41. Вихревое электрическое поле

Возникающее при изменении магнитного поля электрическое поле имеет совсем другую структуру, чем электростатическое. Оно не связано непосредственно с электрическими зарядами, и его силовые линии не могутна них начинаться и кончаться. Они вообще ни где не начинаются и нигде не кончаются, представляя собой замкнутые линии, подобные силовым линиям магнитного поля. Это так называемое вихревое поле.

При изменении поля сильного электромагнита появляются мощные вихри электрического поля, которые можно использовать для ускорения электронов до скоростей, близких к скорости света. На этом принципе основано устройство ускорителя электронов — бетатрона. Электрический ток в бетатроне не возникает непосредственно в вакуумной камере без каких-либо металлических проводников.

Может возникнуть вопрос: а почему, собственно, это поле называется электрическим? Ведь оно имеет другое происхождение и другую конфигурацию, чем статическое электрическое поле. Ответ прост: вихревое поле действует на заряд точно так же, как и электростатическое, а это мы считали и считаем главным свойством поля.

ТОК СМЕЩЕНИЯ - величина, пропорциональная скорости изменения переменного электрического поля в диэлектрике или вакууме. Введено Дж. К. Максвеллом при построении теории электромагнитного поля. Током названо потому, что это поле порождает магнитное поле точно так же, как и обычный ток. (Этим начинается, этим же и кончается сходство тока смещения с током проводимости.) Добавка «смещение», с одной стороны, говорит нам, что это не обычный ток, а нечто специфическое, а с другой стороны, напоминает о том отдаленном времени, когда с изменением электрического поля в пустоте связывалось смещение частиц гипотетического эфира.

42. Дифференциальная и интегральная формы уравнений Максвелла.

В основе современной классической электродинамики лежит система уравнений Максвелла. Дифференциальная форма системы уравнений Максвелла в системе единиц СИ имеет вид:

     

(7.1)

     

(7.2)

     

(7.3)

     

(7.4)

     

(7.5)

     

(7.6)

     

(7.7)

     Уравнениям (7.1)- (7.4) соответствуют интегральные формы записи:

     

,

(7.1')

     

,

(7.2')

     

,

(7.3')

     

,

(7.4')

     где   - величина свободного заряда в объеме, охватываемом замкнутой поверхностью  , а величина "сила тока"   определена соотношением

Уравнения Максвелла в дифференциальной форме предполагают, что все величины в пространстве и времени изменяются непрерывно. Чтобы достичь математической эквивалентности обеих форм уравнений Максвелла, дифференциальную форму дополняю граничными условиями, которым должно удовлетворять электромагнитное поле на границе раздела двух сред. Интегральная форма уравнений Максвелла содержит эти условия

             

Первое и последнее уравнение отвечают случаям, когда на границе раздела двух сред нет ни свободных зарядов, ни токов проводимости.