Електродинамика

Електродинамика (от грц. electron —
наименование на смолата янтар,
и динамика)

Науката за законите на взаимодействие между електричните товари се нарича електродинамика.

През 1733 г. Ш. Дюфе установява, че електрично натоварените с едноименен товар тела се отблъскват, а с разноименен се привличат. Товарът на наелектризирана стъклена пръчка условно е наречен положителен, а този на направена от янтар пръчка — отрицателен. През 1897 в. англичанинът Дж. Дж. Томсън открива електрично натоварена частица. Оказва се, че товарът й е едноименен с този на янтарната пръчка и частицата е наречена електрон — гръцкото наименование на янтара. Експериментално е установено, че големината на електричния товар се изменя на порции, а не непрекъснато. Големината на всяка порция се оказва кратна на товара на електрона. Ето защо той е приет за елементарен електричен товар – най-малкото самостятелно съществуващо количество електричество, което досега е наблюдавано експериментално.

Георг Ом
Геора Ом (1787—1854). Немски физик, професор. Изследва акустиката и интерференцията. Неговото име носи единицата за електрично съпротивление
Важен раздел на електродинамиката е електростатиката. Тази наука изучава електричните сили между неподвижни товари. През 1785 г. Ш. Кулон със специално направена везна (наречена торзионна) измерва силата на взаимодействието (F) между неподвижни точкови електрични товари (q1 и (q2)- които се намират на известно разстояние (r) един от друг, и открива закона (закон на Кулон) за взаимодействие между тях: F=k\frac{q_1q_1}{r^2} , където k е коефициент, зависещ от измервателната система.

Майкъл Фарадей
Майкъл Фарадей (1791—1867). Английски физик, член и председател на Лондонското кралско дружество. Откривател на електромагнитната индукция
Когато електричните товари се движат, те пренасят електричество. Процесът на пренасяне на електричество се нарича протичане на влектричен ток. През 1826 г. Г. Ом показва, че големината на електричния ток (I) в една електрична верига е правопропорционална на създаващото тока напрежение (U) и обратно пропорционална на съпротивлението (R) (закон на Ом): I=\frac{U}{R}. Когато през 1820 г. X. Оерщед за първи път наблюдава, че в момента на пускане на еклектичен ток през жица стоящата наблизо магнитна стрелка се отклонява, става ясно, че движещите се в жицата електрични товари създават магнитно поле, което действа върху стрелката. През 1831 г. М. фарадей открива, че и магнитното поле от своя страна действа върху движещите се електрични товари — той бързо премества проводник между полюсите на магнити и в резултат в проводника възниква електричен ток. През 1865 г. Дж. Максуел показва теоретично, че електричното и магнитното поле не съществуват независимо едно от друго, а са проява на едно поле — електромагнитното. Когато това поле е наблюдавано експериментално от X. Херц през 1886 г. във вид на електромагнитни вълни (радиовълни), потвърждава се и теоретичното предположение на Максуел, че то трябва да се разпространява със скорост, равна на скоростта на светлината (300 000 mk/s във вакуум). Днес знаем, че светлината, радиовълните, рентгеновите лъчи са проява на електромагнитното поле. За да може да предава взаимодействието между електричните товари, това поле трябва да бъде материално. Електромагнитното поле се състои от частици, наречени кванти или фотони. Тези частици се излъчват от електрично натоварената частица, разпространяват се със скоростта на светлината и когато достигнат друго тяло, което е електрично натоварено, взаимодействат с него. Всеки фотон се характеризира преди всичко с енергията, която носи: фотоните на светлината имат по-голяма енергия от фотоните на радиовълните и по-малка от тази на рентгеновите лъчи. От своя страна фотоните на светлината, които нашето зрение възприема като сини, жълти, червени, също се различават по енергия (най-малка е енергията на червените и най-голяма — на виолетовите фотони).

Джеймс Максуел
Джеймс Максуел (1831—1879). Английски физик, член на Лондонското кралско дружество. Един от основателите на статистическата физика и на класическата електродинамика
Днес законите на електродинамиката помагат да се решават различни задачи, свързани с движението на електрично натоварени частици в различни по форма и големина електромагнитни полета. В електронния микроскоп например се използват системи от електрични и магнитни полета, наречени лещи. Те управляват движението на електроните, като създават увеличеното до един милион пъти изображение на изследвания обект. В устройствата, с които учените днес правят опити за осъществяване на управляеми термоядрени реакции, веществото е нагрято до милиони градуси и се намира в състояние на плазма, в която атомите са разпаднати на йони и електрони. Тази плазма не може да се държи в съдове, защото не съществува материал, който да издържи дори и много по-ниска температура. Тъй като плазмата се състои от електрично натоварени частици, в съответствие със законите на електродинамиката тя се удържа в малък обем (като в съд) с помощта на електрични и магнитни полета.

Вж. Квантова механика. Магнетизъм, Оптика, Спектроскопия и Физика на плазмата.

Няма коментари - Остави коментар

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

*

Можете да използвате тези HTML тагове и атрибути: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>