grana teorijske fizike koja proučava posljedice elektromagnetnih sila između električnih naboja i struja From Wikipedia, the free encyclopedia
Klasični elektromagnetizam ili klasična elektrodinamika je grana teorijske fizike koja proučava interakcije između električnih naboja i struja koristeći proširenje klasičnog Newtonovog modela; To je, dakle, klasična teorija polja. Teorija daje opis elektromagnetnih pojava kad god su relevantne skale dužine i jačine polja dovoljno velike da su kvantno-mehanički efekti zanemarljivi. Za male udaljenosti i male jačine polja, takve interakcije bolje opisuje kvantna elektrodinamika, što je kvantna teorija polja.
Fundamentalni fizički aspekti klasične elektrodinamike predstavljeni su u mnogim tekstovima, kao što su oni Richarda Feynmana, Roberta B. Leightona i Matthewa Sandsa,[1] Davida J. Griffithsa,[2] Wolfganga Panofskyja i Melbe Phillipsa,[3] i Johna Jacksona.[4]
Fizičke pojave koje opisuje elektromagnetizam proučavane su kao posebna polja još od antike. Na primjer, bilo je mnogo napretka u oblasti optike stoljećima prije nego što je svjetlost shvaćena kao elektromagnetski talas. Međutim, teorija elektromagnetizma, kako se trenutno razumije, izrasla je iz eksperimenata Michaela Faradaya koji sugeriraju postojanje elektromagnetnog polja i upotrebe diferencijalnih jednačina Jamesa Clerka Maxwella da ga opiše u svojoj Raspravi o elektricitetu i magnetizmu (1873). Razvoj elektromagnetizma u Evropi uključivao je razvoj metoda za mjerenje napona, struje, kapacitivnosti i otpora. Detaljne historijske izvještaje dali su Wolfgang Pauli,[5] ET Whittaker,[6] Abraham Pais,[7] i Bruce Hunt.[8]
Promjenjivo elektromagnetno polje širi se od svog porijekla u obliku talasa. Ovi talasi putuju u vakuumu brzinom svetlosti i postoje u širokom spektru talasnih dužina. Primjeri dinamičkih polja elektromagnetnog zračenja (navedeni u redu povećanja frekvencije): radio talasi, mikrotalasi, svjetlost (infracrvena, vidljiva svjetlost i ultraljubičasta), rendgenski i gama zraci. U polju fizike čestica, ovo elektromagnetno zračenje je manifestacija elektromagnetne interakcije između nabijenih čestica.
Koliko god Coulombova jednačina bila jednostavna i zadovoljavajuća, ona nije sasvim tačna u kontekstu klasičnog elektromagnetizma. Problemi nastaju jer promjene u distribuciji naboja zahtijevaju vrijeme različitu od nule da bi se "osjetilo" negdje drugdje (zahtjeva specijalna teorija relativnosti).
Za polja opštih distribucija naelektrisanja, retardirani (nazivaju se još i usporeni) potencijali se mogu izračunati i diferencirati u skladu sa tim da bi se dobile Jefimenkove jednačine.
Usporeni potencijali se također mogu izvesti za tačkasta naelektrisanja, a jednačine su poznate kao Liénard-Wiechert potencijali. Skalarni potencijal je:
gdje je q naboj tačkastog naboja, a r pozicija. rq i vq su položaj i brzina naelektrisanja, respektivno, kao funkcija retardiranog (zakašnjelog) vremena. Potencijal vektora je sličan:
Oni se zatim mogu u skladu s tim diferencirati kako bi se dobile potpune jednadžbe polja za česticu koja se kreće.
Grane klasičnog elektromagnetizma kao što su optika, elektrotehnika i elektronika sastoje se od zbirke relevantnih matematičkih modela različitih stupnjeva pojednostavljenja i idealizacije kako bi se poboljšalo razumijevanje specifičnih elektrodinamičkih pojava.[9] Fenomen elektrodinamike određen je određenim poljima, specifičnim gustoćama električnih naboja i struja, te određenim prijenosnim medijem. Kako ih ima beskonačno mnogo, u modelarstvu postoji potreba za nekim tipičnim, reprezentativcem
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.