Лекция 2. Электромагнитное поле и его виды. Статическое электрическое поле. Электрические заряд и поле. Закон Кулона

В физике взаимодействия его переносчик - физическое поле подразделяется на четыре фун­даментальных вида (состояния): гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. Наиболее освоенным в человеческой практике, в современной технике (особенно электро- и радиотехнике, электронике) является электромагнитное взаимодействие и его переносчик - электромагнитное поле. Оно является, например, причиной таких сил, как силы упругости и натяжения, силы трения и сопротивления.

В электромагнитном взаимодействии участвуют тела, обладающие электрическим зарядом и/или магнитным моментом. Такие тела создают в окружающем пространстве электромагнитное поле, которое проявляет себя в силовом действии (т. е. в изменении состояний движения) на другие тела, обладающие электрическим зарядом и/или магнитным моментом.

Электрический заряд (и магнитный момент) являются характеристикой тел, определяющей меру интенсивности участия их в электромагнитном взаимодействии.

Электромагнитное взаимодействие и поле являются универсальными, т. к. все три элементар­ные частицы атомов вещества (электрон, протон и нейтрон) обладают магнитным моментом, а элек­трон и протон - и электрическим зарядом.

В зависимости от состояния движения (скорости u) электрически тел, создавае­мое ими электромагнитное поле может существовать в следующих конкретных видах (состояниях):

1) статическом (электростатическом) - при u = 0;

2) стационарном (электрическом и магнитном) - при u = соnst ¹ 0;

3) нестационарном (едином электромагнитном) - при u = var (u ¹ const).

В статическом и стационарном состояниях электромагнитное поле расщепляется на обособ­ленные электростатическое и магнитостатическое поля. В нестационарном состоянии электрическое и магнитное поля взаимоувязываются в единое электромагнитное поле, которое может существо­вать либо в связанном, с породившими его источниками состоянии, например, в виде электромаг­нитных колебаний, либо в свободном состоянии, в виде распространяющихся в пространстве со скоростью света электромагнитных волн.

В классической (неквантовой) теории электромагнитного поля - электродинамике Максвелла (1864 г) наиболее общие уравнения электромагнитного поля - уравнения Максвелла, описывают нестацио­нарное электромагнитное поле и содержат в себе как частный случай уравнения для ста­ционар­ных электрического и магнитного полей и для электростатического поля.

В учебном курсе физики предпочтительным оказывается способ изуче­ния электромагнитного поля от простейших состояний - статического и стационарного -
к более общему и сложному - к нестационарному состоянию.

К общим основным задачам учения об электромагнитном поле относят:

1. Описание электромагнитного поля, т. е., задание его основных характеристик (задание состояния) и уравнений движения.

2. Расчет характеристик поля для наиболее характерных (модельных) типов его источников.

3. Анализ внешних проявлений (воздействий) электромагнитного поля.

Дата добавления: 2014-01-06