Էլեկտրամագնիսական դաշտ

Էլեկտրամագնիսական դաշտ, մատերիայի ձև է, իրականացնում է լիցքավորված մասնիկների փոխազդեցությունը։ Էլեկտրամագնիսական դաշտի աղբյուրը դադարի կամ շարժման վիճակում գտնվող էլեկտրական լիցքերն են։ Անշարժ լիցքերի շուրջը գոյություն ունի ստատիկ էլեկտրական դաշտ, հավասարաչափ-ուղղագիծ շարժման դեպքում լրացուցիչ առաջանում է ստատիկ մագնիսական դաշտ, իսկ արագացումով շարժվելիս ստեղծվում է փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտ, որի մի մասն անջատվում է լիցքերից և ճառագայթվում տարածության մեջ էլեկտրամագնիսական ալիքների ձևով։

Բնութագրերը

Լարվածություններ 
Էլեկտրամագնիսական դաշտը բնութագրվում է էլեկտրական դաշտի լարվածության  և մագնիսական դաշտի լարվածության  վեկտորներով, որոնց մեծությունն ու ուղղությունը, ընդհանուր առմամբ, տարածության տարբեր կետերում տարբեր է, ընդ որում՝ փոփոխական մագնիսական դաշտը սկզբնավորում է փոփոխական էլերկտրական դաշտ (էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթ)և հակառակը։ Էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը կարելի է առանձին-առանձին դիտարկել միայն դանդաղ փոփոխվող էլեկտրամագնիսական դաշտի դեպքում, երբ դրանց փոխադարձ կապը էական չէ։ Պետք է նկատի ունենալ, սակայն, որ էլեկտրամագնիսական դաշտի բաժանումը երկու դաշտերի պայմանական է։

Պոտենցիալներ 
 և  կարելի է արտահայտել օժանդակ φ և  մեծությունների՝ պոտենցիալների օգնությամբ։ Տրված  և  դաշտերի համար φ և  պոտենցիալների ընդհանրությունը միարժեք չէ։ Այդ հանգամանքը թույլ է տալիս φ և  ընտրել տվյալ խնդրի պահանջներին համապատասխան՝ նրանց վրա դնելով լրացուցիչ տրամաչափարկման պայման։

Էներգիայի խտություն 
Էլեկտրամագնիսական դաշտի էներիգիայի խտությունը վակուումում որոշվում է

 

բանաձևով, իսկ միավոր մակերեսի միջով (այդ մակերեսին ուղղահայաց ուղղությամբ) վայրկյանում անցնող էլեկտրամագնիսական էներգիայի հոսքը՝ Պոյնտինգի վեկտորով՝

 

(c-ն լույսի արագությունն է)։ Էլեկտրամագնիսական երկու (կամ մի քանի) դաշտերի վերադրման դեպքում էլեկտրական և մագնիսական դաշտի լարվածությունները գումարվում են՝
 
,   

որտեղ     բաղադրիչ դաշտերի լարվածություններն են։

Արդյունարար էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիայի խտությունը որոշելիս բաղադրիչ դաշտերի էներգիայի խտություններից բացի, պետք է հաշվի առնել նաև այդ դաշտերի փոխադարձ էներգիան։

Մաքսվելի հավասարումներ 
Էլեկտրամագնիսական դաշտի  և  լարվածությունները լիցքերի տվյալ բաշխման դեպքում կարելի է գտնել Մաքսվելի հավասարումներից։ Այդ հավասարումներից հետևում է, որ էլեկտրամագնիսական դաշտը (էլեկտրամագնիսական ալիքները) վակուումում տարածվում է 3×108 մ/վ արագությամբ, որն անփոփոխ է մնում իներցիալ մի համակարգից մյուսին անցնելիս։  և  վեկտորները իներցիալ մի համակարգից մյուսին անցնելիս ձևափոխվում են այնպես, ինչպես Eμν (μ,ν=0,1,2,3) քառաչափ թենզորի համապատասխան բաղադրիչները։ Այս հանգամանքն ապահովում է Մաքսվելի հավասարումների ինվարիանտությունը Լորենցի ձևափոխումների նկատմամբ։ Էլեկտրամագնիսական դաշտի տեսության կիրառումների զգալի մասը պահանջում է Մաքսվելի հավասարումների ձևակերպումը նյութական միջավայրի համար։ Այս դեպքում հավասարումների մեջ անհրաժեշտ է հաշվի առնել նաև միջավայրի լիցքերի և դրանց ստեղծած էլեկտրական հոսանքների համապատասխանաբար միջինացված արժեքները։

