Вопрос №10 Уравнения Максвелла в интегральной форме.

Уравнения Максвелла в интегральной форме определяют не векторы , , и в отдельных точках пространства, а интегральные величины: циркуляции векторов и вдоль произвольных замкнутых контуров и потоки векторов и через произвольные замкнутые поверхности.

Первое уравнение Максвелла является математической формулировкой закона Фарадея для электромагнитной индукции.

, (5.3)

где

– единичный вектор нормали к участку dS поверхности S, ограниченной контуром .

Первое уравнение Максвелла показывает, что циркуляция вектора напряженности электрического поля вдоль замкнутого контура определяется скоростью изменения потока вектора магнитной индукции через поверхность S, ограниченную контуром .

Второе уравнение Максвелла является обобщением для переменного поля эмпирического (опытного) закона Био – Савара о возбуждении магнитного поля электрическими токами. Максвелл высказал гипотезу о том, что магнитное поле порождается не только токами, текущими в проводниках (то есть токами проводимости), но и переменными электрическими полями в диэлектриках или в вакууме.

Величина, пропорциональная скорости изменения электрического поля во времени, была названа Максвеллом током смещения.

Второе уравнение Максвелла имеет вид:

(5.5)

Четыре уравнения Максвелла не образуют замкнутой системы, их необходимо дополнить материальными уравнениями.

,

где , ρ – удельное сопротивление, γ – проводимость.

На границе раздела двух сред должны выполняться граничные условия. Из уравнений Максвелла следует:

1. Электромагнитные взаимодействия обладают конечной скоростью распространения (в вакууме эта скорость равна с = 3·10⁸ ).

2. Вследствие конечной скорости распространения электромагнитных взаимодействий возможно существование электромагнитных волн, частным случаем которых являются световые волны.

Вопрос № 11 Шкала электромагнитных волн.

1 нм = 10^-9 м

1 пм = 10^-12 м

В соответствии с теорией Максвелла радиоволны, свет, рентгеновские лучи и γ-излучение представляют собой электромагнитные волны с различной длиной волны, причем между соседними диапазонами шкалы элект ромагнитных волн нет резких границ, то есть они перекрываются (рис. 5.1)

Радиоволны – это электромагнитные волны с длиной волны больше, чем 5·10 м. Источники радиоволн – переменные токи в проводниках.

Инфракрасное излучение – электромагнитное излучение с длиной волны от 1 мм до 770 нм. Источники – нагретые тела.

Свет – это электромагнитное излучение с длиной волны от 380 нм до 770 нм, способное вызывать зрительное ощущение у человека.

Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитное излучение с длиной волны от 10 нм до 380 нм.

Рентгеновское излучение возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества. Длина волны рентгеновского излучения от 0.01 пм до 100 нм.

γ-лучи с длиной волны < 0,1 нм, испускаются возбужденными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также при распаде частиц и других процессах.