Электродинамика

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Классическая электродинамика
Solenoid.svg
Магнитное поле соленоида
Электричество · Магнетизм

Электродина́мика — раздел физики, изучающий электромагнитное излучение, свойства электромагнитного поля и его взаимодействие с электрическими зарядами, связь электрических и магнитных явлений, электрический ток.

Свойства электрического поля и зарядов описывает другой раздел физики — электростатика, существует также понятие в физике магнитостатика.

Электродинамика лежит в основе техники: радиотехники, электротехники, различных отраслей связи и радио.

Под термином электродинамика по умолчанию понимается классическая злектродинамика (не затрагивающая квантовых эффектов) и квантовая электродинамика (для обозначения современной квантовой теории электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами).[1]

Классическая и квантовая электродинамика[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Джеймс Клерк Максвелл
Джеймс Клерк Максвелл
James Clerk Maxwell
James Clerk Maxwell.png
Дата рождения: 13 июня 1831
Место рождения: Кембридж, Англия
Дата смерти: 5 ноября 1879
Место смерти: Лондон (Англия)
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
Научная сфера: физика, математика, механика

Основным содержанием классической электродинамики является описание свойств электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными телами (заряженные тела "порождают" электромагнитное поле, являются его "источниками", а электромагнитное поле в свою очередь действует на заряженные тела, создавая электромагнитные силы). Это описание, кроме определения основных объектов и величин, таких как электрический заряд, электрическое поле, магнитное поле, электромагнитный потенциал, сводится к уравнениям Максвелла в той или иной форме и формуле силы Лоренца, а также затрагивает некоторые смежные вопросы (относящиеся к математической физике, приложениям, вспомогательным величинам и вспомогательным формулам, важным для приложений, как например вектор плотности тока или эмпирический закона Ома). Также это описание включает вопросы сохранения и переноса энергии, импульса, момента импульса электромагнитным полем, включая формулы для плотности энергии, вектора Пойнтинга и т.п.

Иногда под электродинамическими эффектами (в противоположность электростатике) понимают те существенные отличия общего случая поведения электромагнитного поля (например, динамическую взаимосвязь между меняющимися электрическим и магнитным полем) от статического случая, которые делают частный статический случай гораздо более простым для описания, понимания и расчетов.

Свойства статического (не меняющегося со временем или меняющегося медленно, чтобы «электродинамическими эффектами» в описанном выше смысле можно было пренебречь) электрического поля и его взаимодействия с электрически заряженными телами (электрическими зарядами) описывает отдельный раздел физики — электростатика, являющийся частным разделом электродинамики, но имеющий самостоятельное значение из-за сильного упрощения всех расчётов в этом случае.

Еще частным случаем электродинамики является магнитостатика, исследующая постоянные токи и постоянные магнитные поля (поля не меняются во времени или меняются настолько медленно, что быстротой этих изменений в расчете можно пренебречь).

Электродинамика лежит в основе физической оптики, физики распространения радиоволн, а также пронизывает практически всю физику, так как почти во всех разделах физики приходится иметь дело с электрическими полями и зарядами, а часто и с их нетривиальными быстрыми изменениями и движениями. Кроме того, электродинамика является образцовой физической теорией (и в классическом и в квантовом своем варианте), сочетающей большую точность расчетов и предсказаний с влиянием теоретических идей, родившихся в ее области, на другие области теоретической физики.

В целом электродинамика является основной базовой наукой в технике в областях: радиотехники, электротехники, связи, телевидения, радио и связи.

История[править]

В 1832 году английский физик Майкл Фарадей теоретически предсказал cуществование электромагнитного излучения.

В 1864 году Дж. К. Максвелл опубликовал первые из основных уравнений «классической электродинамики», описывающие эволюцию электромагнитного поля и его взаимодействие с зарядами и токами.

См. также[править]

Ссылки[править]