Что не является предметом электродинамики
Что не является предметом электродинамики
Чаще всего под термином электродинамика по умолчанию понимается классическая электродинамика, описывающая только непрерывные свойства электромагнитного поля посредством системы уравнений Максвелла; для обозначения современной квантовой теории электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами обычно используется устойчивый термин квантовая электродинамика.
Основные понятия
Основные понятия, которыми оперирует электродинамика, включают в себя:
Основные уравнения
Основными уравнениями, описывающими поведение электромагнитного поля и его взаимодействие с заряженными телами являются:
Частными уравнениями, имеющими особое значение являются:
Содержание электродинамики
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 расчётов.
Специальные разделы электродинамики
Прикладное значение
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 своём варианте), сочетающей очень большую точность расчётов и предсказаний с влиянием теоретических идей, родившихся в её области, на другие области теоретической физики.
Электродинамика имеет огромное значение в технике и лежит в основе: радиотехники, электротехники, различных отраслей связи и радио.
История
Первым доказательством связи электрических и магнитных явлений стало экспериментальное открытие Эрстедом в 1819—1820 порождения магнитного поля электрическим током. Он же высказал идею о некотором взаимодействии электрических и магнитных процессов в пространстве, окружающем проводник, однако в довольно неясной форме.
В 1831 году Майкл Фарадей экспериментально открыл явление и закон электромагнитной индукции, ставшие первым ясным свидетельством непосредственной динамической взаимосвязи электрического и магнитного полей. Он же разработал (применительно к электрическому и магнитному полям) основы концепции физического поля и некоторые базисные теоретические представления, позволяющие описывать физические поля, а также 1832 году предсказал существование электромагнитных волн.
В 1864 году Дж. К. Максвелл впервые опубликовал полную систему уравнений «классической электродинамики», описывающую эволюцию электромагнитного поля и его взаимодействие с зарядами и токами. Он высказал теоретически обоснованное предположение о том, что свет является электромагнитной волной, то есть объектом электродинамики.
В 1895 году Лоренц внёс существенный вклад в построение классической электродинамики, описав взаимодействие электромагнитного поля с (движущимися) точечными заряженными частицами. Это позволило ему вывести преобразования Лоренца. Он же первым заметил, что уравнения электродинамики противоречат ньютоновской физике.
В 1905 году А. Эйнштейн публикует работу «К электродинамике движущихся тел», в которой формулирует специальную теорию относительности. Теория относительности, в отличие от ньютоновской физики, находится в полном согласии с классической электродинамикой и логически завершает её построение, позволив создать её ковариантную формулировку впространстве Минковского через 4-потенциал и 4-тензор электромагнитного поля.
В середине XX века была создана квантовая электродинамика — одна из наиболее точных физических теорий, служащая фундаментом и образцом для всех современных теоретических построений в физике элементарных частиц.
Электродинамика
 Классическая электродинамика | ||||||||||||
 | ||||||||||||
| Электричество · Магнетизм | ||||||||||||
| ||||||||||||
| См. также: Портал:Физика |
Электродина́мика — раздел физики, изучающий электромагнитное поле в наиболее общем случае (то есть, рассматриваются переменные поля, зависящие от времени) и его взаимодействие с телами, имеющими электрический заряд (электромагнитное взаимодействие). Предмет электродинамики включает связь электрических и магнитных явлений, электромагнитное излучение (в разных условиях, как свободное, так и в разнообразных случаях взаимодействии с веществом), электрический ток (вообще говоря, переменный) и его взаимодействие с электромагнитным полем (электрический ток может быть рассмотрен при этом как совокупность движущихся заряженных частиц). Любое электрическое и магнитное взаимодействие между заряженными телами рассматривается в современной физике как осуществляющееся через посредство электромагнитного поля, и, следовательно, также является предметом электродинамики.
Чаще всего под термином электродинамика по умолчанию понимается классическая электродинамика, описывающая только непрерывные свойства электромагнитного поля посредством системы уравнений Максвелла; для обозначения современной квантовой теории электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами обычно используется устойчивый термин квантовая электродинамика.
Содержание
Основные понятия
Основные понятия, которыми оперирует электродинамика, включают в себя:
Основные уравнения
Основными уравнениями, описывающими поведение электромагнитного поля и его взаимодействие с заряженными телами являются:
Частными уравнениями, имеющими особое значение являются:
Содержание электродинамики
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 расчётов.
Специальные разделы электродинамики
Прикладное значение
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 своём варианте), сочетающей очень большую точность расчётов и предсказаний с влиянием теоретических идей, родившихся в её области, на другие области теоретической физики.
Электродинамика имеет огромное значение в технике и лежит в основе: радиотехники, электротехники, различных отраслей связи и радио.
История
Первым доказательством связи электрических и магнитных явлений стало экспериментальное открытие Эрстедом в 1819—1820 порождения магнитного поля электрическим током. Он же высказал идею о некотором взаимодействии электрических и магнитных процессов в пространстве, окружающем проводник, однако в довольно неясной форме.
В 1831 году Майкл Фарадей экспериментально открыл явление и закон электромагнитной индукции, ставшие первым ясным свидетельством непосредственной динамической взаимосвязи электрического и магнитного полей. Он же разработал (применительно к электрическому и магнитному полям) основы концепции физического поля и некоторые базисные теоретические представления, позволяющие описывать физические поля, а также 1832 году предсказал существование электромагнитных волн.
В 1864 году Дж. К. Максвелл впервые опубликовал полную систему уравнений «классической электродинамики», описывающую эволюцию электромагнитного поля и его взаимодействие с зарядами и токами. Он высказал теоретически обоснованное предположение о том, что свет является электромагнитной волной, то есть объектом электродинамики.
В 1895 году Лоренц внёс существенный вклад в построение классической электродинамики, описав взаимодействие электромагнитного поля с (движущимися) точечными заряженными частицами. Это позволило ему вывести преобразования Лоренца. Он же первым заметил, что уравнения электродинамики противоречат ньютоновской физике.
В 1905 году А. Эйнштейн публикует работу «К электродинамике движущихся тел», в которой формулирует специальную теорию относительности. Теория относительности, в отличие от ньютоновской физики, находится в полном согласии с классической электродинамикой и логически завершает её построение, позволив создать её ковариантную формулировку в пространстве Минковского через 4-потенциал и 4-тензор электромагнитного поля.
В середине XX века была создана квантовая электродинамика — одна из наиболее точных физических теорий, служащая фундаментом и образцом для всех современных теоретических построений в физике элементарных частиц.
Основные понятия, которыми оперирует электродинамика, включают в себя:
Закон Кулона, где 
Напряженность электрического поля
Напряженность электрического поля точечного заряда, 
– точечный заряд, создающий поле, 
– радиус-вектор, проведенный из точки нахождения заряда в точку, в которой определяется напряженность
Электрический момент диполя, или дипольный момент
Напряженность электрического поля диполя
Теорема Гаусса для вектора напряженности электрического поля
Напряженность электрического поля плоскости
Потенциал электрического поля, 
– потенциальная энергия электрического поля в рассматриваемой точке
Потенциал электрического поля точечного заряда
Работа сил электростатического поля по перемещению электрического заряда
Формула, связывающая напряженность и потенциал
Напряженность электрического поля бесконечно заряженной нити, 
– линейная плотность заряда нити
Напряженность поля вблизи заряженного проводника, 
– поверхностная плотность заряда
Емкость плоского конденсатора
Емкость батареи параллельно соединенных конденсаторов
Емкость батареи последовательно соединенных конденсаторов
Плотность энергии электрического поля
Электродвижущая сила источника
Закон Ома для однородного участка цепи
Сопротивление проводника постоянного сечения
Закон Ома для однородного участка цепи в дифференциальной форме
Закон Ома для неоднородного участка
Закон Ома для замкнутой цепи
Ток короткого замыкания
Первое правило Кирхгофа
Второе правило Кирхгофа
Сопротивление последовательно соединенных проводников
Сопротивление параллельно соединенных проводников
Закон Джоуля–Ленца в интегральной форме
Закон Джоуля–Ленца в дифференциальной форме
Величина силы Лоренца
Величина силы Ампера
Закон Био–Савара для поля, созданного движущимся зарядом
Закон Био–Савара для поля, созданного линейным элементом тока
Величина индукции магнитного поля бесконечного проводника с током
Теорема о циркуляции
Вращательный момент, действующий на рамку с током в магнитном поле
Поток вектора индукции магнитного поля
Работа по перемещению контура с током в магнитном поле
Законы электродинамики
Вы будете перенаправлены на Автор24
Электродинамика является основным разделом физики. В ней рассматриваются варианты применения магнетизма и электричества. Эти два направления основаны на законах, которые были открыты учеными в разное время. На сегодняшний день законы электродинамики применяются практически везде. Каждый день человек сталкивается с применением многих ее разделов. Например: транспорт, электрический ток, само электричество и много другого.
Рисунок 1. Электродинамика. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Электродинамика: понятие и предмет изучения
Электродинамика – это раздел физики, который изучает электромагнитное поле (временные поля, которые зависят от времени), а также его взаимодействие с теми телами, что имеют электрический заряд.
Предмет электродинамики включает в себя изучение:
Любое магнитное и электрическое взаимодействие между заряженными частицами изучается в физике как действие, которое осуществляется посредством электромагнитного поля, следовательно, также является предметом электродинамики.
Зачастую под термином «электродинамика» понимается именно классическая электродинамика, которая описывает непрерывные свойства электромагнитного поля при помощи системы уравнений Максвелла. Для того чтобы обозначить современную квантовую теорию электромагнитного поля, применяется термин «квантовая электродинамика».
Готовые работы на аналогичную тему
История возникновения электродинамики
Связь магнитных и электрических явлений впервые была доказана в ходе экспериментального открытия, которое осуществил Эрстед в 1820 году. Он высказал идею о порождении и взаимосвязи магнитных и электрических процессов в пространстве, но довольно не в ясной форме.
Майкл Фарадей в 1831 году в ходе эксперимента открыл закон электромагнитной индукции, который стал первым свидетельством динамической взаимосвязи магнитного и электрического поля. Применимо к этим полям он также разработал концептуальные основы физического поля и базовые теоретические представления, которые позволяют описывать физические поля. В 1832 году он также выявил существование электромагнитных волн.
Дж. К. Максвелл в 1864 году опубликовал впервые полную систему уравнений традиционной электродинамики, которая подробно описывала эволюцию электромагнитного поля, а также его взаимодействие с токами и зарядами. Он высказал предположение о том, что свет – это электромагнитная волна, то есть объект электродинамики.
Лоренц в 1895 году внес ощутимый вклад в развитие традиционной электродинамики, описав при этом взаимодействие электромагнитного поля с движущимися заряженными частицами. Благодаря этому он вывел преобразование Лоренца. Также он первым заметил, что электродинамические уравнения противоречат ньютоновской физике.
А. Эйнштейн в 1905 году опубликовал работу «К электродинамике движущихся тел». В ней он поведал специальную теорию относительности. Данная теория, в отличие от ньютоновской, находится в полном соответствии с традиционной электродинамикой, а также логически завершает ее построение, позволяя при этом сформулировать ее ковариантный вариант в пространстве Минковского через четвертый потенциал и тензор электромагнитного поля.
В середине XX столетия была создана квантовая электродинамика. Именно она является наиболее точной физической теорией, которая служит образцом и фундаментом для всех нынешних теоретических построений в физике элементарных частиц.
Рисунок 2. Законы электродинамики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Основные законы электростатики
Электростатика – это раздел электродинамики, который изучает неподвижные электрические заряды. Электромагнитные силы играют очень значимую роль природе благодаря тому, что состоят они из электрически заряженных частиц. Между телами действие электромагнитных сил не обнаруживается, поскольку в обычном состоянии они нейтральны. Отрицательно и положительно заряженные частицы связываются между собой электрическими силами, образуя при этом нейтральные системы.
Основными законами электростатики являются следующие: