이는 맥스웰 방정식을 기반으로 하는 거시적 전자 이론과 고전 전자 이론의 두 부분으로 구성됩니다.
고전 전기역학의 기본 방정식은 공간에서의 전하 및 전류 분포와 함께 전기장과 자기장을 특징짓는 양 사이의 연결을 설정하는 맥스웰 방정식입니다. 전자기장에 대한 맥스웰의 네 가지 방정식의 본질은 질적으로 다음과 같이 요약됩니다.
1. 자기장은 이동하는 전하와 교류 전기장에 의해 생성됩니다.
2. 교류 자기장에 의해 닫힌 힘선(소용돌이 장)을 갖는 전기장이 생성됩니다.
3. 자기장 선은 항상 닫혀 있습니다. 즉, 소스가 없음을 의미합니다. 전기와 유사한 자기 전하가 있습니다.
4. 힘의 선이 잠금 해제된 전기장(전위장)은 이 필드의 소스인 전하에 의해 생성됩니다. 맥스웰의 이론은 전자기 상호 작용의 전파 속도와 전자기파의 존재가 유한하다는 것을 의미합니다.
고전 전기 역학은 또한 전자기파, 복사 및 공간 전파를 고려합니다.
고전 전기역학의 별도 섹션은 외부 전기장 및 자기장에 의한 교란에 대한 물리적 매체의 반응을 고려하는 연속 매체의 전기역학입니다.
§ 1. 쿨롱의 법칙
§ 2. 긴장감 전기장
§ 3. 가우스의 정리
§ 4. 가우스 정리의 미분 형태
§ 5. 정전기와 스칼라 전위의 두 번째 방정식
§ 6. 전하와 쌍극자의 표면 분포. 전기장과 잠재적 점프
§ 7. 라플라스 및 포아송 방정식
§ 8. 그린의 정리
§ 9. Dirichlet 또는 Neumann 경계 조건에서 솔루션의 고유성
§ 10. 그린 함수를 사용한 정전기의 경계값 문제의 형식적 해법
§ 11. 정전기장의 잠재적 에너지 및 에너지 밀도
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§ 1. 이미지의 방법
§ 2. 접지된 구형 도체 근처의 점전하
§ 3. 대전된 절연 구형 도체 근처의 점전하
§ 4. 주어진 전위를 갖는 구형 도체 근처의 점전하
§ 5. 균질한 구형 도체 전기장
§ 6. 반전 방법
§ 7. 구에 대한 그린의 기능. 잠재력에 대한 일반적인 표현
§ 8. 서로 다른 전위를 갖는 두 개의 인접한 전도성 반구
§ 9. 직교 함수의 확장
§ 10. 변수 분리. 데카르트 좌표의 라플라스 방정식
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§ 1. 구면 좌표계의 라플라스 방정식
§ 2. 르장드르 방정식과 르장드르 다항식
§ 3. 방위각 대칭의 경계값 문제
§ 4. 관련 르장드르 함수 및 구면 고조파
§ 5. 구면 고조파에 대한 덧셈 정리
§ 6. 원통형 좌표계의 라플라스 방정식. 베셀 함수
§ 7. 원통형 좌표계의 경계값 문제
§ 8. 구면 좌표계에서 Green의 기능 확장
§ 9. 구형 Green의 기능 확장을 통한 가능성 찾기
§ 10. 원통형 좌표계에서 Green의 기능 확장
§ 11. 고유함수 측면에서 Green의 기능 확장
§ 12. 혼합 경계 조건. 충전된 전도성 디스크
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§ 1. 다극 확장
§ 2. 전하 에너지 분포의 다중극으로 확장 외부 필드
§ 3. 거시적 정전기. 원자의 결합 작용의 효과
§ 4. 등방성 유전체 및 경계 조건
§ 5. 유전체 존재 시 경계값 문제
§ 6. 분자의 분극성 및 유전 감수성
§ 7. 분자 분극성 모델
§ 8. 유전체의 전기장 에너지
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§ 1. 소개 및 기본 정의
§ 2. 비오와 사바르의 법칙
§ 삼. 미분 방정식정자기와 암페어의 법칙
§ 4. 벡터 잠재력
§ 5. 원형 전류 루프의 벡터 전위 및 자기 유도
§ 6. 제한된 전류 분포의 자기장. 자기 모멘트
§ 7. 외부 자기장의 제한된 전류 분포에 작용하는 힘과 토크
§ 8. 거시 방정식
§ 9. 자기 유도 및 자기장의 경계 조건
§ 10. 균일하게 자화된 볼
§ 11. 외부 장의 자화된 볼. 영구자석
§ 12. 자기 차폐. 균일한 자기장에 있는 자성 물질의 구형 껍질
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§ 1. 패러데이의 유도 법칙
§ 2. 자기장 에너지
§ 3. 맥스웰 변위 전류. 맥스웰 방정식
§ 4. 벡터 및 스칼라 전위
§ 5. 게이지 변환. 로렌츠 게이지. 쿨롱 게이지
§ 6. 파동 방정식에 대한 그린 함수
§ 7. 초기 조건에 문제가 있습니다. 키르히호프 적분 표현
§ 8. 포인팅의 정리
§ 9. 하전 입자 및 전자기장 시스템의 보존 법칙
§ 10. 거시 방정식
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§ 1. 비전도성 매질의 평면파
§ 2. 선형 및 원형 편광
§ 3. 1차원 파동의 중첩. 그룹 속도
§ 4. 분산 매체에서의 펄스 전파의 예
§ 5. 유전체 사이의 평평한 경계면에서 전자기파의 반사 및 굴절
§ 6. 반사 및 내부 전반사 중 편광
§ 7. 전도 매체의 파동
§ 8. 단순 모델전도도
§ 9. 희박 플라즈마의 횡파
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§ 1. 도체 표면 및 내부의 필드
§ 2. 원통형 공진기 및 도파관
§ 3. 도파관
§ 4. 직사각형 도파관의 파동
§ 5. 도파관의 에너지 흐름 및 감쇠
§ 6. 공명기
§ 7. 공진기의 전력 손실. 공진기 품질 계수
§ 8. 유전체 도파관
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§ 1. 제한된 진동 소스에 의해 생성된 필드
§ 2. 전기 쌍극자 장 및 방사선
§ 3. 자기 쌍극자 및 전기 사중극자 장
§ 4. 중앙 여기 기능이 있는 선형 안테나
§ 5. 키르히호프 적분
§ 6. Kirchhoff 적분의 벡터 등가물
§ 7. 추가 스크린에 대한 Babinet의 원리
§ 8. 회절 둥근 구멍
§ 9. 작은 구멍에 의한 회절
§ 10. 전도구에 의한 단파의 산란
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§ 5. 핀치 효과
§ 6. 핀치 효과의 동적 모델
§ 7. 압축 플라즈마 컬럼의 불안정성
§ 8. 자기유체역학적 파동
§ 9. 고주파 플라즈마 진동
§ 10. 단파 플라즈마 진동. 디바이 심사 반경
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§ 4. 속도 추가. Aberration과 Fizeau의 실험. 도플러 편이
§ 5. 토마스 세차운동
§ 6. 자신의 시간그리고 라이트 콘
§ 7. 4차원 공간에서의 직교 변환으로서의 로렌츠 변환
§ 8. 4개의 벡터와 4개의 텐서. 물리 방정식의 공분산
§ 9. 전기 역학 방정식의 공분산
§ 10. 전자기장의 변환
§ 11. 로렌츠 힘과 보존 법칙에 대한 표현의 공분산
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§ 5. 가속 전하에 의해 방출되는 에너지의 스펙트럼 및 각도 분포
§ 6. 원 안의 순간 운동 중 상대론적 하전 입자의 복사 스펙트럼
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§ 8. 일관성 및 비일관성 산란
§ 9. Vavilov-Cherenkov 방사선
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§ 5. Weizsäcker-Williams 가상 광자 방법
§ 6. 가상 광자의 산란으로서의 Bremsstrahlung
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§ 1. 스칼라 파동 방정식의 고유함수
§ 2. 전자기장을 다중극으로 확장
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§ 4. 다극 방사선의 각도 분포
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§ 1. 측정 단위 및 치수. 기본 및 파생 단위
§ 2. 측정 단위 및 전기 역학 방정식
§ 삼. 다양한 시스템전자기 단위
§ 4. 수식 번역 및 수치가우스 단위계에서 ISS 시스템까지의 수량
정의 1
전기 역학은 진공 및 다양한 매체에서 전자기 과정을 조사하는 이론입니다.
