Introducere
1. Obiectul electricitatii si magnetismului
Studiul fenomenelor fizice ce au loc in campul electromagnetic, care este o stare a materiei prin intermediul caruia se exercita interactiunea electromagnetica.
2. Scurt istoric
Primele informatii despre existenta fenomenelor electromagnetice exista din secolul al VI-lea inainte de Hristos cand Thales din Milet a descris proprietatea chihlimbarului de a atrage unele obiecte usoare dupa ce a fost frecat cu o blana.
In secolul al II-lea dupa Hristos s-a construit prima busola in China, observandu-se ca magnetita (oxidul de fier) atrage bucati mici de fier.
William Gilbert (1544 - 1604), peste 2000 ani (in 1600), reia afirmatia lui Thales din Milet si constata ca si alte corpuri se comporta in acelasi mod. El numeste acest fenomen electrizare, de la cuvantul electron care inseamna chihlimbar in limba greaca. Tot Gilbert descopera si fenomenul de atractie si respingere a polilor unui magnet si magnetizarea prin inductie.
Navigatorii napolitani au adus in Europa busola din China in secolul al XIV-lea.
In secolul al XV-lea Christofor Columb, in calatoria sa spre America din anul 1492 observa ca deviatia estica a busolei se transforma in deviatie vestica cand corabia se deplasa spre sud, trecand in emisfera sudica. De fapt Chr. Columb descoperea existenta campului magnetic pamantesc. Mai tarziu, Gilbert explica acest efect prin influenta magnetismului pamantesc asupra busolei.
Electricitatea si magnetismul se naste ca stiinta de sine statatoare in secolul al XVIII-lea. O contributie esentiala a avut-o Michael Faraday (1791-1867) prin descoperirea legii inductiei electromagnetice. El a prevazut existenta campului electromagnetic, starea materiei prin care se transmit interactiunile electrice si magnetice, a descoperit legile electrolizei, prevazand existenta sarcinii electrice elementare.
3 Electricitate si magnetism, Lectia 1
Sinteza tuturor rezultatelor a fost facuta de James Clerk Maxwell in anii 1868 - 9 sub forma ecuatiilor care ii poarta numele si pe care le-a publicat in 1873 in lucrarea sa A Treatise on Electricity and Magnetism. Ecuatiile lui Maxwell reprezinta transcrierea sub forma matematica a rezultatelor unor experimente. Acestea se bazeaza in mare parte pe previziunile intuitive ale lui Michael Faraday. Acceptarea larga a teoriei lui Maxwell a reprezentat un salt fundamental in intelegerea realitatii fizice. In teoria sa, campul electromagnetic apare ca un mijlocitor al interactiunilor dintre obiectele fizice. Acest punct de vedere difera radical de mai vechea actiune la distanta introdusa de Isaac Newton. Actiunea la distanta era punctul de vedere in care interactiunea dintre doua corpuri nu avea nevoie de un mijlocitor ci era suficienta prezenta obiectelor si a vidului dintre ele. Astfel, conform acestui punct de vedere, doua corpuri interactioneaza doar pentru ca exista, interactiunea fiind transmisa instantaneu de la un obiect la altul prin vid. Ca exemple erau date interactiunea gravitationala si cea electrica. Multi filozofi au pus la indoiala existenta actiunii la distanta deoarece din experienta cotidiana noi stim ca doua corpuri interactioneaza doar daca sunt puse in contact. Noua teorie a campului rezolva aceasta problema.
Teoria lui Maxwell a reprezentat prima teorie a unui camp, fiind urmata de teorii si pentru celelalte tipuri de interactiuni. Azi se incearca constituirea unei teorii unificate a campurilor. Teoria oricarui camp necesita cunostinte matematice complexe.
In anul 1905 Albert Einstein formuleaza teoria relativitatii. Ecuatiile lui Maxwell sunt invariante relativist.
3. Campuri scalare si campuri vectoriale
Un camp scalar este reprezintat matematic printr-o functie care are, in orice punct din spatiu, cate o singura valoare, dependenta de unele variabile. Un exemplu este campul valorilor temperaturii aerului in diferite localitati de pe harta asa cum este prezentat intr-un buletin meteorologic. Valorile acestei functii pot fi reprezentate prin cifre scrise pe harta, sau prin curbe care unesc pozitiile in care temperatura are aceeasi valoare, sau printr-un cod de culori, atribuind fiecarui interval de valori ale temperaturii o anumita culoare.
Un vector este o marime care are atat marime (modul) cat si directie si sens.
Un camp vectorial este descris de un vector a caror componente sunt campuri scalare. De exemplu, campul vectorial descris de functia vectoriala
are componentele (),,xxyzF, (),,yxyzF si (),,zxyzF, care sunt campuri scalare.
Un punct de coordonate (),,xyz este o sursa de camp daca divergenta campului vectorial (,, xyzF este mai mare ca zero (fig. 1a), adica
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
