Максвелл теңдеулері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы:"Максвелл теңдеулері"
Қарастырылатын мәселелер:
* Үздіксіздік теңдеуі-зарядтың сақталу заңы.
* Максвелл теңдеуінің тәжірбиеде қолданылуы.
Жоспар:
1.Кіріспе.
2.Тарихы.
3.Ығысу тогы.
4.Максвелл теңдеулері.
5.Бірінші Максвелл теңдеуі.
6.Екінші Максвелл теңдеуі.
7.Үшінші Максвелл теңдеуі.
8.Төртінші Максвелл теңдеуі.

Кіріспе
Джеймс-Клерк Максвелл-ағылшын физигі, классикалық электродинамиканың негізін салушы ғалым, статистикалық физиканың негізін қалаушылардың бірі. Ол 1831 жылы Эдинбург қаласында дүниеге келген.
Максвелл - шотланд дворянының баласы, Клерктердің тегі асыл тұқымды отбасынан шыққан. Ол Эдинбург (1847-50жылдары) және Кембридж (1850-54жылдары) университеттерінде оқыды. Лондон Корольдік қоғам мүшесі болды. (1860). Абердинд қаласындағы Маришал колледж профессоры болып (1856-60), содан кейін Лондон университетінде өз қызметін атқарды (1860-65). 1871 жылдан бастап Максвелл - Кембридж университетінің профессоры болып дұмыс жасады. Онда ол Ұлыбританиядағы алғашқы арнайы физикаға арнап жабдықталған физикалық зертхананада -Кавендиш зертханасын құрды.1871 жылдан бастап директор қызметін атқарды.
Максвеллдің ғылыми жасаған тәжірбиелері электромагнетизм және де газдардың кинетикалық теориясы, оптика мен серпімділік теориясы және т.б. үлкен, ауқымды мәселелерді қамтиды. Максвелл өзінің ең алғашқы жұмысын "овалдарды сызу және көптеген фокустары бар овалдар туралы" 15 жасында тәжірбиесін жасаған ( ол 1846, 1851 жылы жарық көрген). Оның алғашқы зерттеулерінің бірі түсті көру физиологиясы мен физикасы және колориметрия (1852-72) бойынша жұмыстары болды. 1861 жылы Максвелл алғаш рет экранға қызыл, жасыл және көк диапозитивтерді бір уақытта жобалаудан алынған түрлі-түсті бейнені көрсетті, бұл үш компонентті түсті көру теориясының әділдігін дәлелдеді және сонымен бірге түрлі-түсті фотографияны құру жолдарын көрсетті. Ол Максвелл дискісі деп аталатын түсті сандық өлшеуге арналған алғашқы құрылғылардың бірін жасады.
1857-59 жылдары Максвелл Сатурн сақиналарының тұрақтылығы туралы теориялық зерттеу жүргізді және Сатурн сақиналары бір-бірімен байланысты емес бөлшектерден тұрса ғана тұрақты бола алатындығын көрсетті.
Электр және магнетизм туралы зерттеулерде ("Фарадей электр желілері туралы", 1855-56; "физикалық күш сызықтары туралы", 1861-62; "электромагниттік өрістің динамикалық теориясы", 1864; екі томдық іргелі "электр және магнетизм туралы Трактат", 1873) Максвелл Майкл Фарадейдің электрлік және магниттік өзара әрекеттесудегі аралық ортаның рөлі туралы көзқарастарын математикалық түрде дамыды. Ол (Фарадейден кейін) осы ортаны бүкіл әлемдік эфир ретінде түсіндіруге тырысты, бірақ бұл әрекеттер сәтті болмады.
Физиканың одан әрі дамуы Электромагниттік өзара әрекеттесудің тасымалдаушысы Максвелл теориясын жасаған электромагниттік өріс екенін көрсетті (классикалық физикада). Бұл теорияда Максвелл осы уақытқа дейін белгілі макроскопиялық электродинамиканың барлық фактілерін жинақтады және алғаш рет магнит өрісін әдеттегі токқа (электр зарядтары қозғалатын өткізгіштік ток) ұқсас етіп тудыратын ығысу тогы туралы түсінік берді. Максвелл электромагниттік өріс заңдарын жартылай дифференциалдық теңдеулердің 4 жүйесі (Максвелл теңдеулері) түрінде білдірді.
Бұл теңдеулердің жалпы және жан-жақты сипаты олардың талдауы көптеген белгісіз құбылыстар мен заңдылықтарды болжауға мүмкіндік беретіндігінде көрінді.
Сонымен, олардан кейін г. Герцпен эксперименталды түрде ашылған электромагниттік толқындардың болуы болды. Осы теңдеулерді зерттей отырып, Максвелл жарықтың электромагниттік табиғаты туралы қорытындыға келді (1865) және вакуумдағы кез-келген басқа электромагниттік толқындардың жылдамдығы жарық жылдамдығына тең екенін көрсетті.
Ол 1856 жылы В.Вебер мен Ф. Колрауштан гөрі дәлдікпен өлшеді, зарядтың электростатикалық бірлігінің электромагниттік қатынасына қатынасын және оның жарық жылдамдығының теңдігін растады. Максвелл теориясынан электромагниттік толқындар қысым жасайды.
Жарық қысымы 1899 жылы Лебедев П. Н. эксперименталды түрде орнатылды.
Максвеллдің Электромагнетизм теориясы толық тәжірибелік растау алды және қазіргі физиканың жалпыға бірдей танылған классикалық негізіне айналды. Бұл теорияның рөлін А.Эйнштейн айқын сипаттады:"... мұнда Фарадей, Максвелл, герцтің есімдерімен мәңгі байланысты үлкен сынық болды. Бұл революциядағы арыстанның үлесі Максвеллге тиесілі. Максвеллден кейін физикалық шындық үздіксіз, механикалық түсіндірілмейтін өрістер түрінде пайда болды... Шындық ұғымының бұл өзгеруі физика Ньютоннан бері бастан кешкендердің ішіндегі ең терең және жемісті болып табылады".
Газдардың молекулалық-кинетикалық теориясын зерттеуде [1] Максвелл алғаш рет идеалды газ молекулаларының жылдамдық бойынша таралуы туралы статистикалық есепті шешті (Максвеллдің таралуы). Максвелл газ тұтқырлығының молекулалардың жылдамдығы мен еркін жүру ұзындығына тәуелділігін есептеді (1860), соңғысының абсолютті шамасын есептеп, термодинамиканың бірқатар маңызды қатынастарын шығарды (1860). Құрғақ ауаның тұтқырлық коэффициентін эксперименталды түрде өлшеді (1866). 1873-74 жылдары Максвелл ағындағы Қос сәуленің сыну құбылысын ашты (Максвелл эффектісі).
Максвелл ғылымның ірі танымал адамы болды. Ол Британ энциклопедиясына бірқатар мақалалар жазды, олардың бірқатар кітаптары орыс тіліне аударылды.[2] Физика тарихына маңызды үлес Максвеллдің Кавендиштің электрлік жұмыстарының қолжазбаларын (1879) кең түсініктемелермен жариялауы болып табылады.

