Лекция №14. Тема: (продолжение) Энергия магнитного поля

Тема: (продолжение) Энергия магнитного поля. Объёмная плотность энергии. Магнитное поле в веществе. Намагниченность вещества. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики и их свойства. Объёмная плотность энергии электромагнитного поля.

Электрическое и магнитное поля могут быть не только пос­тоянными, но и переменными. Для получения переменных полей используются различные приспособления, простейшим является колебательный контур, состоящий из последовательно соединениях катушки индуктивности L и конденсатора емкостью С (рис. 4.17). В колебательном контуре происходит процесс перехода электрической энергии конден­сатора в энергию магнитного поля катуш­ки и наоборот. Если в определенные мо­менты времени компенсировать потери энергии в контуре на сопротивление за счет внешнего источника, то получим незатухающие электрические колебания, которые через антенну могут быть излучены в окружающее прост­ранство. Процесс распространения электромагнитных колебаний, периодических изменений напряженностей электрического и маг­нитных полей, в окружающем пространстве называется, электромаг­нитной волной.

Электромагнитные волны охватывают большой спектр длин волн от 10⁵ до10^-12 м и по частотам от 10⁴ до 10²⁴ Гц. По наз­ванию электромагнитные волны разделяются на радиоволны, инфра­красное, видимое и ультрафиолетовое излучения, рентгеновские лучи и g-излучение. В зависимости от длины волны или частоты свойства электромагнитных доли меняются, что является убеди­тельным доказательством диалектико-материалистического закона перехода количества в новое качество.

К

С +

L -

Колебательный контур

В основе электромагнитного поля лежат два положения.

1. Любое изменяющееся магнитное поле вызывает появление изменяющегося вихревого электрического поля;

2. Любое изменяющееся электрическое поле вызывает появление изменяющегося магнитного поля.

Теория электромагнитного поля подробно рассматривается в теоретической электродинамике. Основы этой теории заложены Максвеллом и выражены системой уравнений – уравнениями Макс­велла. Эти уравнения, записанные в интегральной форме, пред­ставляются четырьмя выражениями отражающими объективную реаль­ность.

1. Магнитное поле отлично от нуля, как при перемещении электрических зарядов, так и при изменении электрического поляво времени:

= J + .

2. Циркуляция напряженности электрического поля по контуру (ЭДС индукции) определяется скоростью изменения магнитного потока через площадь S, ограниченную этим контуром:

= - .

3. Поток электрической индукции (смещения) через замкнутую поверхность S равен полному заряду, заключенному внутри этой поверхности: = g.

4. Поток магнитной индукции через любую замкнутую поверх­ность равен нулю: = 0.

Электромагнитное поле материальное и обладает энергией, количеством движения, массой, перемещается в пространстве: в вакууме со скоростью С, а в среде со скоростью: V = , где e₀ = 8,85 10^-12 , m₀ = 12,6 10^-7.

Объемная плотность энергии электромагнитного поля

W = W_э + W_m = ee₀E² + mm₀H² = E H = E H.

Раздел 4. Физика колебаний

Дата добавления: 2014-01-07