A fény mint elektromágneses hullám
Abban az esetben, egyenárammal, vagy töltéseloszlásokat, lassan változó idővel, a következtetéseket a Maxwell-egyenletek nem különböznek a megállapításokat azoknak egyenletek elektromos és mágneses létezett bevezetése előtt Maxwell bias áram. Azonban, ha a jelenlegi díjak vagy időben változnak, különösen, ha azok gyorsan változik, mint abban az esetben, például, két ballon, ahol a töltés szakad el a labdát, hogy a labda (ábra. 351), a Maxwell egyenletek van megoldás, amely korábban nem létezett.
Vegyünk például egy mágneses mező által generált áram (mondjuk a jelenlegi keresztül a vezeték). Most képzeljük el, hogy az áramkör megszakad. Amikor csökkentése a jelenlegi, a mágneses mezővel körbevett huzal, is csökken, és így, az elektromos mező gerjeszti (szerinti Faraday-törvény, egy váltakozó mágneses mező gerjeszti egy elektromos mező). Amikor a változás sebessége a mágneses mező csökken, az elektromos mező kezd alábbhagyni. Összhangban Domack-svellovskimi reprezentációk semmi nem történik: elektromos és mágneses mezők eltűnnek alkalmazása során a jelenlegi nulla, mivel úgy gondolták, hogy a váltakozó elektromos mező nincs hatása.
Azonban Maxwell elméletét, hogy a pusztuló elektromos mező mezőt gerjeszt, valamint a bomló mágneses mező gerjeszti egy elektromos mező, és ezeket a mezőket úgy kombinálni, hogy csökken a valamelyik másik bekövetkezik egy kicsit távolabb a forrás, és ennek eredményeként az egész impulzus mozog a térben, mint egész. Ha az érték a B értékével egyenlő E és a két vektor egymásra merőleges, mint származó Maxwell-egyenletek, az impulzus kell elosztani a térben egy bizonyos sebesség.
Ez az impulzus az összes tulajdonságait, amelyek már korábban jellemző a hullámzó mozgást. Ha van nem egy, hanem sok nagyon impulzusok okozta, például változatai közötti elektromos két golyó, a tárcsa impulzus összefüggésben lehet egy adott hullámhosszú, azaz a. E. A távolság a szomszédos bordák. Impulzusok terjednek pontról pontra ugyanúgy, mint egy hullám. És ami a legfontosabb, ugyanakkor eleget tett a fő elv, nevezetesen a szuperpozíció elve, mert az elektromos és mágneses mezők adalék tulajdonságokat. Így a mozgását az elektromos és mágneses tulajdonságai jellemzi hullámú impulzusokat.
Tekintsük ismét a bolygórendszerbe töltött részecskék (ábra. 352). Szerint a Maxwell elmélete, egy töltött részecske (különösen, elektron) mozgó körpályán (mint bármely részecske gyorsulást) sugárforrás elektromágneses hullám. A frekvencia a hullám egyenlő a gyakorisága forradalom az elektron a pályáján. A számértékek, azt találjuk:
τ (idő teljes fordulaton pályára: időszak) = 4 * 10 -16 másodperc. (23.1)
A viszonyát frekvencia és hullámhossz lett
sebesség = λν (23,3)
Tegyük fel, például, hogy a hullám terjedési sebessége egyenlő 3 x 10 10 cm / s. majd:
λ = 1,2 * 10 -5 cm. (23.5)
Ez a hullám hossza ultraibolya sugárzás, azaz a. E. fény rövidebb hullámhosszú, mint a lila fény. (Minimális látható fény hullámhossza körülbelül 4 * 10 -5 cm).
Bolygókerekes rendszer a töltött részecske sugároz az elektromágneses hullámok, t. E. elvesztése energia (hullámok hordozzák az energia, mivel képesek munka elvégzésére a díjak messze a forrás), és ezért igényli, hogy létezik egy stabil szuszpenziót további energiát kívülről.
Amikor Maxwell rájött, hogy ő egyenletek elismerem oldat, ő számított a sebesség, amellyel a hullám kellene terjedni a térben. Azt írja:
„A sebesség a keresztirányú hullám oszcillációk hipotetikus közegben számítva az elektromágneses kísérletek Kohlrausch és Weber, mint pontosan ugyanaz, mint a fény sebessége, számítva az optikai kísérletek Fizeau, hogy alig tudok kilépni a következtetésre jutott, hogy a fény áll keresztirányú rezgések ugyanabban a közegben amely az oka a villamos és mágneses jelenségek. "
És akkor, egy levelet, hogy William Thomson (Lord Kelvin):
„Kaptam az egyenleteket, a tartományban élő, és nincsenek tisztában a közelsége sebesség talált rám elterjedt a mágneses hatását a fény sebessége, úgyhogy azt hiszem, minden okunk megvan feltételezni, hogy a mágneses és világító környezet egy és ugyanabban a környezetben ...”.
