III.Роль уравнений Максвелла и границы их применимости.
Уравнения Максвелла не вытекают из каких-либо более общих теоретических положений, а являются обобщением опыта. При построении теорем за основные принимаются уравнения (3-6), а все остальные законы электродинамики, включая и законы сохранения заряда, получаются как их следствия.
Уравнения Максвелла лежат в основе всей электротехники и радиотехники с её многочисленными разветвлениями (телевидение, радиолокация и прочее). В известной степени они являются фундаментальными уравнениями классической оптики. Так, например, все законы распространения света (переменного электромагнитного поля) могут быть получены из уравнений Максвелла. Наряду с уравнениями Ньютона и законом всемирного тяготения они являются фундаментальными уравнениями классической физики.
Уравнения Максвелла связывают друг с
другом пространственные и временные
производные напряжённостей
и
.
Это означает, что меняющийся во времени
электромагнитный процесс, возникший в
некоторый момент в данном месте, вызовет
изменение в другом месте с запаздыванием,
т.е. утверждается конечная скорость
передачи электромагнитных взаимодействий,
которая равна:
(в вакууме)
Теория Максвелла имеет границы применения (как и всякая физическая теория). Она применима:
а) для расстояний Rмежду
зарядами, превышающих внутриатомные
расстояния
;
б) для частот изменения поля, не более
(это ограничение связано с проявлением
на высоких частотах квантовых свойств
излучения);
в) для полей, напряжённость
которых менее
(это ограничение связано с тем, чтобы
энергия, получаемая заряженными
частицами, была меньше по сравнению со
средней энергией беспорядочного движения
частиц среды. В вакууме эти ограничения
отпадают).