Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Возьмем оператор (Вычислим операцию) набла от обеих частей последнего равенства




С другой стороны двойное векторное произведение можно преобразовать следующим образом:

Подставляя полученные выражения в исходное равенство получим:

Сравнивая полученное нами уравнение с волновым уравнением:

Видим, что из уравнений Максвелла, мы получили, что вектор напряжённости электростатического поля удовлетворяет волновому уравнению, т. е. из уравнения Максвелла следует уравнение электромагнитной волны. Решением этого дифференциального уравнения является функция:

E = E0Cos( w t – kx);

Если среда вакуум, то:

=

 

ф/м, Гн/м.

Физический смысл системы уравнений Максвелла состоит в следующем: источниками электромагнитного поля являются плотность электрического заряда r и плотность тока , кроме того, даже в отсутствие плотности электрического заряда и плотности тока источником электрического поля является быстрота изменения во времени магнитного поля и наоборот, источником магнитного поля является быстрота изменения во времени электрического поля . Сказанное дополняет выявление физического смысла каждого уравнения системы уравнений Максвелла в отдельности. Так уравнение (1) является математическим следствием физического условия отсутствия в природе магнитных зарядов, уравнение (3) описывает связь электрического поля с объемной плотностью электрического заряда, уравнение (2) описывает явление электромагнитной индукции, открытое М.Фарадеем, уравнение (4) – «закон полного тока».- является отражением того факта, что формирование магнитного поля в равной степени обусловлено и плотностью тока проводимости и плотностью тока смещения: .

Выпишем рядом дифференциальную и интегральную формы системы уравнений Максвелла:

Интересно сравнить между собой дифференциальную и интегральную формы системы уравнений Максвелла. В математическом плане различие этих форм состоит, в первую очередь, в том, что первая форма требует существования первых пространственных частных производных, входящих в определение дивергенции и ротора векторного поля, вторая форма не содержит пространственных производных и допускает возможность разрывных, недифференцируемых полей. Говорят, что интегральная форма системы уравнений Максвелла содержательнее дифференциальной, хотя в пределах физической применимости обе системы уравнений равнозначны, поскольку все скачки полей в макроэлектродинамике должны рассматриваться как пределы микромасштабных плавных переходов, так чтобы имелась возможность осреднения микровеличин. Если учесть сказанное, то резкие скачки полей, в частности связанные с точечными электрическими зарядами, можно рассматривать и в дифференциальной формулировке с помощью аппарата обобщённых функций. Так, например, точечный заряд q в точке пространства, описываемой радиусом вектором , можно представить в форме:

,

где , - дельта-функция Дирака, описанная в Приложении. Правомерность такого представления основана на интегральном следствии из него:

.

Интегральная форма системы уравнений Максвелла доставляет удобный математический аппарат решения прикладных задач электродинамики при условии достаточно высокой степени симметрии или при заданных законах распределения искомых векторных полей. Заметим, что в этих условиях и использование дифференциальной формы системы уравнений Максвелла достаточно эффективно.

Вместе с тем, система уравнений Максвелла в интегральной формулировке затушёвывает принцип локального взаимодействия, локальной связи электрического и магнитного полей, принцип близкодействия, лежащий в основе современных физических представлений.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-07; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 638 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Либо вы управляете вашим днем, либо день управляет вами. © Джим Рон
==> читать все изречения...

2255 - | 1995 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.