Максвелл теңдеулерінің толық жүйесі. Максвелл электр және магнит өрістерінің біріккен теориясын жасап сол кездегі тәжірибеден алынған құбылыстарды

Максвелл электр және магнит өрістерінің біріккен теориясын жасап сол кездегі тәжірибеден алынған құбылыстарды ғана түсіндіріп қоймай алдын ала жаңа пікірлерді де яғни, электромагниттік толқындардың бар екенін айтты. Максвелл сол кездегі электродинамиканың барлық белгілі заңдарын талдай келе, оларды уақыт бойынша өзгеретін электр және магнит өрістеріне қолдануға қадам жасаған. Ол электр және магнит құбылыстары арасындағы өзараәсерлесуінің ассиметриясына мән берген. Максвелл физикаға құйынды электр өрісі деген ұғым енгізіп, 1831 жылы Фарадей ашқан электромагниттік индукция заңына жаңа тұжырымдама ұсынды:

Магнит өрісінің уақыт бойынша өзгерісі қоршаған кеңістікте күш сызықтары тұйық болатын құйынды электр өрісін туғызады.

Максвелл кері процестің де болатындығы жайында гипотеза айтқан:

Уақыт бойынша өзгеретін электр өрісі қоршаған кеңістікте магнит өрісін туғызады.

3.1 - суретте электр және магнит өрістерінің өзара түрленулері келтірілген.а

3.1 - сурет. (а) Максвелдің айтуы бойынша электромагниттік индукция заңы, (б) Максвелл гипотезасы. Уақыт бойынша өзгеретін электр өрісі магнит өрісін туғызады. Максвелл жарықтың электромагниттік теориясын жасады. Максвелдің бірінші тендеуі электр өрісінің көзі тек қана зарядтар ғана емес айнымалы магнит өрісі де электр өрісінің көзі бола алатынын нақтылайды. Оның математикалық өрнегінің түрі: . (3.13)

Максвелдің екінші теңдеуі векторының циркуляциясы туралы теореманы жалпылау. Бұл теңдеу магнит өрісін электр тогы (қозғалыстағы зарядтар) не айнымалы электр өрісі (ығысу тогы) тудыратынын көрсетеді, яғни . (3.14)

Максвелдің үшінші теңдеуі – Гаусс теоремасының жалпыламасы . (3.15)

Бұл теңдеу электрлік ығысу векторының сызықтары зарядтардан басталып зарядтарда аяқталатынын ерекше айқын көрсетеді. Максвелдің төртінші теңдеуі: . (3.16)

Бұл теңдеу магнит индукция векторының күш сызықтарының тұйық екенін және магнит зарядтарының жоқ екенін нақтылайды. Электромагниттік өрістерді (санағанда) есептегенде жоғарыда айтылған теңдеулерге мына және , және шамалардың арасындағы байланыстарды пайдалану керек , (3.17) (3.18)

және Ом заңының өткізгіштік тогының тығыздығы үшін өрнегін де пайдалану керек ,(3.19)

мұндағы ε₀ мен μ₀ – электр және магнит тұрақтылары, ε мен μ – диэлектрлік және магнит өтімділіктері, – зарядтардың меншікті электр өткізгіштігі.

Электромагниттік толқындар және олардың қасиеттері.

Электромагниттік толқындардың шағылуы

Таратқыш және қабылдағыш рупорлардың арасына металл қаңылтыр қойылса, дыбыс естілмейді. Электромагниттік толқын металл қаңылтырдан өте алмай шағылады. Электромагниттік толқынның шағылу қасиеті радиобайланыс жүйесінде, радиолокадияда қолданылады.