전기역학은 전자기장을 통해 수행되는 하전 입자 사이의 작용이 핵심 역할을 하는 일련의 과정과 현상을 다룹니다.
전기 역학 발전의 역사
전기 역학 발전의 역사는 전통적인 물리적 개념의 진화의 역사입니다. 18세기 중반 이전에도 전기에 의한 중요한 실험 결과가 확립되었습니다.
- 반발력과 매력;
- 물질을 절연체와 도체로 나누는 것;
- 두 가지 유형의 전기가 존재합니다.
자기 연구에서도 상당한 결과를 얻었습니다. 전기의 사용은 18세기 후반부터 시작되었다. 전기를 특수물질로 보는 가설의 출현은 프랭클린(1706-1790)의 이름과 관련이 있으며, 1785년 쿨롱은 점전하의 상호작용 법칙을 확립하였다.
볼트(1745-1827)는 많은 전기 측정 장비를 발명했습니다. 1820년에 다음과 같은 법이 제정되었습니다. 기계적 힘, 자기장이 요소에 작용하는 경우 전류. 이 현상은 앙페르의 법칙으로 알려지게 되었습니다. Ampere는 또한 여러 전류의 힘 작용 법칙을 확립했습니다. 1820년에 외르스테드는 전류의 자기 효과를 발견했습니다. 옴의 법칙은 1826년에 확립되었습니다.
물리학에서는 1820년 앙페르(Ampere)가 제안한 분자 흐름 가설이 특히 중요합니다. 패러데이는 1831년에 전자기 유도 법칙을 발견했습니다. 1873년 James Clerk Maxwell(1831-1879)은 나중에 전기역학의 이론적 기초가 된 방정식을 제시했습니다. Maxwell 방정식의 결과는 빛의 전자기적 특성을 예측하는 것입니다. 그는 또한 전자기파의 존재 가능성도 예측했습니다.
시간이 지남에 따라 물리 과학은 전자기장을 공간에서 전자기 상호 작용의 일종의 운반체인 독립적인 물질적 실체로 발전시켰습니다. 다양한 자기 및 전기 현상은 항상 사람들의 관심을 불러일으켰습니다.
종종 "전기역학"이라는 용어는 전자기장의 연속적인 특성만을 설명하는 전통적인 전기역학을 의미합니다.
전자기장은 전기역학 연구의 주요 주제이며, 특별한 종류하전 입자와 상호 작용할 때 나타나는 물질입니다.
포포프 A.S. 1895년에 그는 라디오를 발명했습니다. 이것이 기술과 과학의 발전에 중요한 영향을 미쳤습니다. Maxwell의 방정식은 모든 전자기 현상을 설명하는 데 사용될 수 있습니다. 방정식은 자기장과 전기장을 특성화하고 공간에 전류와 전하를 분포시키는 양 사이의 관계를 설정합니다.
