Elektrodinamika

Elektrodinamika ir fizikas nozare, kas pēta elektromagnētisko lauku un elektromagnētisko mijiedarbību . Elektrodinamika sevī ietver elektrības un magnētisma parādību saistību, elektrisko strāvu, elektromagnētisko starojumu .

Pastāv klasiskā elektrodinamika, kura pēta pastāvīgu elektromagnētisko lauku, balstoties uz Maksvela vienādojumiem, un kvantu elektrodinamika, kura pēta elektromagnētiskā lauka kvantu fiziku. Ja jēdziens 'elektrodinamika' netiek precizēts, tad pieņem, ka tiek domāta klasiskā elektrodinamika.

Vēsture 
Elektrības un magnētisma parādību saistību eksperimentāli pierādīja Hanss Ersteds 1819.—1820. gadā. 1831. gadā Maikls Faradejs eksperimentāli atklāja elektromagnētisko indukciju, tāpat viņš formulēja lauka pastāvēšanas ideju un izteica pieņēmumu par elektromagnētisko viļņu esamību. 1864. gadā Džeimss Maksvels izstrādāja vienādojumu sistēmu klasiskajai elektrodinamikai un izteica teorētisku pieņēmumu, ka gaisma ir elektromagnētisks starojums. 1895. gadā Hendriks Lorencs aprakstīja elektromagnētiskā lauka un punktveida lādiņu mijiedarbību, izstrādāja Lorenca transformācijas un secināja, ka elektrodinamikas vienādojumi neatbilst klasiskajai mehānikai. 1905. gadā Alberts Einšteins formulēja speciālo relativitātes teoriju, kas atšķirībā no klasiskās mehānikas saskan ar klasisko elektrodinamiku. 20. gadsimta vidū aizsākta kvantu elektrodinamika, kas ir pamats elementārdaļiņu fizikai.

Pamatjēdzieni 

 Elektromagnētiskais lauks — galvenais elektrodinamikas izpētes objekts, sastāv no elektriskā lauka un magnētiskā lauka
 Elektriskais lādiņš — ķermeņu īpašība, tas ir, to spēja mijiedarboties ar elektromagnētisko lauku un radīt to
 Elektromagnētiskais potenciāls (skatīt Elektromagnētiskā lauka potenciāls) — četrvektoriāls fizikāls lielums, kas nosaka elektromagnētiskā lauka sadali telpā, triju dimensiju formulējumā no tā izdala skalāro potenciālu (četrvektora laika sastāvdaļa) un vektoriālo potenciālu (trīsdimensiju vektors) 
 Pointinga vektors — vektoriāls fizikāls lielums, kas izsaka enerģijas plūsmas blīvumu

Pamatvienādojumi 

 Maksvela vienādojumi nosaka elektromagnētiskā lauka norises un tā ģenerēšanu 
 Lorenca spēka izteiksme nosaka spēku, kas iedarbojas uz lādiņu, tam atrodoties elektromagnētiskajā laukā
 Džoula—Lenca likums nosaka siltuma zudumus vadītājā, kurā pastāv elektriskais lauks
 Kulona likums (elektrostatika) nosaka punktveida lādiņa elektrisko lauku vai mijiedarbību starp punktveida lādiņiem
 Bio—Savāra—Laplasa likums (magnetostatika) apraksta magnētiskā lauka rašanos strāvas dēļ
 Ampēra likums nosaka spēku, kas iedarbojas uz strāvu magnētiskajā laukā
 Pointinga teorēma izsaka enerģijas nezūdamības likumu elektrodinamikā
 Elektriskā lādiņa nezūdamības likums nosaka, ka slēgtas sistēmas kopējais lādiņš nemainās

Speciālās elektrodinamikas sadaļas 

 Elektrostatika pēta statisku elektrisko lauku, respektīvi, lauku, kurš nemainās vai mainās tik lēni, ka Maksvela vienādojumus var neņemt vērā, un tā mijiedarbību ar lādiņiem, kuri ir nekustīgi vai kustas lēni, vai kustas pietiekami ātri, taču ir mazi
 Magnetostatika pēta līdzstrāvu, pastāvīgos magnētus un pastāvīgu magnētisko lauku, kurš nemainās vai mainās lēni, un to mijiedarbību
 Nepārtrauktas vides elektrodinamika pēta elektromagnētisko lauku nepārtrauktā vidē
 Relatīvistiskā elektrodinamika pēta elektromagnētisko lauku kustībā esošā vidē

Nozīme 
Elektrodinamika tiek izmantota gandrīz visās fizikas nozarēs, jo tajās pastāv elektriskais lauks un lādiņi, un elektrotehnikā.

Skatīt arī 
 Kvantu elektrodinamika

Atsauces

Ārējās saites