Магнитные.

Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения^[1], магнитная составляющая электромагнитного поля^[2]

Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).

Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.

Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции   (вектор индукции магнитного поля)^[3][4]. С математической точки зрения   — векторное поле, определяющее и конкретизирующее физическое понятие магнитного поля. Нередко вектор магнитной индукции называется для краткости просто магнитным полем (хотя, наверное, это не самое строгое употребление термина).

Ещё одной фундаментальной характеристикой магнитного поля (альтернативной магнитной индукции и тесно с ней взаимосвязанной, практически равной ей по физическому значению) является векторный потенциал.

• Нередко в литературе в качестве основной характеристики магнитного поля в вакууме (то есть в отсутствие магнитной среды) выбирают не вектор магнитной индукции  а векторнапряжённости магнитного поля  , что формально можно сделать, так как в вакууме эти два вектора совпадают^[5]; однако в магнитной среде вектор   не несет уже того же физического смысла^[6], являясь важной, но всё же вспомогательной величиной. Поэтому при формальной эквивалентности обоих подходов для вакуума, с систематической точки зрения следует считать основной характеристикой магнитного поля именно 

Магнитное поле можно назвать особым видом материи^[7], посредством которого осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Магнитные поля являются необходимым (в контексте специальной теории относительности) следствием существования электрических полей.

Вместе, магнитное и электрическое поля образуют электромагнитное поле, проявлениями которого являются, в частности, свет и все другие электромагнитные волны.

Электрический ток(I), проходя по проводнику, создаёт магнитное поле (B) вокруг проводника.

• С точки зрения квантовой теории поля магнитное взаимодействие — как частный случай электромагнитного взаимодействия переносится фундаментальным безмассовымбозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля), часто (например, во всех случаях статических полей) — виртуальным.

Билет 15. Электромагнитное поле.Гипотеза Максвелла.

 Электромагнитное полеГипотеза Максвелла.После открытия связи электричества и магнетизма Эрстедом и Фарадеем поняли их неразрывность и стали представлять как стороны единого электромагнитного поля. Фарадей после открытия индукции уже в1832 г. предположил, что свет распространяется как электрическое и магнитное поле. В статьях «О физических силовых линиях» Максвел объяснил электромагнитную индукцию как порождение вихрей переменного электрического поля магнитным и наоборот.Он представил, что ток проходил через «шестиугольники – вихри, а малые окружности, разделяющие их…представляют электричество». Эти «колесики» вращают другие через вихри, их оси направлены по силовым линиям магнитного поля, а скорость вращения пропорциональна его напряженности. Отсюда он вывел распространение поля с конечной скоростью – света. Передача вращения вихрей требует трения (вязкости) между частицами, по Гельмгольцу (1858).  Они не могут существовать друг без друга и зависят от точки зрения наблюдателя. Чисто электрическое поле создают неподвижные заряды, но покой их всегда относителен, а при движении они означают ток и магнитное поле вокруг него. Аналогично поле вокруг магнита только при его покое можно считать чисто магнитным, а при движении дает электрическое.Магнитное поле может возбуждаться как движением зарядов, так и переменным электрическим, по Максвеллу. Поэтому Е и В-поля могут порождать друг друга и распространяться как электромагнитные поля и волны.¹¹

Билет 16 .Интерференция и дифракция света

Дифракция

Дифракция света – это отклонение световых лучей от прямолинейного распространения при прохождении сквозь узкие щели, малые отверстия или при огибании малых препятствий. Явление дифракции света доказывает, что свет обладает волновыми свойствами. Для наблюдения дифракции  можно: -  пропустить свет от источника через  очень малое отверстие или расположить экран на большом расстоянии от отверстия.  Тогда на экране наблюдается  сложная картина  из светлых и темных концентрических колец. - или  направить свет на тонкую проволоку, тогда на экране будут наблюдаться  светлые и темные полосы, а в случае белого света – радужная полоса.

 - наблюдение дифракции света на малом отверстии. Объяснение картины на экране: Французский физик О. Френель объяснил наличие полос на экране тем, что  световые волны, приходящие  из разных точек в одну точку на экране, интерферируют между собой.

Интерференция

Впервые явление интерференции было независимо обнаружено Робертом Бойлем (1627—1691 гг.) и Робертом Гуком (1635—1703 гг.). Они наблюдали возникновение разноцветной окраски тонких плёнок (интерференционных полос), подобных масляным или бензиновым пятнам на поверхности воды. В 1801 году Томас Юнг (1773—1829 гг.), введя «Принцип суперпозиции», первым объяснил явление интерференции света, ввел термин «интерференция» (1803) и объяснил «цветастость» тонких пленок. Он также выполнил первый демонстрационный эксперимент по наблюдению интерференции света, получив интерференцию от двух щелевых источников света (1802); позднее этот опыт Юнга стал классическим.

Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной.

Билет 17.Электромагнитная теория света

Свет - электромагнитная волна, излучаемая атомами вещества. Электромагнитная волна представляет собой совокупность переменных электрического и магнитного полей, распространяющихся в пространстве со скоростью,

v = 1/(·_··₀)^1/2 =c/(·)^1/2 где и - магнитная и диэлектрическая проницаемость среды, m₀ и e- постоянные, с - скорость света в вакууме.

Известно, что с = 3·10⁸ м/с. В веществе скорость света

v = c/n,  где n - абсолютный показатель преломления.

Изменение электрического и магнитного поля волны происходят в одинаковой фазе. Электрические и магнитные поля перпендикулярны друг другу. Мгновенный снимок волны изображен на рисунке.

Билет 18. Постулаты теории относительности

В основу специальной теории относительности Эйнштейна легли два постулата, т.е. утверждения, которые принимаются за истинные в рамках данной научной теории без доказательств (в математике такие утверждения называются аксиомами).

1   постулат Эйнштейна или принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению ко всем инерциальным системам отсчета. Все физические, химические, биологические явления протекают во всех инерциальных системах отсчета одинаково.

2  постулат или принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме постоянна и одинакова по отношении» к любым инерциальным системам отсчета. Она не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости его приемника. Ни один материальный объект не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Более того, пи одна частица вещества, т.е. частица с массой покоя, отличной от нуля, не может достичь скорости света в вакууме, с такой скоростью могут двигаться лишь полевые частицы, т.е. частицы с массой покоя, равной нулю.

Анализируя 1 постулат Эйнштейна, мы видим, что Эйнштейн расширил рамки принципа относительности Галилея, распространив его на любые физические явления, в том числе и на электромагнитные. 1 постулат Эйнштейна непосредственно вытекает из опыта Майкельсона-Морли, доказавшего отсутствие в природе абсолютной системы отсчета. Из результатов этого нее опыта следует и 2 постулат Эйнштейна о постоянстве скорости света в вакууме, который тем не менее вступает в противоречие с 1 постулатом, если распространить на электромагнитные явления не только сам принцип относительности Галилея, но и галилеево правило сложения скоростей, вытекающее из галилее-ва правила преобразования координат (см. п. 10). Следовательно, преобразования Галилея для координат и времени, а также его правило сложения скоростей к электромагнитным явлениям неприменимы.