Site Loader

6 Электромагнитное поле — ф9 т3 Электромагнитные явления

6 Электромагнитное поле

 Магниты притягивают железо и другие магниты. Вокруг них существует магнитное поле. При попадании в это поле замкнутого проводящего контура, в нем возможно возникновение электрического тока, то есть, возникновение электрического поля.

Это явление называется электромагнитной индукцией. Отличается ли возникшее электрическое поле от поля неподвижных зарядов? Какую роль играет проводник, возникает ли электрическое поле  в поднесенном к магниту проводнике? Или же это поле существует независимо от посторонних объектов?

Ответы на эти вопросы дал английский ученый Джеймс Максвелл (1831-1879), создав теорию электромагнитного поля.

Доказано теоретически и практически, что меняющееся со временем магнитное поле порождает переменное электрическое поле, а меняющееся со временем электрическое поле служит источником возникновения магнитного поля.

Вот эти меняющиеся поля вместе образуют общее единое электромагнитное поле.

Источник электромагнитного поля это ускоренно движущиеся электрические заряды. Электроны, вращаясь вокруг ядер атомов, движутся с ускорением, соответственно, они порождают вокруг себя это самое электромагнитное поле.

Когда электроны двигаются в проводнике, образуя электрический ток, то они все время движутся с ускорением, так как при этом колеблются, то есть все время меняют направление своего движения. Существование электромагнитного поля

в проводниках, обусловлено, слабой связью электронов с ядрами и их способностью свободно перемещаться внутри вещества.

В непроводниках электроны намного сильнее связаны с ядрами атомов, поэтому они не могут свободно перемещаться внутри вещества, а электромагнитные поля, создаваемые ими, компенсируются положительно заряженными ядрами атомов, поэтому вещества остаются нейтральными и не проводят ток.

Электромагнитные поля каждого отдельного электрона и протона существуют и ничем не отличаются от таких же полей в проводниках. Поэтому непроводники способны намагничиваться, как например, волосы от расчески, а потом биться током. Это происходит, когда в результате трения некоторая часть электронов все же покидает атомы и образуются ничем не компенсированные заряды.

Электрическое поле покоящихся или движущихся зарядов, а также поле, полученное в результате электромагнитной индукции, ничем не отличаются друг от друга.

Вокруг магнита существует общее электромагнитное поле, электрическая составляющая которого существует независимо от того, есть ли рядом проводник или нет. Проводник, попадая в такое поле, фактически является лишь индикатором электрического поля, а показания проводника как индикатора это возникающий в нем электрический ток.

Физические явления примеры магнитных, механических, звуковых, электрических и световых в таблице кратко

3. 9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 434.

Обновлено 10 Августа, 2021

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 434.

Обновлено 10 Августа, 2021

Физика — это наука об окружающей нас природе, она устанавливает самые общие закономерности, существующие между материальными объектами, и описывает их в виде физических законов. Любая из таких закономерностей проявляется в виде событий, называемых физическими явлениями. Поговорим об этих явлениях, рассмотрим их разнообразие и виды.

Физические явления в природе

Природа — это всё, что нас окружает. Земля, Солнце, воздух, предметы, люди, космос — всё это природа. Природа вечна и бесконечна.

Рис. 1. Природа.

Формой существования объектов в природе является движение в широком смысле — то есть всевозможные изменения, происходящие с ними. Не существует объектов, в которых бы никогда не происходило никаких изменений. Форма объекта, положение относительно других объектов, внутренняя структура, взаимодействия — хотя бы часть из этих характеристик любого предмета со временем всегда изменяется.

Изменения, происходящие с объектами в природе, объединяются под общим названием «явления». Большинство из них (но не все) изучает физика, поэтому такие явления называются физическими. Физическое явление — это явление, происходящее с материальными объектами, при котором предметы и вещества меняют своё состояние и характеристики, но при этом не появляется новых веществ.

Имеется одно исключение. Ядерная физика изучает явления, происходящие с атомным ядром, при которых одни вещества могут превращаться в другие.

Виды физических явлений

К физическим явлениям относятся механические, тепловые, звуковые электромагнитные, световые и некоторые другие процессы. Их можно представить в виде таблицы:

Рис. 2. Таблица физических явлений.

Приведём примеры физических явлений разных видов.

Механические явления

Механика изучает движение в узком смысле. То есть изменение положения тел в пространстве со временем и взаимодействие между этими телами.

Примеры механических явлений — это движение и соударение предметов, разгон и торможение, уравновешивание весов, земное притяжение, движения планет, сжатие пружины, всплывание предметов в жидкости.

