Lý thuyết trường điên tử P1

Lý thuyết Trường điện từ là một ngành vật lý nghiên cứu về các hiện tượng điện v6à từ trong tổng thể của chúng là Trường điện từ. Trường điện từ được sinh ra bởi các hạt mang điện và sự chuyển động của chúng. Trường điện từ được sinh ra sau đó đến lượt nó lại tương tác với các hạt mang điện. Trường điện từ được định nghĩa như sau: Trường điện từ là một dạng vật chất cơ bản, chuyển động với vận tốc c trong mọi hệ quy chiếu quán tính trong chân không. Nó thể...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết trường điên tử P1Chương 1: Một số khái niệm cơ bản1.1. Định nghĩa về “Trường điện từ” Lý thuyết Trường điện từ là một ngành vật lý nghiên cứu về các hiện tượng điệnvà từ trong tổng thể của chúng là Trường điện từ. Trường điện từ được sinh ra bởi cáchạt mang điện và sự chuyển động của chúng. Trường điện từ được sinh ra sau đó đếnlượt nó lại tương tác với các hạt mang điện. Trường điện từ được định nghĩa như sau: Trường điện từ là một dạng vật chất cơ bản, chuyển động với vận tốc c trong mọihệ quy chiếu quán tính trong chân không. Nó thể hiện sự tồn tại và vận động quanhững tương tác với dạng vật chất khác là những hạt hoặc những môi trường chấtmang điện.1.2. Sơ lược về “Lý thuyết Trường điện từ” Lý thuyết Trường điện từ được nhà bác học James Maxwell tổng hợp từ các lýthuyết đã tồn tại trước đây như lý thuyết về điện trường tĩnh, lý thuyết về điện độnghọc, lý thuyết về từ trường tĩnh. Lý thuyết tổng hợp này nghiên cứu những vẫn đề liênquan đến các hạt mang điện, dòng điện, nam châm, sóng điện từ (ánh sáng, sóng vôtuyến,...). Khái niệm cơ bản trong lý thuyết Trường điện từ là Trường điện từ. Lý thuyết nàynghiên cứu các hiện tượng điện và từ dưới đây: • điện trường tĩnh được sinh ra bởi các hạt mang điện đứng yên; • từ trường tĩnh được sinh ra bởi các dòng điện không đổi; • từ động là hiện tượng từ được sinh ra bởi dòng điện biến đổi theo thời gian; • điện động liên quan đến các tương tác động học giữa các dòng điện; • vô tuyến điện liên quan đến các hiện tượng truyền sóng điện từ. Chương 1 - Trang 11.3. Các biến trạng thái cơ bản của trường điện từ Theo định nghĩa chung, biến trạng thái của một hệ là những biến được định nghĩara để trực tiếp hay gián tiếp đo, biểu diễn trạng thái và quá trình động lực học của hệ,hoặc đo, biểu diễn năng lực tương tác của hệ. Đối với trường điện từ, có hai biến trạng → →thái là véctơ cường độ điện trường E và véctơ cường độ từ cảm B . Chúng đo nănglực tác động lực của trường điện từ đối với môi trường chất. →1.3.1. Véctơ cường độ điện trường E Biến trạng thái này đại diện cho mặt điện trường của trường điện từ. Trong môitrường có hệ số điện môi ε, một điện tích điểm Q gây ra tại điểm M cũng ở trong môi →trường đó một điện trường có véctơ cường độ điện trường E có biểu thức như sau: → Q → E= r0 (1.1) 4πε r 2 →trong đó r là khoảng cách từ điện tích điểm Q đến điểm M và r0 là véctơ đơn vị nằmtrên đường nối từ điện tích Q đến điểm M và có chiều luôn luôn hướng từ từ điện tíchQ đến điểm M (hình 1.1). → → → → Q r0 M E Q r0 E M + – r r Hình 1.1. Điện trường do điện tích gây ra tại một điểm Như vậy véctơ cường độ điện trường do điện tích dương gây ra luôn hướng ra xađiện tích dương và véctơ cường độ điện trường do điện tích âm gây ra luôn hướng vàonó. → Nếu tại điểm M, ta đặt một điện tích q thì điện trường E của điện tích Q sẽ tác →dụng lên điện tích q một lực Coulomb F được tính như sau: → → Qq → F = qE = r0 (1.2) 4πε r 2 Như vậy giữa hai điện tích trái dấu sẽ tồn tại lực hút và giữa hai điện tích cùng dấusẽ tồn tại lực đẩy.Chương 1 - Trang 2 Nếu trong môi trường nói trên, tồn tại n điện tích điểm Qi (với i = 1 → n) thì véctơ →cường độ điện trường tổng E do toàn bộ các điện tích này cùng gây ra tại một điểm Mđược xác định theo nguyên lý xếp chồng điện trường: → n → n Qi → E = ∑ Ei = ∑ r0i (1.3) i =1 i =1 4πε ri 2 →với E i là véctơ cường độ điện trường do mỗi điện tích Qi gây ra tại điểm M. → Nếu tại điểm M, ta đặt một điện tích q thì lực Coulomb tổng F do điện trường →tổng E tác dụng lên điện tích q sẽ là: → → n → n ...