[Maxwell sokkal nehezebb volt, hogy a híres eredményt, mint amilyennek látszik nekünk. Bemutattuk a kényelem a C betű jelzi a fény sebessége, összekapcsolni változások a mágneses mező és az elektromos mező gerjeszti, pótolva a meglehetősen önkényes száma 4,18 x 10 -9 C / cm érték 4p / s. Ezután használjuk ugyanazt az értéket leíró összefüggést a mágneses tér és izgalmas áramlatok és váltakozó elektromos mezők. Szerint Ampere törvénye, a mért mágneses tér forgalomba arányosnak kell lennie a mért átfolyó áram a felületet. Kiderült például, hogy:
ahol a szám 4,18 * 10 -9 a CGS rendszerben készítették a tényleges mérések a mágneses mező és az átfolyó áram a felületet. Amikor Maxwell megvizsgálta ezeket az egyenleteket együtt megoldást találni megfelelő terjedésének elektromágneses sugárzás impulzus, kapott ezektől mért számok további számokat, hogy adott a terjedési sebessége ez az impulzus. És ez a szám kiderült ravnymprimernoZ 10 * 10cm / 10 * 3 s.Nochislo 10cm / sestizmerennayavelichinaskorostisveta. Ezért Maxwell és azonosította a pulzus sugárzás a fény is] írta .:
„... mi van komoly ok arra következtetni, hogy a fény is (beleértve a sugárzó hő és egyéb sugárzás) egy elektromágneses zavar hullámok formájában szaporíthatjuk az elektromágneses mező törvényei szerint az elektromágnesesség.”
A meglepetés az volt az általános, de voltak kétkedők. Így egy levelet, hogy Maxwell azt mondta:
„Egybeesése a megfigyelt és a számított fénysebesség keresési sebesség keresztirányú rezgések a környezet néz kiváló eredményt. Ugyanakkor úgy vélem, hogy ezek az eredmények nem kívánatos, kivéve, ha a lakosság megnyugtatása, hogy amikor az elektromos áram, a kis részecskék száma összenyomja két sor forgó kerék. "
Miután a fény azonosították egy elektromágneses hullám [a különböző színek felelnek meg a különböző frekvenciákon (ábra. 354), vagy a sugárzás hullámhosszán, a látható fény csak egy kis része a teljes spektrumát az elektromágneses sugárzás], és azóta ismert kölcsönhatása az elektromos és mágneses mezők, töltött részecskék (Lorentz képlet), az első alkalommal lehetővé vált, hogy hozzon létre egy elmélet a kölcsönhatás a fény és az anyag (ha azt feltételezzük, hogy a közeg a töltött részecskék). Például, miután Lorentz és Maxwell működik Fitzgerald, megpróbálja megmutatni hasonlóságokat viselkedése között az elektromágneses hullám és a viselkedése a fény, ha reflektálódik és megtörik, számított esetén az áthaladó elektromágneses hullámból a határfelületen át a két közeg; azt találták, hogy a viselkedése ez a hullám egybeesik a megfigyelt viselkedés a fény.
Még ha Maxwell nem azonosította az elektromágneses sugárzás a fény, a felfedezés mégis lenne nagy jelentősége van. Ahhoz hogy ezt ne felejtsük el, hogy az elektromos mező végezhet munkát a díjat. Következésképpen, töltés, oszcilláló egyetlen pontot a térben, generál egy elektromágneses impulzust. amely képes terjedni tetszőleges távolságra a mozgó töltés és az elektromos mező, amely elvégzi a munkát egy másik díjat.
Nem sok minden történt mióta először sikerült átadni by-wire villamos energia ellátása érdekében a munka távol a generátor, ami egy aktuális. Most Maxwell javasolja, hogy át nagy távolságokra segítsége nélkül bármilyen elektromos kábelek, képes a munka, távoli töltött testek. Továbbá, segítségével egy ilyen szabályozott változást az elektromágneses hullám információt továbbítani, ami nem nehéz megfejteni bármely távoli helyen. Ez a megfigyelés fontos gyakorlati jelentősége.