Электромагниттік құбылыстар табиғатта кездесіп жататын құбылыстар арасында үлкен орын алады.Электродинамика дегеніміз электромагниттік құбылыстарды зерттейтін арнайы ғылым, ондағы ашылған барлық заңдылықтар Максвелл ашып зерттеген теорияларға негізделген.Электродинамика сөзінің мағынасы электр зарядының өзара әсерлесуін және оның қозғалысын зерттейді.Ол электромагниттік өріс зарядтары мен токтары арасындағы байланысын зерттеуге арналған ілім.
Электромагниттік өріс теориясын негізін Максвелл теңдеулері деген теңдеулер жүйесі құрайды. Джеймс Клерк Макввелл 19 ғасырдың ортасында жинақталған эксперименттік нәтижелерге сүйене отырып, тұжырымдаған теңдеулерін арнайы салыстырмалықтың пайда болуында маңызды рөл атқарады. Классикалық электродинамиканың негізгі теңдеулерінің бірі-Максвеллдың теңдеулері.Ол дегеніміз кез келген ортадағы немесе вакуумдағы барлық толық электромагниттік құбылыстарды сипаттайды.Электродинамикадағы Максвелл теңдеулері-классикалық механикадағы Ньютон заңдары немесе салыстырмалы теориясын ашқан Эйнштейнның постулаттары сияқты іспеттес.Максвелл теңдеулері-кез келген ортадағы электромагниттік өрістерді, электрлық заряд пен токтар арасындағы байланысты сипаттайтын интегралды немесе дифференциалды теңдеулер шоғыры.Максвеллдың тәжірбие жүзінде ашқан теңдеулерін замандас немесе басқа да физика ғалымдары қабылдағысы келмейді және сынға алады. Себебі, бұл теңдеулер басқа да бұрын ашылған теңдеулерге ұқсамайтын еді. Алайда, қазіргі кезге дейін Максвеллдың теңдеулерінің дұпыстығына ешқандай күмән жоқ.Олар бізге тек макромирде ғана емес, кванттық механика бөлімінде де жұмыс жасап келеді.Максвеллдың теңдеулері адамдарға әлемнің ғылыми бейнесін қабылдауында үлкен төңкеріс жасады. Сонымен қатар, олар радио толқындарының ашылуын болжап және де жарықтың электромагниттік сипатқа ие екенін көрсетті.
Бұл феноменологиялық теория ,яғни ол құбылыстардың механизмін қарстырмайды, ортада пайда болған және өрістердің пайда болуына себепші болады.Максвелл теориясы макроскопиялық өрістерді қарастырады.
* Макроскопиялық зарядтармен және көлемде шоғырланған токтармен жасалған атомдар мен молекулалардан көлем бойынша әлдеқайда үлкен.
* Өріс кездеріндегі кеңістіктегі қарастырылған нүктеге дейінгі қашықтық көбірек атомдар мен молекулалардың өлшемдеріне қарағанда.

Тарихы.
Джейм Клерк Максвелл тұжырымдаған теңдеулер негізінен 19ғасырдың басыда жасалынған бірқатар маңызды эксперименттер ашылулары негізінде пайда болды. 1820 жылы Эрстед Ханс Кристиан сым арқылы өтетін ток компастың магниттік көрсеткішін ауытқытатынын анықтады.Бұл ашылған жаңалық сол кездегі ғалымдардың бар назарын аударды. 1820 жылы Био мен Савар эксперименталды түрде өрнекті тапты ток тудыратын магниттік индукция үшін Био Савар заңы және Андре Ампер қашықтықтағы өзара әрекеттесу ток өтетін екі өткізгіштің арасында да пайда болатынын анықтады.Ампер "электродинамика" терминін енгізді және табиғи магнетизм магниттерде дөңгелең токтардың болуымен байланысты денген өз болжамын жасап шығарды.Эрстед ашқан токтың магнитка әсері Майкл Фарадейді магниттің токтарға кері әсері болуы мүмкін деген ойға алып келді.Өте көп жасалынған тәжірбиелерден кейін 1831жылы Фарадейдің өткізгіш жанында қозғалатын магнит өткізгіштегі электр тогын тудыратынын анықтады. Бұл анықталған құбылыс электромагниттік индукция деп аталды.Осы зерттеулер Максвеллдің зерттеулеріне үлкен әсер етті.
Максвелл ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.