그림 1. 전기 교리의 발전. Author24 - 학생 작품의 온라인 교환
전통전기역학의 형성과 발전
전기 역학 개발의 핵심이자 가장 중요한 단계는 전자기 유도 현상(교류 전자기장을 사용하여 도체에 기전력이 여기되는 현상)인 패러데이의 발견이었습니다. 이것이 전기공학의 기초가 된 것이다.
마이클 패러데이(Michael Faraday)는 런던의 대장장이 집안에서 태어난 영국의 물리학자입니다. 그는 졸업했다 초등학교그리고 12살 때부터 신문배달원으로 일했습니다. 1804년에 그는 프랑스 이민자 리보(Ribot)의 학생이 되었는데, 리보(Ribot)는 패러데이의 자기 교육에 대한 열망을 격려했습니다. 강의에서 그는 화학 및 물리학의 자연 과학에 대한 지식을 넓히려고 노력했습니다. 1813년에 그는 험프리 데이비(Humphry Davy)의 강의 티켓을 받았습니다. 결정적인 역할그의 운명에. 그의 도움으로 패러데이는 왕립연구소의 조수직을 얻었습니다.
패러데이의 과학적 연구는 왕립연구소에서 이루어졌는데, 그곳에서 그는 처음으로 데이비의 연구를 도왔습니다. 화학 실험, 그 후 그는 스스로 수행하기 시작했습니다. 패러데이는 염소와 기타 가스를 줄여 벤젠을 얻었습니다. 1821년에 그는 자석이 전류가 흐르는 도체 주위를 회전하는 방식을 발견하여 최초의 전기 모터 모델을 만들었습니다.
이후 10년 동안 패러데이는 자기 현상과 전기 현상 사이의 연관성을 연구했습니다. 그의 모든 연구는 1831년에 일어난 전자기 유도 현상의 발견으로 정점을 찍었습니다. 그는 이 현상을 자세히 연구하고 기본 법칙을 형성하여 유도 전류의 의존성을 밝혔습니다. 패러데이는 또한 폐쇄, 개방 및 자기 유도 현상을 조사했습니다.
전자기 유도의 발견 과학적 중요성. 이 현상은 모든 교대 및 직류. 패러데이는 끊임없이 전류의 본질을 밝히려고 노력했기 때문에 염, 산, 알칼리 용액을 통한 전류 흐름에 대한 실험을 수행하게 되었습니다. 이러한 연구의 결과로 1833년에 발견된 전기분해의 법칙이 나타났다. 올해 그는 전압계를 열었습니다. 1845년에 패러데이는 자기장에서 빛의 편광 현상을 발견했습니다. 올해 그는 또한 반자성을 발견했고, 1847년에는 상자성도 발견했습니다.
참고 1
자기장과 전기장에 관한 패러데이의 생각은 모든 물리학의 발전에 핵심적인 영향을 미쳤습니다. 1832년에 그는 전자기 현상의 전파가 유한한 속도로 발생하는 파동 과정이라고 제안했습니다. 1845년에 패러데이는 "전자기장"이라는 용어를 처음 사용했습니다.
패러데이의 발견은 과학계 전반에 걸쳐 폭넓은 인기를 얻었습니다. 그를 기리기 위해 영국화학회는 명예 과학상인 패러데이 메달(Faraday Medal)을 제정했습니다.
패러데이는 전자기 유도 현상을 설명하고 어려움에 직면하면서 전기장과 자기장을 이용한 전자기 상호 작용의 구현을 제안했습니다. 이 모든 것이 제임스 맥스웰(James Maxwell)이 공식화한 전자기장 개념의 기초가 되었습니다.
전기 역학 발전에 대한 맥스웰의 공헌
제임스 클러크 맥스웰(James Clerk Maxwell)은 에딘버러에서 태어난 영국의 물리학자입니다. 케임브리지의 캐번디시 연구소(Cavendish Laboratory)가 설립된 것은 그의 지도력하에 그가 평생 동안 이 연구소를 이끌었습니다.
Maxwell의 연구 분야는 전기역학, 일반 통계, 분자 물리학, 역학, 광학 및 탄성 이론에 전념하고 있습니다. 그는 전기역학에 가장 큰 공헌을 하였으며, 분자물리학. 가스 운동 이론의 창시자 중 한 명은 Maxwell입니다. 그는 역충돌과 직접충돌을 고려하여 분자의 속도분포함수를 확립하였고, 맥스웰은 전달이론을 일반적인 형태로 발전시켜 확산, 내부마찰, 열전도 과정에 적용하였고, 휴식의 개념.
1867년에 그는 처음으로 열역학의 통계적 성격을 보여 주었고, 1878년에는 "통계역학"이라는 개념을 도입했습니다. 가장 중요한 과학적 성취맥스웰은 그가 만든 전자기장의 이론이다. 그의 이론에서 그는 새로운 개념인 "변위 전류"를 사용하고 전자기장의 정의를 제시합니다.
노트 2
Maxwell은 중요한 새로운 효과를 예측합니다. 전자기 방사선자유 공간의 전자기파뿐만 아니라 빛의 속도로 전파됩니다. 그는 또한 핵심 열물리적 매개변수 간의 관계를 확립하는 탄성 이론의 정리를 공식화했습니다. Maxwell은 색각 이론을 개발하고 토성 고리의 안정성을 연구합니다. 이는 고리가 액체나 고체가 아닌 운석 떼임을 보여줍니다.
맥스웰은 유명한 대중화자였습니다. 물리적 지식. 그의 네 가지 전자기장 방정식의 내용은 다음과 같습니다.
- 이동하는 전하와 교류 전기장의 도움으로 자기장이 생성됩니다.
- 교류 자기장의 도움으로 닫힌 힘선을 갖는 전기장이 생성됩니다.
- 자기장선은 항상 닫혀있습니다. 이 필드에는 전기와 유사한 자기 전하가 없습니다.
- 열린 힘선을 갖는 전기장은 이 전기장의 원천인 전하에 의해 생성됩니다.
이 책은 저자가 학부 시절 수년 동안 읽었던 고전 전기 역학 강의입니다. 물리학부상트페테르부르크(레닌그라드) 주립 대학. 이 과정은 전기역학 방정식의 상대론적 공변 형태와 결합된 맥스웰 방정식 및 상대성 이론과 같은 기본 원리를 기반으로 합니다. 이를 바탕으로 정전기학, 방사선 이론, 연속 매체의 전기 역학 및 도파관 이론의 기본 아이디어와 방법이 일관되게 제시됩니다. 자료는 높은 수준의 수학적 엄격함으로 제시되며, 이는 물리적 내용의 명확한 제시와 완벽하게 결합됩니다. 이 책은 전기 현상과 수학적 분석 분야의 기본 지식을 갖고 있으면서도 전기 현상과 수학적 분석 방법을 명확하고 수학적으로 엄격하게 이해하고 싶은 모든 사람에게 유용할 수 있습니다. 이론적 기초, 그리고 가장 많은 문제를 해결하는 방법에 대해 복잡한 작업전기 역학.
책의 단편.
요약: "이 안테나는 어떻게 방사합니까?"와 같은 무선 공학 문제를 고려할 때 물론 자체적으로 생성된 필드에만 관심이 있으며 외부 자유 필드를 제외하기 위해 필요한 점근 조건을 부과하는 것이 당연합니다. 잠재력에 대해서는 무한대입니다. 이 공식을 사용하면 위의 게이지 조건이 전위를 고유하게 고정합니다. 그러나 우리가 자유장 자체에 관심이 있다면(예를 들어 양자장 이론에서 문제를 공식화할 때 자연스러운 일입니다) 바로 이러한 장을 배제하는 조건을 부과할 수는 없습니다.
머리말
1 일반 소개
1.1 맥스웰 방정식.
