радіо.

Кінець