Elektrodinamika

Elektrodinamika — fizikaning elektromagnit hodisalarni oʻrganish bilan shugʻullanadigan boʻlimi. Klassik E., kvant E. va harakatlanuvchi muhit E.sidan tarkib topgan. Klassik E. ikki qismdan iborat; 1. Klassik makroelektrodinamika — makroskopik elektromagnit hodisalarning klassik nazariyasi; uning asosiy qonuniyatlarini J. Maksvell tenglamalari ifodalaydi; 2. Klassik mikroelektrodinamika — mikroskopik elektr harakatlarining klassik nazariyasi, uning asosiy qonunlarini Maksvell — Lorens differensial tenglamalari ifodalaydi. Kvant E. juda kichik fazo va vaqt oraligʻida oʻzgaruvchi elektromagnit maydoni va zaryadli zarralar bilan oʻzaro taʼsirini uning uzunliklari xossalari, yaʼni kvant xossalarini eʼtiborga olgan holda oʻrganadi va elektromagnit hodisalarning kvant nazariyasi hisoblanadi. Harakatlanuvchi muhitlar E.sida harakatlanuvchi jismlarda roʻy beradigan elektromagnit hodisalar ularning xossalari, xususan, harakatlanuvchi muhitda tarqaladigan elektromagnit toʻlqinlarning tarqalish jarayoni oʻrganiladi. E.ning bu sohasi nisbiylik nazariyasi bilan bogʻliq. 

Elektrodinamika-elektromagnit maydonning xususiyatlarini va uning zaryadlar bilan o'zaro ta'sirini, elektr va magnit hodisalarning aloqasini, shuningdek elektr tokini o'rganadigan fizika bo'limi. Klassik, relativistik va kvant elektrodinamikasi farqlanadi. Klassik elektrodinamikaning asosi Maksvell tenglamalari. 

Elektrodinamika-fizikaning elektromagnit maydonni eng umumiy holatda o'rganadigan bo'limi (ya'ni vaqtga bog'liq bo'lgan o'zgaruvchan maydonlar hisobga olinadi) va uning elektr zaryadiga ega jismlar bilan o'zaro ta'siri (elektromagnit o'zaro ta'sir). Elektrodinamika predmeti elektr va magnit hodisalar, elektromagnit nurlanish (turli sharoitlarda, ham erkin, ham materiya bilan o'zaro ta'sirning turli holatlarida), elektr toki (umuman aytganda, o'zgaruvchan) va uning elektromagnit maydon bilan o'zaro ta'sirini o'z ichiga oladi (elektr tokini harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar to'plami sifatida ko'rib chiqish mumkin). Zaryadlangan jismlar orasidagi har qanday elektr va magnit o'zaro ta'sir zamonaviy fizikada elektromagnit maydon orqali amalga oshiriladi va shuning uchun ham elektrodinamika mavzusi hisoblanadi.

Ko'pincha elektrodinamika atamasi sukut bo'yicha klassik elektrodinamika deb tushuniladi, u faqat Maksvell tenglamalar tizimi orqali elektromagnit maydonning uzluksiz xususiyatlarini tavsiflaydi; elektromagnit maydonning zamonaviy kvant nazariyasini va uning zaryadlangan zarralar bilan o'zaro ta'sirini ko'rsatish uchun odatda barqaror atama ishlatiladi kvant elektrodinamikasi. "Elektrodinamika" atamasini Andre-Mari Amper kiritgan, u 1823 yilda "elektrodinamik hodisalar nazariyasining konspekti"asarini nashr etgan.

Elektrodinamika ishlaydigan asosiy tushunchalarga quyidagilar kiradi:

·        Elektromagnit maydon elektrodinamikani o'rganishning asosiy mavzusi, zaryadlangan jismlar bilan o'zaro ta'sirlashganda o'zini namoyon qiladigan materiya turi. Tarixiy jihatdan ikki maydonga bo'linadi:

o   Elektr maydoni-har qanday zaryadlangan jism yoki o'zgaruvchan magnit maydon tomonidan yaratilgan, har qanday zaryadlangan jismga ta'sir qiladi.

o   Magnit maydon-harakatlanuvchi zaryadlangan jismlar, Spin bilan zaryadlangan zarralar va o'zgaruvchan elektr maydonlari tomonidan yaratilgan, harakatlanuvchi zaryadlar va Spin bilan zaryadlangan jismlarga ta'sir qiladi. (Spin tushunchasi bir xil zarrachalarning almashinuv o'zaro ta'sirida kvant mexanikasida hisobga olinadi va klassik mexanikaga cheklangan o'tish paytida yo'q bo'lib ketadigan sof kvant effektidir.)