1.2 수학적 여담: 표기 규칙, 참조 공식.
1.3 맥스웰 방정식의 적분 형태.
1.4 불연속면이 있을 때 맥스웰 방정식의 미분 형태와 적분 형태 사이의 관계. 경계 조건(일치 조건).
1.5 연속 방정식, 전하 보존 법칙.
1.6 긴장에서 잠재력으로의 전환. 잠재력에 대한 맥스웰의 방정식.
1.7 교정 변환 및 교정 조건.
2 전기역학의 상대론적 공변 공식화
2.1 명칭.
2.2 SO3 순환 그룹 및 03 그룹의 텐서.
2.3 텐서 필드.
2.4 전기역학과 상대성 이론
2.5 로렌츠 변환, 일반 속성.
2.6 로렌츠 고유변환. 이동 참조 프레임으로의 전환 변환의 명시적인 형태..
2.7 속도 합산의 상대론적 법칙 규모를 줄이고 스트레칭 시간을 단축합니다.
2.8 Lorentz 그룹의 텐서 및 텐서 필드.
2.9 잠재력과 긴장의 텐서 특성.
2.10 전위에 대한 맥스웰 방정식의 공변적 공식화.
2.11 횡단성 K, 연속 방정식, 맥스웰 방정식의 게이지 불변, 게이지 조건.
2.12 전위에 대한 맥스웰 방정식의 형태에 대한 일반적인 고려사항
2.13 장력에 대한 맥스웰 방정식의 공변량 기록.
2.14 움직이는 기준계로 전환하는 동안 전위와 장력의 변환.
2.15 관점에서 본 전기역학 이론 역학. 전자기장에 대한 기능적 동작.
2.16 에너지-운동량 텐서. 에너지와 운동량 보존의 법칙.
2.17 점입자의 상대론적 역학 요소. 로렌츠 힘.
3 정적
3.1 기본 관계.
3.2 포아송 방정식의 해.
3.3 스칼라 전위의 다극 확장
정전기학에서. 다중극 모멘트와 그 특성.
3.4 정자기학에서 벡터 전위 A의 다중장 확장. 임의 전류 시스템의 자기 모멘트.
3.5 힘과 힘의 모멘트. 분산 소스에 대한 작업.
3.6 전하계나 전류계의 위치에너지
주어진 외부 필드에서.
3.7 전하 또는 전류 시스템의 자체 위치 에너지(자체 필드의 에너지)
3.8 유전체 및 자석(정역학).
3.9 유전체와 자석의 열역학 기초. 유전체와 자석의 체적력.
3.10 정전기의 경계값 문제 및 해결 방법....
4 역학
4.1 문제 설명, 일반적인 형태솔루션.
4.2 Retarded Green의 파동 연산자 기능....
4.3 지연된 잠재력.
4.4 임의로 이동하는 포인트 요금의 필드. Liénard-Wiechert 잠재력. 방사선 전력 및 방사선 패턴.
4.5 국부적인 방사선원으로부터의 방사선, 다극 분해.
4.6 중앙 자극을 갖는 선형 안테나.
4.7 매체에서의 맥스웰의 동적 방정식.
4.8 도파관.
문학 주제 색인
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고전전기역학 주제
고전전기역학은 전하들 사이의 전자기적 상호작용을 수행하는 전자기장의 거동을 설명하는 이론이다.
고전적인 거시적 전기 역학의 법칙은 Maxwell의 방정식으로 공식화되어 전자기장의 특성 값인 전기장 강도를 결정할 수 있습니다. 이자형자기 유도 안에진공 및 거시적 몸체에서는 공간의 전하 및 전류 분포에 따라 달라집니다.
정지 전하의 상호 작용은 맥스웰 방정식의 결과로 얻을 수 있는 정전기 방정식으로 설명됩니다.
