33. Релятивизм электромагнитного поля.

Из формул релятивистского преобразования электрического и магнитного полей следует, что движущийся с постоянной скоростью электрический заряд образует вокруг себя и вокруг траектории своего движения вихревое магнитное поле

где r – радиус – вектор от заряда до произвольной точки поля. Самое сильное поле сосредоточено около заряда, когда r перпендикулярно v и r мало. Самое слабое поле образуется вблизи траектории, когда r↑↑v или r↑↓v, т. е. когда [vr]≈0. Если относительно системы K заряд движется, а относительно системы K’ покоится, то в первом случае B≠0, а во втором B=0. Таким образом, в одной системе магнитное поле есть, а в другой – его нет. Это значит, что магнитное поле движущегося заряда относительно и его можно рассматривать как релятивистский эффект.

Релятивистские преобразования электромагнитного поля

Э лектрическое и магнитное поля инвариантностью не обладают. Если в неподвижной инерциальной системе отсчёта K фиксируются характеристики электромагнитного поля E, D, B, H в данной точке пространства, то в другой системе отсчёта K’ в той же точке пространства будут фиксироваться иные значения указанных характеристик E, D, B, H и это соответствует действительности. Если скорость подвижной системы K’ мала по сравнению со скоростью света (н<<c), то релятивистские преобразования приводят к следующей взаимосвязи между полями в системах K и K’:

Здесь поля в системе K выражены через поля в системе K’. Это преобразование от K’ к K. В случае обратного преобразования от K к K’ достаточно в приведённых формулах переставить штрих и заменить знак н на противоположный. Из приведённых формул следует, что если в одной системе отсчёта фиксируется только одно из двух полей – электрическое или магнитное, то в другой системе отсчёта могут фиксироваться в той же точке пространства два поля одновременно электрическое и магнитное. Важен и обратный вывод. От двух полей электрического и магнитного можно перейти только к одному из них путём перехода в другую систему отсчёта. Таким образом, электрическое и магнитное поля относительны, их характеристики зависят от выбора системы отсчёта.

34. Ток смещения или абсорбционный ток — величина, прямо пропорциональная быстроте изменения электрической индукции. Это понятие используется в классической электродинамике. Введено Дж. К. Максвеллом при построении теории электромагнитного поля. Введение тока смещения позволило устранить противоречие в формуле Ампера для циркуляции магнитного поля, которая после добавления туда тока смещения стала непротиворечивой и составила последнее уравнение, позволившее корректно замкнуть систему уравнений (классической) электродинамики. Строго говоря, ток смещения не является электрическим током, но измеряется в тех же единицах, что и электрический ток. В вакууме, а также в любом веществе, в котором можно пренебречь поляризацией либо скоростью её изменения, током смещения J_D (с точностью до универсального постоянного коэффициента) называется поток вектора быстроты изменения электрического поля через некоторую поверхности s: (СИ) (СГС)

В диэлектриках (и во всех веществах, где нельзя пренебречь изменением поляризации) используется следующее определение: (СИ) (СГС),

где D — вектор электрической индукции (исторически вектор D назывался электрическим смещением, отсюда и название «ток смещения»)

Соответственно, плотностью тока смещения в вакууме называется величина (СИ) (СГС) а в диэлектриках — величина (СИ) (СГС)

В некоторых книгах плотность тока смещения называется просто «током смещения».