·        Elektr zaryadi-bu jismlarning elektromagnit maydonlar bilan o'zaro ta'siriga imkon beradigan xususiyati: bu maydonlarni ularning manbalari sifatida yaratish va ushbu maydonlarning (kuch) ta'siriga duchor bo'lish.

·        Elektromagnit potensial 4 vektorli fizik kattalik, elektromagnit maydonning fazoda taqsimlanishini to'liq aniqlaydi. Elektrodinamikaning uch o'lchovli formulasida undan quyidagilar ajratiladi:

o   Skalar potentsiali-4-vektorning vaqt komponenti

o    Vektor potentsiali-4-vektorning qolgan komponentlari tomonidan hosil bo'lgan uch o'lchovli vektor.

·        Pointing vektori elektromagnit maydonning energiya oqimi zichligiga ega bo'lgan vektorli fizik kattalikdir.

Elektrodinamika tarkibi 
Klassik elektrodinamikaning asosiy mazmuni elektromagnit maydonning xususiyatlarini va uning zaryadlangan jismlar bilan o'zaro ta'sirini tavsiflashdir (zaryadlangan jismlar elektromagnit maydonni "hosil qiladi", uning "manbalari" va elektromagnit maydon o'z navbatida zaryadlangan jismlarga ta'sir qiladi, elektromagnit kuchlarni yaratadi). Ushbu tavsif, elektr zaryadi, elektr maydoni, magnit maydon, elektromagnit potentsial kabi asosiy ob'ektlar va miqdorlarni aniqlashdan tashqari, Maksvell tenglamalariga u yoki bu shaklda va Lorentz kuch formulasida qisqartiriladi va ba'zi tegishli masalalarni (matematik fizika, ilovalar, yordamchi miqdorlar va yordamchi formulalar bilan bog'liq) hal qiladi. joriy zichlik vektori yoki ampirik Ohm qonuni kabi ilovalar). Shuningdek, ushbu tavsif energiyani, impulsni, elektromagnit maydon tomonidan impuls momentini saqlash va uzatish masalalarini, shu jumladan energiya zichligi formulalarini, pointing vektorini va boshqalarni o'z ichiga oladi.

Ba'zan elektrodinamik ta'sirlar (elektrostatikadan farqli o'laroq) elektromagnit maydon xatti-harakatlarining umumiy holati (masalan, o'zgaruvchan elektr va magnit maydon o'rtasidagi dinamik munosabatlar) va statik holat o'rtasidagi muhim farqlarni anglatadi, bu esa maxsus statik holatni tavsiflash, tushunish va hisoblashni ancha osonlashtiradi.

Amaliy qiymat 
Elektrodinamika fizik optikaning, radio to'lqinlarining tarqalish fizikasining asosini tashkil etadi, shuningdek deyarli barcha fizikani qamrab oladi, chunki fizikaning deyarli barcha bo'limlarida siz elektr maydonlari va zaryadlari va ko'pincha ularning ahamiyatsiz bo'lmagan tez o'zgarishi va harakatlari bilan shug'ullanishingiz kerak. Bundan tashqari, elektrodinamika namunaviy fizik nazariya (ham klassik, ham kvant versiyasida) bo'lib, u hisob-kitoblar va bashoratlarning juda katta aniqligini o'z sohasida tug'ilgan nazariy g'oyalarning nazariy fizikaning boshqa sohalariga ta'siri bilan birlashtiradi.

Elektrodinamika texnologiyada katta ahamiyatga ega va asosiy hisoblanadi: radiotexnika, elektrotexnika, aloqa va radioning turli tarmoqlari.

 

Elektromagnetizm