개별 전하 입자에 의해 생성된 미세한 전자기장은 고전 전기역학에서 거시적 몸체의 전자기 과정에 대한 고전 통계 이론의 기초가 되는 Lorentz-Maxwell 방정식에 의해 결정됩니다. 이러한 방정식을 평균하면 Maxwell 방정식이 생성됩니다.
그중에서 알려진 종상호작용 전자기적 상호작용은 발현의 폭과 다양성 측면에서 가장 중요합니다. 이는 모든 몸체가 전기적으로 충전된(양수 및 음수) 입자로 구성되어 있으며, 그 사이의 전자기 상호 작용은 중력 및 약한 상호 작용보다 훨씬 더 강하고 다른 한편으로는 더 강렬하기 때문입니다. , 강한 상호 작용과 달리 장거리입니다.
전자기 상호 작용은 원자 껍질의 구조, 원자가 분자로의 응집력 (힘)을 결정합니다. 화학 결합) 및 응집물질의 형성(원자간 상호작용, 분자간 상호작용).
고전 전기 역학의 법칙은 고주파수 및 따라서 짧은 길이의 전자기파에는 적용되지 않습니다. 작은 시공간 간격으로 발생하는 프로세스의 경우. 이 경우 양자 전기 역학의 법칙이 유효합니다.
1.2. 전하량과 그 이산성.
단거리 이론
물리학의 발전은 물리적이고 화학적 특성물질은 주로 다양한 물질의 분자와 원자의 전하의 존재와 상호 작용으로 인한 상호 작용력에 의해 결정됩니다.
자연에는 양전하와 음전하의 두 가지 유형의 전하가 있는 것으로 알려져 있습니다. 그들은 형태로 존재할 수 있습니다 기본 입자: 전자, 양성자, 양전자, 양이온 및 음이온 등, 그리고 "자유 전기"이지만 전자 형태로만 존재합니다. 따라서 양전하를 띤 물체는 전자가 부족한 전하의 집합이고 음전하를 띤 물체는 전자가 과잉된 것입니다. 서로 다른 부호의 전하는 서로 보상하므로 충전되지 않은 몸체에는 항상 전체 효과가 보상되는 양으로 두 부호의 전하가 있습니다.
재배포 과정영향을 받는 전하가 없는 신체 또는 동일한 신체의 개별 부분 사이의 양전하 및 음전하 다양한 요인~라고 불리는 대전.
전기화 중에 자유 전자가 재분배되므로, 예를 들어 두 상호작용체 모두 전기화되며, 그 중 하나는 양이고 다른 하나는 음입니다. 전하 횟수(양수 및 음수)는 변경되지 않습니다.
여기에서 전하는 생성되거나 파괴되지 않고 상호 작용하는 몸체와 동일한 몸체의 부분 사이에만 재분배되어 양적으로 변하지 않은 상태로 유지됩니다.
이것이 전하 보존 법칙의 의미이며, 수학적으로 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
저것들. 고립계에서 전하의 대수적 합은 일정한 값으로 유지됩니다.
고립된 시스템은 전하를 운반하지 않기 때문에 빛의 광자와 중성자를 제외하고 다른 물질이 침투하지 않는 경계를 통과하는 시스템으로 이해됩니다.
고립계의 총 전하는 상대론적으로 불변이라는 점을 명심해야 한다. 주어진 관성 좌표계에 위치한 관찰자는 전하를 측정하여 동일한 값을 얻습니다.
많은 실험, 특히 전기분해의 법칙, Millikan의 기름 한 방울 실험은 자연에서 전하가 전자의 전하와 별개라는 것을 보여주었습니다. 모든 전하는 전자 전하의 정수배입니다.
대전 과정에서 전하량은 전자 전하량에 따라 이산적으로(양자화) 변합니다. 전하 양자화는 자연의 보편적인 법칙입니다.
정전기학에서는 기준 틀에 고정되어 있는 전하의 특성과 상호 작용을 연구합니다.
