Електромагнітне поле

Відео: Електромагнітне поле ЕМВ Швидкість поширення ЕМВ

Електромагнітне поле - це поле, яке описує електромагнітну взаємодію між фізичними тілами.
Розділ фізики, що вивчає електромагнітне поле, називається електродинаміки. Постійні електричні поля вивчаються електростатики, а галузь фізики, яка досліджує постійні магнітні поля називається магнетизмом.
Електромагнітне поле характеризується векторними величинами напруженістю електричного поля , Вектором електричної індукції , Вектором магнітної індукції і напруженістю магнітного поля .
У вакуумі

,


.

У середовищі ці співвідношення несправедливі через процеси поляризації і намагнічування. У загальному випадку

,


,



де - Вектор поляризації, а - Вектор намагніченості.
Конкретну зв`язок між цими величинами визначається фізичними процесами, які відбуваються в середовищі і описується формулами, які називаються матеріальними співвідношеннями.
Наприклад для однорідних ізотропних середовищ при слабких полях і без урахування запізнювання і просторової дисперсії матеріальні співвідношення записуються:

,


,

де? - діелектрична проникність середовища,? - магнітна проникність середовища.
У теорії відносності електромагнітне поле описується 4-тензором електромагнітного поля.
Електромагнітне поле створюється зарядами. Непорушні заряди створюють електричне поле, рухомі заряди - електричне та магнітне поле.
З цього випливає, що поділ на електричні та магнітні поля досить умовними. Якщо заряди нерухомі в одній інерційній системі координат, то відносно спостерігача в рухомій системі координат вони рухаються. В такому випадку непорушний спостерігача фіксувати тільки електричне поле, а рухомий - електричне та магнітне поле одночасно. Ці міркування свідчать про нерозрізвність поняття електромагнітного поля.
Кількісно електричні і магнітні поля, створені нерухомими і рухомими зарядами визначаються рівняннями Максвелла.
Необхідно зауважити, що магнітне поле постійних магнітів створюється узгодженим рухом електронів в атомах, тобто мікроскопічними електричними струмами.


Електромагнітне поле, яке породжується зарядами і струмами, діє на заряди і струми в фізичних тілах.
Сила, з якою електромагнітне поле діє на заряджену частинку називається силою Лоренца.
Електромагнітне поле взаємодіє також через свою магнітну складову з спинами часток.
Електромагнітне поле може виконувати роботу по переміщенню зарядів і обертання магнітних моментів, а отже має потенційну енергію. Енергія електромагнітного поля W визначається формулою

,

де інтегрування проводиться по всьому простору.
Зміна енергії електромагнітного поля з часом підпорядковується рівнянню безперервності

,

де - Вектор Пойнтінга, що описує потік електромагнітного поля.
Електромагнітне поле створено зарядами поширюється в просторі у вигляді електромагнітних хвиль.
Таким чином взаємодія заряджених тіл не є миттєвою. Зміна положення одного заряду викликає зміна сили, з якою він діє на інший заряд, тільки через проміжок часу, необхідний для того, щоб електромагнітна хвиля подолала відстань між зарядами. Електромагнітні хвилі поширюються зі швидкістю світла.
Носіями електромагнітного поля фотони - елементарні частинки з нульовою масою спокою.
Електромагнітні хвилі випромінюються і поглинаються квантами з енергією .

Увага, тільки СЬОГОДНІ!