Тепловые явления

Термодинамика изучает физическую сущность тепла, его источники и перенос между телами.

Примеры тепловых явлений — нагрев и остывание, кипение и конденсация, плавление и затвердевание.

Звуковые явления

Акустика изучает закономерности появления звука и его распространения в различных средах.

К звуковым явлениям относится сам звук, его слышимость, звуковоспроизведение и звукоизоляция.

Электромагнитные явления

Электродинамика изучает все, что относится к особой форме материи — электромагнитному полю.

Примеры электромагнитных явлений — это молния, электризация предметов, работа электрических приборов, движение тока по проводам, магнитные взаимодействия, работа электронных устройств.

Световые явления

Оптика изучает законы распространения света.

К световым явлениям относятся появление теней и полутеней, увеличение линзы, разложение белого света в спектр.

Явления, не изучаемые физикой

В заключение приведём пример явлений, которые физика не изучает. В первую очередь, это явления, относящиеся к смежным наукам. Например, превращения одних веществ в другие изучаются химией. Законы количественных соотношения и закономерностей изучаются математикой. Математика — это фактически «язык физики», физические наблюдения становятся законами только тогда, когда они выражены количественно на языке математики.

Кроме того, вне интересов физики лежат явления, происходящие в обществе, мыслительные процессы, искусство, религия, интересы людей. Эти явления изучаются гуманитарными науками.

Рис. 3. Гуманитарные науки.

Что мы узнали?

Физика изучает природные явления. Природа — это всё, что окружает нас. К физическим явлениям относятся механические, тепловые, звуковые, электромагнитные, световые процессы, происходящие в природе.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

  • Надежда Залиева

    8/10

Оценка доклада

3. 9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 434.


А какая ваша оценка?

Электромагнитные явления в веществе: статистические и квантовые подходы

Выбранный тип: Электронная книга

117,00 $

Цифровая пробная копия

Запросить цифровую оценочную копию

Игорь Николаевич Топтыгин

ISBN: 978-3-527-41318-8 март 2015 г. 720 страниц

  • Электронная книга

    Всего от 117 долл. США

  • Печать

    Всего от 145,9 долларов США5

Электронная книга

com, you will access either Wiley Reader or the VitalSource Bookshelf Software.</li> <li>E-books have DRM protection on them, which means only the person who purchases and downloads the e-book can access it.</li> <li>E-books are non-returnable and non-refundable.</li> <li>To learn more about our e-books, please refer to our&nbsp;<a href="https://www.wiley.com/wiley-ebooks" target="_blank">FAQ</a>.</li> </ul> » data-original-title=»» title=»»/>

117,00 $

Мягкая обложка

145,95 $

Загрузить рекламный проспект

Загрузить рекламный проспект

Загрузить флаер продукта для загрузки PDF в новой вкладке. Это фиктивное описание. Загрузить флаер продукта — загрузить PDF в новой вкладке. Это фиктивное описание. Загрузить флаер продукта — загрузить PDF в новой вкладке. Это фиктивное описание. Загрузить флаер продукта — загрузить PDF в новой вкладке. Это фиктивное описание.

Описание

Современная электродинамика в различных средах — широкий раздел электродинамики, сочетающий точную теорию электромагнитных полей при наличии электрических зарядов и токов со статистическим описанием этих полей в газах, плазме, жидкостях и твердых телах; диэлектрики, проводники и сверхпроводники. Он широко используется в физике и других естественных науках (таких как астрофизика и геофизика, биофизика, экология и эволюция земного климата), а также в различных технических приложениях (радиоэлектроника, технология искусственных материалов, лазерные технологические процессы, распространение сгустки заряженных частиц, линейные и нелинейные электромагнитные волны и др. ). Электродинамика вещества основана на точной фундаментальной (микроскопической) электродинамике, но дополнена конкретными описаниями электромагнитных полей в различных средах с использованием методов статистической физики, квантовой механики, физики конденсированного состояния (включая теорию сверхпроводимости), физической кинетики и плазмы. физика.
Эта книга представляет в одном уникальном томе систематическое описание основных электродинамических явлений в веществе:
— Большое разнообразие теоретических подходов, используемых при описании различных сред
— Многочисленные важные проявления электродинамики в веществе (магнетики, сверхпроводимость, магнитная гидродинамика, голография, излучение в кристаллах, солитоны и др.)
— Описание приложений, используемых в различных разделах физики и многих других областях естествознания
— Описывает всю сложность электродинамики материи, включая материал на разных уровнях.
— Ориентирован на бакалавров, магистров и аспирантов 3-4 курсов, а также на преподавателей и инженеров и ученых, работающих в этой области.
— Читателю потребуются базовые знания по общей физике, высшей математике, классической механике и микроскопической (фундаментальной) электродинамике на стандартном университетском уровне
— Все примеры и задачи подробно описаны в тексте, чтобы помочь читателю научиться решать проблемы
— Сложные проблемы отмечены одной звездочкой, а самые сложные — двумя звездочками. Некоторые задачи рекомендуется решить в первую очередь, они отмечены заштрихованными точками; они носят более общий и важный характер или содержат результаты, используемые в других задачах.

