Макроскопические свойства материи

Итак, известны основные уравнения Максвелла:

(1.37)

В этих уравнениях имеются только независимые векторы, вещества же совсем нет. Но присутствие среды меняет определённым образом поле. Поэтому необходимо получить зависимость свойств поля от среды (вещества). Будем считать, что если никакой внешний заряд не внесён в среду, то среда считается нейтральной.

Влияние свойств среды должно обусловить определённые соотношения между векторами электрического поля и и между векторами магнитного поля и . В рамках макроскопической теории об этих соотношениях могут быть высказаны лишь предположения, справедливость которых подтверждается лишь опытной проверкой [8].

С точки зрения электромагнитных свойств сред их можно разделить на две категории: изотропные и анизотропные среды.

Изотропные среды – это такие среды, свойства которых в окрестностях данной точки не зависят от направления, но могут меняться от точки к точке. Изотропная среда, свойства которой не меняются от точки к точке, называется однородной. В противном случае среда называется неоднородной.

Анизотропные среды – такие среды, свойства которых в окрестностях данной точки неодинаковы в различных направлениях. Это чаще всего кристаллические тела.

Для изотропных сред естественно предположить, что между векторами и , и выполняется простейшая зависимость:

где – абсолютная диэлектрическая проницаемость среды, Ф/м;

– абсолютная магнитная проницаемость среды, Гн/м.

Могут наблюдаться два сорта тел, в которых и зависят соответственно от и . В этом случае зависимости становятся нелинейными и решение уравнений Максвелла сложны, и среды в которых и не зависят от и В этом случае уравнения Максвелла решаются значительно проще. Мы в основном будем рассматривать этот случай.

Единственной действительно изотропной средой является вакуум, так как там никаких зарядов нет. Абсолютные проницаемости вакуума обозначим и . Напомним, что в системе интернациональной СИ

;

Абсолютные проницаемости вещества, отнесённые к абсолютной проницаемости вакуума, называются относительными проницаемостями. Обозначим их через и . Тогда

Для вакуума

Отметим, что для твёрдых и жидких тел с малой ионизацией между плотностью тока проводимости и напряжённостью электрического поля существует линейная зависимость

(1.38)

где – удельная электропроводность среды или удельная проводимость среды.

Характерной особенностью этой проводимости является то, что диапазон её возможных значений чрезвычайно велик. Выражение (1.38) есть дифференциальный закон Ома.

Дата добавления: 2014-11-28