2. Классическая электродинамика. Законы электродинамики в инетегральной и дифференциальной форме

Электродина́мика — раздел физики, изучающий электромагнитное поле в наиболее общем случае (то есть, рассматриваются переменные поля, зависящие от времени) и его взаимодействие с телами, имеющими электрический заряд (электромагнитное взаимодействие). Предмет электродинамики включает связь электрических и магнитных явлений, электромагнитное излучение (в разных условиях, как свободное, так и в разнообразных случаях взаимодействии с веществом), электрический ток (вообще говоря, переменный) и его взаимодействие с электромагнитным полем (электрический ток может быть рассмотрен при этом как совокупность движущихся заряженных частиц). Любое электрическое и магнитное взаимодействие между заряженными телами рассматривается в современной физике как осуществляющееся через посредство электромагнитного поля, и, следовательно, также является предметом электродинамики.

Интегральная форма записи з-на определяет математическую связь между физ. в-ми. определенными на макроскопических расстояниях или в макроскопических объемах. Макроскопич. масштаб – расстояние между объектами. Макроскапич. объем – расстояние в одном измерении. Микро-масштаб 10^-8м. Макро-объем >>10^-8м.

Локальное значение физ.вел. – это значение физ.вел. в физически бесконечно малом объеме(фактически в точке).

Условие для объема:

В объеме должно быть достаточное кол-во точек.

Этот объем должен быть достаточно мал, т.е. много меньше масштабов физ.вел.

З-н в диф. Форме определяет связь между физ.вел. определенными в физич. Бесконечно малом объеме или точке. Такая связь наз. локальной, в одной точке опред. Все физ вел

Пример: U=I R (1) з-н Ома в интегральной форме

(2) з-н Ома в диф форме, т.к. все физ.вел.( ) определена в одной точке.

– интегральная форма

- диф форма

-Запись з-на в ИФ и ДФ может не содержать интегралов и диференциалов, в этом случае форма определяется способом задачи физ. вел., если физ.вел. определяется в одной точке, то форма диф-ная.

- все физ.вел. полученные экспериментально получены в интегральной форме.

-основной задачей электродинамики явл. запись физ.вел. полученного экспериментально в ДФ или локальной форме.

- запись физ.вел. в ДФ позволяет выявлять физ. смысл з-на и предсказать новые эффекты и з-ны для научного прогресса.

Максвел обобщил все з-ны, предсказав сущ. электромагнитных волн, что привело к техническому прогрессу.

3. Электрический заряд и его свойства

Электрический заряд - это физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.

Единица заряда - [q] кулон.

Свойства электрического заряда :

1. Электрический заряд не является знакоопределенной величиной, существуют как положительные, так и отрицательные заряды.

2. Электричесий заряд - величина инвариантная. Он не изменяется при движении носителя заряда.

3. Электричесий заряд аддитивен.

4. Электричесий заряд кратен элементарному. q = Ne. Это свойство заряда называется квантованностью.

5. Суммарный электричесий заряд всякой изолированной системы сохраняется. Это свойство есть закон сохранения электрического заряда.

Закон сохранения электрического заряда - электрические заряды не создаются и не исчезают, а только передаются от одного тела к другому или перераспределяются внутри тела.