Электрадынаміка суцэльных асяроддзяў

Электрадынаміка

Электрычнасць · Магнетызм Электрастатыка Закон Кулона Тэарэма Гауса Электрычны дыпольны момант Электрычны зарад Электрычная індукцыя Электрычнае поле Электрастатычны патэнцыял Магнітастатыка Закон Біё — Савара — Лапласа Закон Ампера Магнітны момант Магнітнае поле Магнітны паток Электрадынаміка Вектарны патэнцыял Электрычны дыполь Патэнцыялы Ліенара — Віхерта Сіла Лорэнца Ток зрушэння Уніпалярная індукцыя Ураўненні Максвела Электрычны ток Электрарухальная сіла Электрамагнітная індукцыя Электрамагнітнае выпраменьванне Электрамагнітнае поле Электрычны ланцуг Закон Ома Правілы Кірхгофа Індуктыўнасць Радыёхвалявод Рэзанатар Электрычная ёмістасць Электрычная праводнасць Электрычнае супраціўленне Электрычны імпеданс Каварыянтная фармулёўка Тэнзар электрамагнітнага поля Тэнзар энергіі-імпульсу 4-патэнцыял 4-ток Вядомыя вучоныя Генры Кавендыш Майкл Фарадэй Андрэ Мары Ампер Густаў Роберт Кірхгоф Джэймс Клерк Максвел Генрых Рудольф Герц Альберт Абрахам Майкельсан Роберт Эндрус Мілікен

Электрадынаміка суцэльных асяроддзяў — раздзел фізікі суцэльных асяроддзяў, у якім вывучаюцца электрычныя, магнітныя і аптычныя ўласцівасці суцэльнага асяроддзя. Калі серада ўяўляе сабой часткова або цалкам іонізаваны газ, то больш ужывальны тэрмін фізіка плазмы.

Электрамагнітныя характарыстыкі суцэльнага асяроддзя

Электрычныя і магнітныя ўласцівасці суцэльны асяроддзя апісваюцца тэнзарам дыэлектрычнай пранікальнасці $\!\,\epsilon _{ij}$, тэнзарам магнітнай пранікальнасці $\!\,\mu _{ij}$ і тэнзарам удзельнай праводнасці $\!\,\sigma _{ij}$ серады, прычым усе гэтыя велічыні могуць залежаць ад каардынат і ад часу.

Для стацыянарных з'яў, тэнзары дыэлектрычнай і магнітнай пранікальнасці ўплываюць на выгляд ліній напружанасці электрычнага і магнітнага палёў у асяроддзі, а тэнзар удзельнай праводнасці - на кірунак плыні току пад дзеяннем знешніх сіл (гл. закон Ома).

Пры разглядзе нестацыянарных з'яў карысна замест $\!\,\epsilon _{ij}(t)$, $\!\,\mu _{ij}(t)$ і $\!\,\sigma _{ij}(t)$ увесці іх фур'е-вобразы $\!\,\epsilon _{ij}(\omega )$, $\!\,\mu _{ij}(\omega )$ і $\!\,\sigma _{ij}(\omega )$. Менавіта гэтыя характарыстыкі асяроддзя будуць «адчувацца» плоскай электрамагнітнай хваляй з частатой $\!\,\omega$, якая распаўсюджваецца ў асяроддзі.

Электра- і магнітнааптычныя з'явы

Як правіла, велічыні $\!\,\epsilon _{ij}(t)$, $\!\,\mu _{ij}(t)$ і $\!\,\sigma _{ij}(t)$ маюць несіметрычны профіль у залежнасці ад часу. Гэта прыводзіць да таго, што іх фур'е-вобразы становяцца комплекснымі велічынямі. Фізічна гэта прыводзіць да таго, што электрамагнітная хваля, якая распаўсюджваецца ў асяроддзі, экспанентна згасае.

Усе апісаныя вышэй тэнзары могуць змяняцца пад дзеяннем знешніх электрычных і магнітных палёў, што прыводзіць да разнастайных электрааптычных і магнітааптычных эфектаў.

Напрыклад, некаторыя ізатропныя асяроддзі (ферамагнетыкі, плазма) пры накладанні вонкавага магнітнага поля паводзяць сябе анізатропна - з'яўляюцца недыяганальныя кампаненты тэнзараў магнітнай і дыэлектрычнай пранікальнасці. Пры падоўжным распаўсюдзе электрамагнітнай хвалі, калі кірунак распаўсюджвання хвалі паралельны напрамку магнітных сілавых ліній вонкавага поля, назіраецца эфект Фарадея. Ён заключаецца ў тым, што электрамагнітныя хвалі з правай і левай кругавой палярызацыяй распаўсюджваюцца ў асяроддзі з рознай хуткасцю. Як вынік, у выпадку лінейна палярызаванай хвалі, якая можа быць прадстаўлена суперпазіцыяй двух хваль з кругавой палярызацыяй процілеглага кірунку кручэння, плоскасць палярызацыі хвалі круціцца па меры распаўсюджвання ў асяроддзі.

Іншы шырока вядомы эфект, таксама звязаны з з'яўленнем недыяганальных элементаў тэнзараў, заключаецца ва ўзнікненні падвойнага праламлення прамяняў асяроддзя пры накладанні пастаяннага электрычнага поля і носіць назву эфекту Кера.

Гл. таксама

• Магнітагідрадынаміка
• Электрагідрадынаміка

Літаратура

• Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.: Электродинамика сплошных сред