Об авторе

Игорь Н. Топтыгин — профессор кафедры теоретической физики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, Россия. Он получил ученые степени в области физики и математики в 1964 (доктор философии) и 1974 (хабилитация). Специалист в области теоретической физики и теоретической астрофизики. Член Научного совета по комплексной проблеме космических лучей РАН, член-корреспондент Международной академии наук по высшему образованию. Много лет занимается теоретическими исследованиями квантовых парамагнитных усилителей, ускорения космических лучей и излучения релятивистских частиц в плазме.

Разрешения

Запросить разрешение на повторное использование контента с этого сайта

Содержание

Предисловие IX

Основные обозначения XIII

Фундаментальные константы и часто используемые числа XVII

1 Уравнения стационарных электрических и магнитных полей в средах 1 Макс. Векторы электромагнитных полей в средах 2

1.2 Уравнения электростатики и магнитостатики в среде 4

1,3 Поляризация среды в постоянном поле 7

Проблемы 12

1,4 Ответы и решения 17

2 Электростатика проводников и диэлектриков 37

2. 1 Основные концепции и методы электростатики 37

41

2,2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2,2 2.12 2.12 2.1 2,2 2.12 2.1 2, Специальные методы электростатики 45

Задачи 54

2.3 Энергия, силы и термодинамические соотношения для проводников и диэлектриков 59

Задачи 71

2.4 Ответы и решения 76

3 Стационарные токи и магнитные поля в среде 115

3.1 Стационарный ток 115

Проблемы 123

3.2 Магнитное поле в магнитной среде 129

. Термодинамические соотношения для магнетиков 133

Задачи 145

3.4 Электрические и магнитные свойства сверхпроводников 149

Задачи 153

Задачи 155

Задачи 160

3,5 Ответы и растворы 164

4 Квазистационарное электромагнитное поле 193

4. 1 Квазистациональные явления в линейных проводниках 193

Проблемы 197

4.2 Эдди и эффект кожи 201

205 9000 2 4.2 4.2. Магнитная гидродинамика 207

Задачи 222

4.4 Ответы и решения 228

5 Уравнения Максвелла для переменных и неоднородных полей 275

5.1 Различные формы уравнений Максвелла в средах. Уравнения связи и функции электромагнитного отклика 275

Задачи 287

5.2 Принцип причинности и дисперсионные соотношения 291

Задачи 296

5.3 Энергетические соотношения для переменного электромагнитного поля в средах. Продольные электрические колебания 297

Проблемы 302

5.4 Магнитные колебания и магнитно -резонанс 304

Проблемы 306

5,5 Электродинамика движущейся среды 308

Проблемы 311

Проблемы 321

5.6.0005

Задачи 327

5.7 Ответы и решения 327

6 Распространение электромагнитных волн 363

6.1 Поперечные волны в изотропных средах. Отражение и преломление волн 363

Задачи 377

6.2 Плоские волны в анизотропных и гиротропных средах 382

Задачи 387

6.3 Рассеяние электромагнитных волн макроскопическими телами. Дифракция 390

Задача 393

Задача 401

6.4 Дифракция рентгеновских лучей 405

Проблемы 408

6.5 Ответы и решения 410

7 Когерентность и нелинейные волны 463

7.1 Когерентность и интерферен 463

Проблемы 472

7.2. Среда 477

Задачи 489

7.3 Волны в нелинейных и активных средах 490

Задачи 503

7.4 Ответы и решения 504

8 Электромагнитные колебания в конечных телах 52 1

8.1 Электромагнитные волны в волновыхгидах 521

Проблемы 524

8.2 Электромагнитные колебания в резонаторах 530

Проблемы 531

8.3 Ответы и растворы 536

9000. 9000.

. Ионизационные и радиационные потери энергии быстрых частиц в средах 565

Проблемы 590

9. 2 Макроскопические механизмы излучения быстрых частиц в средах 591

Проблемы 605

9.3 Чаннилирование и излучение, излучаемые быстрыми частицами в кристаллах 609

Проблемы 624

9.4 Ускорение частиц в турбулентной плазменной среде 624

. Его описание с помощью корреляционных тензоров 681

Список литературы 689

Алфавитный указатель 697

электромагнитных явлений, наблюдаемых с земли и из космоса

Известно, что кратковременные солнечные явления и гелиосферные возмущения, такие как солнечные вспышки, солнечные энергетические частицы, выбросы корональной массы, коротирующие области взаимодействия и высокоскоростные потоки солнечного ветра, приводят к различным возмущениям в магнитосфере, ионосфере, атмосфере и у поверхности Земли.

Большое количество космических аппаратов, работающих в околоземном пространстве в последние годы, таких как GOES, GEOTAIL, Cluster, THEMIS, Van Allen Probes, MMS, Arase, CSES и Swarm, в сочетании с наземными обсерваториями, такими как Сети MAGDAS, SuperMAG и INTERMAGNET теперь позволяют изучать эти события. Эти миссии также предоставляют расширенные наборы данных, позволяющие проводить обширные статистические исследования, чтобы связать активность электромагнитных волн с условиями солнечного ветра вверх по течению. В дополнение к этим многоточечным наблюдениям последние достижения в области численного моделирования позволяют по-новому взглянуть на генерацию и передачу волн.

Основной целью этой темы исследования является изучение солнечных явлений и электромагнитных волн, наблюдаемых различными спутниками внутри магнитосферы и в ионосфере, а затем интегрирование с различными наземными магнитометрами через различные магнитные обсерватории по всему миру, чтобы получить больше понимание взаимодействия солнечного ветра с погодой в космосе и на земле.

Эта тема исследования направлена ​​на сбор последних достижений в различных дисциплинах, включая:
— Исследования электромагнитных наблюдений с использованием наземных станций и данных с нескольких космических аппаратов
— Исследования межпланетных корональных выбросов массы, ударных волн, структур солнечного ветра и их связи с геомагнитными возмущениями
— Статистические исследования геомагнитных наблюдений, таких как геомагнитные бури/суббури и магнитные пульсации со сравнительными исследованиями на разных широтах и ​​долготах
— Исследования связь между популяциями магнитосферных, ионосферных и термосферных частиц, а также сейсмо-ионосферно-литосферные отношения.

Известно, что кратковременные солнечные явления и гелиосферные возмущения, такие как солнечные вспышки, солнечные энергетические частицы, выбросы корональной массы, коротирующие области взаимодействия и высокоскоростные потоки солнечного ветра, приводят к различным возмущениям в магнитосфере, ионосфере, атмосфере и у поверхности Земли.

Большое количество космических аппаратов, работающих в околоземном пространстве в последние годы, таких как GOES, GEOTAIL, Cluster, THEMIS, Van Allen Probes, MMS, Arase, CSES и Swarm, в сочетании с наземными обсерваториями, такими как Сети MAGDAS, SuperMAG и INTERMAGNET теперь позволяют изучать эти события. Эти миссии также предоставляют расширенные наборы данных, позволяющие проводить обширные статистические исследования, чтобы связать активность электромагнитных волн с условиями солнечного ветра вверх по течению. В дополнение к этим многоточечным наблюдениям последние достижения в области численного моделирования позволяют по-новому взглянуть на генерацию и передачу волн.

Основной целью этой темы исследования является изучение солнечных явлений и электромагнитных волн, наблюдаемых различными спутниками внутри магнитосферы и в ионосфере, а затем интегрирование с различными наземными магнитометрами через различные магнитные обсерватории по всему миру, чтобы получить больше понимание взаимодействия солнечного ветра с погодой в космосе и на земле.

Эта тема исследования направлена ​​на сбор последних достижений в различных дисциплинах, включая:
— Исследования электромагнитных наблюдений с использованием наземных станций и данных с нескольких космических аппаратов
— Исследования межпланетных корональных выбросов массы, ударных волн, структур солнечного ветра и их связи с геомагнитными возмущениями
— Статистические исследования геомагнитных наблюдений, таких как геомагнитные бури/суббури и магнитные пульсации со сравнительными исследованиями на разных широтах и ​​долготах
— Исследования связь между популяциями магнитосферных, ионосферных и термосферных частиц, а также сейсмо-ионосферно-литосферные отношения.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *