Гипотеза Максвелла

  Автор:
  4555

Генератор высокочастотных колебаний возбуждает в вибраторе вынужденные электромагнитные колебания, что приводит к ускоренному движению электронов и появлению переменного тока. Вокруг вибратора возникает переменное магнитное поле.

 

Используя новую трактовку закона электромагнитной индукции, открытого М.Фарадеем в 1831 г.,  Дж.Максвелл ввел в физику понятие вихревого электрического поля: Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты.

вихревое электрическое поле

 

Максвелл высказал гипотезу о существовании и обратного процесса:

Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле.

 

гипотеза Максвелла

 

Гипотеза Максвелла была лишь теоретическим предположением, не имеющим экспериментального подтверждения, однако на ее основе Максвеллу удалось записать непротиворечивую систему уравнений, описывающих взаимные превращения электрического и магнитного полей, т. е. систему уравнений электромагнитного поля (уравнений Максвелла).

 

Из теории Максвелла вытекает ряд важных выводов:

 

1. Существуют электромагнитные волны, то есть распространяющееся в пространстве и во времени электромагнитное поле.

 

эмв

 

Электромагнитные волны поперечны – векторы Е и В перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

2. Электромагнитные волны распространяются в веществе с конечной скоростью

Скорость c=300000 км/с распространения электромагнитных волн в вакууме является одной из фундаментальных физических постоянных.

3. В электромагнитной волне происходят взаимные превращения электрического и магнитного полей. Эти процессы идут одновременно, и электрическое и магнитное поля выступают как равноправные “партнеры” единого электромагнитного поля.

 

Таким образом, электромагнитная волна в приемном диполе возбуждает вынужденные электромагнитные колебания, что приводит к возникновению переменного тока и свечению лампочки.

 

Электромагнитные волны, распространяясь в пространстве, несут с собой энергию:

W=Wэ+Wм

 

Плотность потока электромагнитного излучения (интенсивность волны) через поверхность площадью S будет равна:

emv10

emv13

При наличии точечного источника излучения интенсивность распространяющейся электромагнитной волны по всем направлениям одинакова. Если площадь поверхности сферы:

emv11

 

то получим:

emv12

Известно, что напряженность электрического поля и магнитная индукция пропорциональны квадрату частоты:

emv15

 

Полная плотность потока электромагнитного излучения:

emv16

Тогда получаем:

emv17

 

Плотность потока излучения пропорциональна четвертой степени частоты.

 

Обратно

 

Интересная статья? Поделитесь ею пожалуйста с другими: