Электродинамическая карта мира

Электродинамика – это раздел физики, изучающий свойства и закономерности поведения особого вида материи – электромагнитного поля, посредством которого осуществляется взаимодействие между электрически заряженными телами.
Предметом электродинамики выступает электромагнитное поле и связанные с ним электромагнитные явления. Впервые понятие поля ввел Майкл Фарадей (1791-1867 гг.), а теорию электромагнитного поля построил Джеймс Клерк Максвелл (1831- 1879 гг.), который описал его в книге «Динамическая теория электромагнитного поля».
Микроскопическое электромагнитное поле, создаваемое отдельными заряженными частицами, в классической электродинамике определяется Лоренца — Максвелла уравнениями, которые лежат в основе классические статистические теории электромагнитных процессов в макроскопических телах; усреднение уравнений Лоренца — Максвелла приводит к уравнениям Максвелла.
Законы классической электродинамики неприменимы при больших частотах и, соответственно, малых длинах электромагнитных волн, т. е. для процессов, протекающих на малых пространственно-временных интервалах. В этом случае справедливы законы квантовой электродинамики.
Основные положения и выводы теории электромагнитного поля («уравнения Максвелла»):
1) электромагнитное поле реально и существует независимо от того, имеются или нет проводники и магнитные полюса, обнаруживающие его;
2) переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле – с порождаемым им магнитным, т.е. электрическое и магнитное поля неразрывно связаны и образуют единое электромагнитное поле;
3) векторы напряженности электрического и магнитного полей перпендикулярны, а электромагнитная волна поперечна;
4) скорость передачи электромагнитных колебаний равна скорости света (с = 300 000 км/с).

1. Возникновение и развитие электродинамики

Гипотеза поперечных световых волн Френеля поставила перед физикой ряд трудных проблем, касающихся природы эфира, т. е. той гипотетической среды, в которой распространяются световые колебания. Перед этими проблемами отступили на задний план и вопросы, касающиеся природы материальных частиц, испускающих световые волны, и задача отыскания механизма излучения в атомах и молекулах.
В 1819г. датский физик Г. Х. Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны.
Французский физик и математик А. Ампер в 1824г. дал математическое описание взаимодействия проводника тока с магнитным полем.
В 1831г. английский физик М. Фарадей экспериментально обнаружил и дал математическое описание явления электромагнитной индукции - возникновения электродвижущей силы в проводнике, находящемся под действием изменяющегося магнитного поля.
В 1864г. Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого - электромагнитного поля. Эта теория с единой точки зрения объясняла результаты всех предшествующих исследований в области электродинамики, и, кроме того, из неё вытекало, что любые изменения электромагнитного поля должны порождать электромагнитные волны, распространяющиеся в диэлектрической среде (в том числе, в пустоте) с конечной скоростью, зависящей от диэлектрической и магнитной проницаемости этой среды. Для вакуума теоретическое значение этой скорости, было близко к экспериментальным измерениям скорости света, полученным на тот момент, что позволило Максвеллу высказать предположение (впоследствии подтвердившееся), что свет является одним из проявлений электромагнитных волн.
В 1887г. немецкий физик Г. Герц поставил эксперимент, полностью подтвердивший теоретические выводы Максвелла. Его...

Электродинамика классическая, классическая (неквантовая) теория поведения электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрическими зарядами. Основные законы классической электодинамики сформулированы в Максвелла уравнениях. Эти уравнения позволяют определить значения основных характеристик электромагнитного поля — напряжённости электрического поля Е и магнитной индукции В — в вакууме и в макроскопических телах в зависимости от распределения в пространстве электрических зарядов и токов.
В современных условиях научно-технического прогресса в результате развития различных видов энергетики и промышленности электромагнитные излучения занимают одно из ведущих мест по своей экологической и производственной значимости среди других факторов окружающей среды.