Электромагнитные поля и волны. Маслов М.Ю. - 9 стр.

UptoLike

Составители: 

9
t
B
E
=
rot
. (13)
Сопоставление
(11)
и
(13)
позволяет
сделать
вывод
о
сходности
структур
первого
и
второго
уравнений
.
Отсутствие
в
правой
части
(13)
слагаемого
,
аналогичного
плотности
тока
проводимо
-
сти
,
обусловлено
тем
обстоятельством
,
что
носителей
магнитного
заряда
и
магнитных
токов
в
природе
не
существует
.
Третье
уравнение
Максвелла
представляет
собой
закон
Гаусса
,
распространенный
на
общий
случай
переменных
во
времени
и
пространстве
зарядов
:
=
S
QSdD
. (14)
Интеграл
в
левой
части
(14)
представляет
собой
поток
вектора
электрического
сме
-
щения
через
произвольную
поверхность
.
Член
в
правой
части
имеет
смысл
полного
заряда
,
заключенного
в
этой
поверхности
:
=
V
dVQ
ρ
, (15)
где
V
-
объём
,
ограниченный
поверхностью
S
,
ρ
-
объёмная
плотность
электрического
заря
-
да
,
определяемая
следующим
образом
:
V
Q
V
=
0
lim
ρ
, (16)
Применение
теоремы
о
равенстве
потока
вектора
через
замкнутую
поверхность
объ
-
емному
интегралу
от
дивергенции
,
взятому
по
объему
,
ограниченному
этой
поверхностью
,
известной
под
названием
теоремы
Остроградского
,
можно
легко
получить
дифференциаль
-
ную
форму
третьего
уравнений
Максвелла
:
ρ
=
D
div . (17)
Четвертое
уравнение
Максвелла
по
структуре
аналогично
третьему
с
нулевой
правой
частью
,
что
опять
-
таки
является
следствием
отсутствия
в
природе
автономных
носителей
магнитного
заряда
:
00 ==
Bdiv,SdB
S
. (18)
Сравнительный
анализ
(17)
и
(18)
говорит
о
том
,
что
электрическое
поле
может
суще
-
ствовать
как
в
потенциальной
(
линии
вектора
E
разомкнуты
,
начинаются
и
заканчиваются
на
зарядах
),
так
и
в
соленоидальной
(
линии
вектора
E
замкнуты
)
формах
.
Причем
,
потенци
-
альная
форма
электрического
поля
создается
неизменными
во
времени
электрическими
заря
-
дами
,
а
соленоидальная
переменными
.
Линии
же
магнитного
поля
всегда
замкнуты
.
                         →
               →∂B
      rot E = −    .                                                               (13)
                ∂t
      Сопоставление (11) и (13) позволяет сделать вывод о сходности структур первого и
второго уравнений.
      Отсутствие в правой части (13) слагаемого, аналогичного плотности тока проводимо-
сти, обусловлено тем обстоятельством, что носителей магнитного заряда и магнитных токов
в природе не существует.
      Третье уравнение Максвелла представляет собой закон Гаусса, распространенный на
общий случай переменных во времени и пространстве зарядов:
           →       →

       ∫Dd S = Q.
       S
                                                                                  (14)

      Интеграл в левой части (14) представляет собой поток вектора электрического сме-
щения через произвольную поверхность. Член в правой части имеет смысл полного заряда,
заключенного в этой поверхности:
      Q = ∫ ρdV ,                                                                  (15)
               V


где V - объём, ограниченный поверхностью S, ρ - объёмная плотность электрического заря-
да, определяемая следующим образом:
                        ∆Q
       ρ = lim             ,                                                       (16)
               ∆V → 0   ∆V
      Применение теоремы о равенстве потока вектора через замкнутую поверхность объ-
емному интегралу от дивергенции, взятому по объему, ограниченному этой поверхностью,
известной под названием теоремы Остроградского, можно легко получить дифференциаль-
ную форму третьего уравнений Максвелла:
               →
      div D = ρ .                                                                  (17)
      Четвертое уравнение Максвелла по структуре аналогично третьему с нулевой правой
частью, что опять-таки является следствием отсутствия в природе автономных носителей
магнитного заряда:
           →       →           →

       ∫ B d S = 0, div B = 0 .
       S
                                                                                    (18)

      Сравнительный анализ (17) и (18) говорит о том, что электрическое поле может суще-
                                               →
ствовать как в потенциальной (линии вектора E разомкнуты, начинаются и заканчиваются
                                                   →
на зарядах), так и в соленоидальной (линии вектора E замкнуты) формах. Причем, потенци-
альная форма электрического поля создается неизменными во времени электрическими заря-
дами, а соленоидальная – переменными. Линии же магнитного поля всегда замкнуты.
                                           9