Курс лекций по концепциям современного естествознания, страница 16

ε_i ~ |dФ/dt|

ε_i = А_ст/q

В случаях, когда изменение магнитного потока обусловлены изменением площади контура или его ориентации в пространстве сторонними силами, приводящими к возникновению EDS индукции, являются силы магнитной природы (Сила Лоренца)

Пример: у нас есть цепь и провод. Двигаем провод вправо, магнитные линии направлены от нас. Сила Лоренца направлена вниз

Кажущийся парадокс: сторонние силы – силы Лоренца, но силы Лоренца не могут совершать работу. Однако:

F_ст = F_л

F_л = F_{л ||} + F_л

А = А_|| +A_{перпендикулярная} = qVBUt + (-qUB*V*t) = 0

Тогда за счет чего совершается работа в цепи? Работа осуществляется за счет движения перемычки. Таким образом, работа в цепи совершается за счет действия внешней силы, двигающей перемычку. Внешняя сила компенсирует перпендикулярную составляющую силы Лоренца.

Если изменения магнитного потока обусловлены изменением самого магнитного поля, то никаких сторонних сил магнитной природы не возникает.

Максвелл

В этом случае носителей тока заставляют двигаться силы электрической природы. Раз носители тока двигаются по кругу, то линии напряженности этого электрического поля должны быть замкнутыми. Поэтому электрическое поле, возникающее в проводнике, является вихревым.

E = E_к + E_в

E_к – потенциальное электрическое поле

E_в – переменное магнитное поле

Экспериментальное доказательство существования вихревого электрического поля:

СВЧ

Токи Фуко

Если взять проводник и поместить его в переменное магнитное поле, он начнет нагреваться (возникнет вихревое электрическое поле).

1867 год – Магнитно–электронная индукция

Если магнитное поле создает электрическое поле, то можно предположить и обратное.

При зарядке конденсатора, слева и справа от конденсатора по проводникам текут одинаковые токи, цепь разомкнута, но ведет себя так, как будто она замкнута.

Что замыкает цепь? Максвелл говорит, что цепь замыкается переменным электрическим полем.

Переменное электрическое поле – Ток Смещения

Максвелл предположил, что Ток Смещения, как и любой ток проводимости, является источником магнитного поля.

Двойственная природа магнитного поля

С одной стороны магнитное поле создается движущимися зарядами (токами), а с другой стороны источниками магнитного поля является переменное электрическое поле. Переменные электрические и магнитные поля взаимно порождая друг друга могут существовать в открытом пространстве вне зависимости от каких-либо дополнительных источников. По теории Максвелла, электромагнитное поле существует в виде электромагнитных волн, которые распространяются в пустом пространстве (ваакуме) со скоростью с = 1/ корень (ξ₀ µ₀)

ξ₀ – электрическая постоянная

µ₀ – магнитная постоянная

В любой среде эти волны распространяются со скоростью V = c/ корень (ξµ)

Генерация электромагнитных волн

От закрытого колебательного контура к открытому контуру. В пространстве возникает процесс распространения электромагнитных волн (цепная реакция, когда поля создаются друг друга (магнитное – электрическое - магнитное)). Таким образом, открытый контур является передающей антенной.

Теория относительности

Предпосылки возникновения теории относительности. Принцип относительности Галилея (классической физики).

В начальный момент времени точки 0 и 01 совпадают