Maxwell nazariyasi va uning xususiyatlari

Hozir deyarli har bir kishi elektr va magnit maydonlarining bir-biri bilan bevosita bog'liqligini biladi. Elektromagnit fenomeni o'rganadigan fizikaning maxsus bo'limi ham bor. Lekin 19-asrda, Maksvellning elektromagnit nazariyasi shakllangach, hamma narsa mutlaqo boshqacha edi. Masalan, elektr maydonlari faqat elektr zaryadga ega bo'lgan zarralar va organlarga xos bo'lib , magnit xususiyatlari esa mutlaqo boshqa bir fan sohasi.

1864-yili taniqli britaniyalik fizik DK Maksvell elektr va magnit olamlarning bevosita o'zaro bog'liqligini ko'rsatdi. Bu kashfiyot "Maxwellning elektromagnit maydonining nazariyasi" deb nomlangan. Uning yordami bilan elektrodinamika nuqtai nazaridan bir qator muammoli masalalarni hal qilish mumkin edi.

Ko'pgina yuqori darajadagi kashfiyotlar har doim oldingi tadqiqotlar natijalariga asoslangan. Maxwell nazariyasi bu istisno emas. Ayniqsa, Maksvell o'zining salafiylari tomonidan olingan natijalarni sezilarli darajada kengaytirdi. Misol uchun, Faradayning eksperimentida nafaqat yopiq o'tkazuvchi materialning yopiq birikmasi emas, balki har qanday materialdan iborat bo'lishi mumkinligini ta'kidladi. Bunday holatda, elektron bug 'elektr maydonining ko'rsatkichidir, bu faqat metallning kristalli to'rini emas. Bunday nuqtai nazardan, dielektrik materiallar sohasida bo'lganda, polarizatsiya oqimlari haqida gapirish yanada to'g'ri. Ular shuningdek, materialni ma'lum bir haroratda isitishdan iborat ishni bajaradilar.

Elektr va magnit hodisalar o'rtasidagi aloqaning birinchi shubhasi 1819 yilda paydo bo'lgan. H. Oersted agar kompas bir oqim bilan o'tkazgichga yaqin joylashtirilsa, o'qning yo'nalishi shimoliy qutbdan farq qiladi.

1824-yilda A. Ampere "Amper qonuni" deb ataluvchi dirijerlarning o'zaro ta'siri qonunini shakllantirdi.

Va nihoyat, 1831 yilda Faraday o'zgarmaydigan magnit maydonda bir oqimning oqimini qayd etdi.

Maksvellning nazariyasi elektrodinamikaning asosiy muammolarini hal qilish uchun mo'ljallangan: elektr toklari (toklar) ning ma'lum kengayish taqsimoti bilan hosil qilingan magnit va elektr maydonlarining ma'lum xususiyatlarini aniqlash mumkin. Ushbu nazariya sodir bo'layotgan hodisalardan kelib chiqqan mexanizmlarni hisobga olmaydi.

Maksvellning nazariyasi yaqindan intervalgacha to'lovlar uchun mo'ljallangan, chunki tenglamalar tizimida elektromagnit interaktivlik vositadan qat'iy nazar, nur tezligida yuzaga keladigan deb hisoblanadi. Nazariyaning muhim xususiyati shundaki, uning asosida quyidagi sohalar nazarda tutiladi:

- katta hajmda taqsimlangan (atom yoki molekulaning o'lchamidan bir necha barobar katta) nisbatan katta oqimlar va xarajatlar;

- o'zgarmaydigan magnit va elektr maydonlari molekulalarning ichidagi jarayonlar davridan tezroq o'zgaradi;

- kosmik hisoblangan nuqta bilan dalaning manbai o'rtasidagi masofa atomlarning (molekulalarning) kattaligidan kattaroqdir.

Bularning barchasi Maksvellning nazariyasini, avvalambor, makrokozm hodisalariga nisbatan qo'llanilishini ta'kidlashimizga imkon beradi. Zamonaviy fizika kvant nazariyasi nuqtai nazaridan ko'proq va ko'p jarayonlarni ochib beradi. Maksvellning formulalarida kvant belgilari e'tiborga olinmaydi. Shunga qaramay, Maksvellen tenglamalar tizimidan foydalanish muayyan muammolarni muvaffaqiyatli hal etish imkonini beradi. Qizig'i shundaki, elektr toklari va zaryadlarining zichligi hisobga olinadigan bo'lsa, ularning mavjud bo'lishi nazariy jihatdan mumkin, ammo magnit xususiyatga ega. 1831 yilda Dirac bu haqda ularni magnit monopole deb atagan. Umuman olganda, nazariyaning asosiy tamoyillari quyidagicha:

- magnit maydon alternativ elektr maydoni tomonidan yaratiladi;

- o'zgaruvchan magnit maydon bir girdap tabiatining elektr maydonini hosil qiladi.