신체에 전하가 존재하면 신체가 다른 대전된 신체와 상호 작용하게 됩니다. 이 경우, 유사하게 전하를 띤 물체는 반발하고 반대로 전하를 띤 물체는 끌어당깁니다.
단거리 상호작용 이론은 물리학의 상호작용 이론 중 하나이다. 물리학에서 상호작용은 물체나 입자가 서로에게 미치는 영향으로 이해되어 운동 상태의 변화를 가져옵니다.
뉴턴 역학에서 물체가 서로 작용하는 것은 힘으로 정량적으로 특성화됩니다. 더 일반적인 특성상호작용은 위치에너지이다.
처음에 물리학은 상호 작용의 전달에 참여하지 않는 빈 공간을 통해 신체 간의 상호 작용이 직접 수행될 수 있다는 아이디어를 확립했습니다. 상호 작용의 전송은 즉시 발생합니다. 따라서 지구의 움직임은 달에 작용하는 중력의 변화로 즉시 이어져야 한다고 믿어졌습니다. 이것이 장거리 행동 이론이라고 불리는 소위 상호 작용 이론의 의미였습니다. 그러나 이러한 생각은 전자기장이 발견되고 연구된 이후 사실이 아닌 것으로 간주되어 폐기되었습니다.
전하를 띤 물체의 상호 작용은 순간적이지 않으며 하나의 하전 입자의 움직임이 동시에 다른 입자에 작용하는 힘의 변화로 이어지는 것이 아니라 유한한 시간 후에만 발생한다는 것이 입증되었습니다.
각각의 전하를 띤 입자는 다른 입자에 작용하는 전자기장을 생성합니다. 상호 작용은 전자기장인 "중개자"를 통해 전송됩니다. 전자기장의 전파 속도는 진공에서 빛의 전파 속도와 같습니다. 일어났다 신설단거리 상호작용의 상호작용 이론.
이 이론에 따르면 물체 간의 상호작용은 공간에 지속적으로 분포된 특정 장(예: 중력과 중력장)을 통해 수행됩니다.
양자장 이론이 등장한 이후 상호작용에 대한 생각은 크게 바뀌었습니다.
양자 이론에 따르면 모든 분야는 연속적이지 않고 이산적인 구조를 가지고 있습니다.
파동-입자 이중성으로 인해 각 필드는 특정 입자에 해당합니다. 하전 입자는 지속적으로 광자를 방출하고 흡수하여 주변에 전자기장을 형성합니다. 양자장 이론의 전자기 상호작용은 전자기장의 광자(양자)에 의한 입자 교환의 결과입니다. 광자는 그러한 상호 작용의 전달자입니다. 마찬가지로, 해당 필드의 양자에 의한 입자 교환의 결과로 다른 유형의 상호 작용이 발생합니다.
(구성하는 기본 입자의 상호 작용에 따라) 신체가 서로에 대한 다양한 영향에도 불구하고 현대 데이터에 따르면 자연에는 중력, 약함, 전자기적 및 강함의 네 가지 유형의 기본 상호 작용만 있습니다. 상호작용의 강도가 높아지는 순서). 상호작용의 강도는 짝지음 상수(특히 전자기 상호작용에 대한 전하가 짝지음 상수)에 의해 결정됩니다.
전자기 상호 작용에 대한 현대 양자 이론은 알려진 모든 전자기 현상을 완벽하게 설명합니다.
60년대와 70년대에는 렙톤과 쿼크의 약전자기 상호작용(소위 전기약력 상호작용)에 대한 통일된 이론이 기본적으로 구축되었습니다.
현대 이론강한 상호 작용은 양자 색역학입니다.
전기약력 상호작용과 강력 상호작용을 소위 "대통일"로 결합하고 이를 중력 상호작용의 단일 체계에 포함시키려는 시도가 이루어지고 있습니다.