Դասական և քվանտային էլեկտրադինամիկա 
Էլեկտրամագնիսական դաշտի՝ Մաքսվելի հավասարումների վրա հիմնված տեսությունը՝ դասական էլեկտրադինամիկան, ընդգրկում է այնպիսի բնագավառներ, ինչպիսիք են ժամանակակից էլեկտրատեխնիկան և ռադիոտեխնիկան, ռադիոֆիզիկան, օպտիկան ևն։ Սակայն էլեկտրամագնիսական դաշտի դասական տեսությունը կիրառելի չէ շատ բարձր հաճախականության էլեկտրամագնիսական ալիքների համար։ Մասնավորապես, այդ տեսությունն անկարող եղավ բացատրել էլեկտրամագնիսական ալիքների կլանումը և ճառագայթումը, Քոմփթոնի էֆեկտը, էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգի առաջացումը և մի շարք այլ երևույթներ, որոնք իրենց հիմնավորումը գտան դաշտի քվանտային տեսության շրջանակներում՝ քվանտային էլեկտրադինամիկայում, որտեղ լիցքավորված համակարգերի և վակուումի քվանտամեխանիկական նկարագրությանը զուգընթաց տրվում է էլեկտրամագնիսական դաշտի մասնիկային նկարագրությունը։ Այդ անցումը կատարվում է քվանտային եղանակով։ Վերջինս նշանակում է, որ ω հաճախականությամբ էլեկտրամագնիսական դաշտին համապատասխանության մեջ է դրվում լույսի մասնիկների՝ ֆոտոնների մի համախումբ, որոնցից յուրաքանչյուրը շարժվում է c արագությամբ, ունի հանգստի զրոյական զանգված, hω էներգիա, hk շարժման քանակ (հ-ը Պլանկի հաստատունն է, k=c/ω )և 1-ի հավասար սպին։ Էլեկտրամագնիսական դաշտի ինտենսիվությունը համապատասխանում է ֆոտոնների թվին։ Նյութական համակարգի և Էլեկտրամագնիսական դաշտի փոխազդեցությունը համարժեք է այդ համակարգի և ֆոտոնների փոխազդեցությանը։

էլեկտրամագնիսական  դաշտի  էներգետիկ  հատկությունները

v ծավալի ներսում  փակված էլեկտրամագնիսական դաշտի  էներգիան չի կարող  անփոփոխ մնալ։ Դաշտի էներգիան  ժամանակի ընթացքում  փոփոխվում է  որոշակի հործոնների  ազդեցության տակ.
 էլեկտրամագնիսական  դաշտի  էներգիայի մի մասի  վերածումը  էներգիայի  այլ տեսակի, օրինակ, նյութի  մասնիկների  մեխանիկական  էներգիայի, որ կապված է  դրանց  ջերմային  շարժման հետ, որը  հարուցված  է  հաղորդման  հոսանքի ընթացքում։
 արտաքին աղբյուրներ աշխատանքը, որը  կարող է և՛ ավելացնել, և՛  նվազեցնել  դաշտի էներգիան։
 V   ծավալի և նրան շրջափակող  տարածության  միջակայքի  միջև  կատարվող  էներգիայի սպեցիֆիկ  փոխանակում, որ բնորոշ է  էլեկտրամագնիսական  դաշտին և կոչվում է ճառագայթում։
Ճառագայթման  գործընթացի  ինտենսիվությունը  էլեկտրադինամիկայում  բնութագրում են՝  որոշելով տարածության  ամեն կետում  հատուկ վեկտորային մեծություն- Պոյնտինգի  վեկտորը, նրա ֆիզիկական իմաստը  այն  է, որ Պոյնտինգի վեկտորի  մոդուլն ու  ուղղությունը  բնութագրում են  տարածության յուրաքանչյուր  կետում  ճաագայթման  էներգիայի  հոսքի մեծությունն ու  ուղղություն։

Էլեկտրամագնիսականություն