общий взгляд на электромагнитное поле

[illuminates]

я попытался составить схему, которая описывала бы всю "систему" электромагнитного поля



уважаемые товарищи, буду очень признателен, если вы посмотрите её и выскажите что неправильно, или предложите свою схему.

[Someone]

Заряд в области не может меняться, если он не движется. И токи Вы вообще забыли, они ведь тоже являются источником электромагнитного поля.

А вообще зачем это нужно?

P.S. Картинка у Вас ужасная.

[Munin]

Мешанина какая-то.

Моя схема:

1. Поля бывают:
   
   1. Электромагнитное, в частных случаях
      
      • Электрическое
      • Магнитное
   2. По скорости изменений:
      
      • Статическое (стационарное)
      • Квазистационарное (квазистатическое)
      • Переменное
        
        • В частности, в дальней (волновой) зоне
   3. По математическим свойствам, в частных случаях:
      
      • Потенциальное
      • Вихревое (соленоидальное)
2. Источники поля бывают:
   
   1. Без источников - свободное поле
   2. Заряды неподвижные
   3. ...движущиеся
   4. Токи
3. Рассмотрение (постановка задачи математической физики):
   
   1. В безграничном пространстве
   2. При наличии границ и граничных условий
   3. С дополнительными условиями: условия на бесконечности, малые величины, разные симметрии, в том числе стационарность

Все эти варианты и условия накладываются на:

• Уравнения Максвелла
• Уравнение непрерывности для зарядов и токов
• Материальные уравнения и условия на поверхностях
• Энергетические величины (плотность энергии, поток энергии, импульсы и напряжения...)

из чего и можно сообразить, что чему соответствует (например, электростатическое поле - неподвижным зарядам и отсутствию токов и переменных граничных условий).

Это грубо-набросочно. Наверняка, какие-то детали упустил.

[illuminates]

Munin

благодарю за Вашу схему. Я согласен что "мешанина" у меня, но это все ради того что-бы включить во все это дело магнитное поле возбуждаемое переменным электрическим и электрическое(вихревое) возбуждаемое переменным магнитным. У вас про этот аспект как я понимаю не оговорено. И токи не сильно понятно зачем включать, всё завязано на электронах же, а токи - следствие, некий макроэффект..

Someone
может и ужасная, но это лучше чем если бы её не было)
нужно для понимания.
токи, повторюсь мне кажутся лишь макроэффектом, следствием, а не сутью поля.

Про меняющиеся заряды, и вправду как-то совсем не хорошо. Предлагаю весь правый столбец(электромагнитная волна) перенести в движущийся с ускорением заряд. Так будет более правдиво?

[Bulinator]

illuminates в сообщении #658821 писал(а):

все ради того что-бы включить во все это дело магнитное поле возбуждаемое переменным электрическим и электрическое(вихревое) возбуждаемое переменным магнитным

Максвелл, вроде это уже сделал. В чем проблема то?

illuminates в сообщении #658821 писал(а):

И токи не сильно понятно зачем включать

И не надо их включать. Запишите уравнения Максвелла в отсутствии токов и будет вам

illuminates в сообщении #658821 писал(а):

магнитное поле возбуждаемое переменным электрическим и электрическое(вихревое) возбуждаемое переменным магнитным.

[Munin]

illuminates в сообщении #658821 писал(а):

Я согласен что "мешанина" у меня, но это все ради того что-бы включить во все это дело магнитное поле возбуждаемое переменным электрическим и электрическое(вихревое) возбуждаемое переменным магнитным. У вас про этот аспект как я понимаю не оговорено.

Оговорено, просто не сказано. Любое переменное электрическое поле связано с магнитным, и любое переменное магнитное - с электрическим, так что чистые электрические и магнитные случаи - бывают только для статических полей. Это очевидно, если глядеть на уравнения Максвелла, к которым я и отсылал.

illuminates в сообщении #658821 писал(а):

И токи не сильно понятно зачем включать, всё завязано на электронах же, а токи - следствие, некий макроэффект..

Просто математически токи часто иначе описываются. Например, при помощи токов можно описать статическое магнитное поле, и не рассматривать вообще электрическое, а если опускаться до уровня электронов - так не получится, картина будет сложнее. Так что упоминание токов просто выгодно для простоты картины (не самой общей, а в некоторых частных случаях).

Кроме того, за счёт квантовых эффектов не всё так просто с электронами, но об этом, я думаю, не стоит пока говорить.

illuminates в сообщении #658821 писал(а):

токи, повторюсь мне кажутся лишь макроэффектом, следствием, а не сутью поля.

Они не следствие и не суть. Они источники поля, они его порождают. Причём, разумеется, поле - самостоятельная сущность, и умеет существовать и без источников. Это довольно сложное и важное соотношение. Лучше всего его понять математически, на уровне понятий однородного и неоднородного дифференциального уравнения, например, $\operatorname{div}E=0$ и $\operatorname{div}E=4\pi\rho.$

Может быть, вам как раз по уровню будет книжка Г. Е. Зильберман "Электричество и магнетизм".

-- 16.12.2012 03:07:44 --

illuminates в сообщении #658821 писал(а):

Про меняющиеся заряды, и вправду как-то совсем не хорошо.

Ну, в общем, вы были правы, что случай переменных источников - это более сложная ситуация, чем случай постоянных источников, при этом поле тоже становится переменным. Но вы просто забыли, что на заряды наложено уравнение непрерывности, и поэтому переменные заряды - это в точности то же самое, что и движущиеся заряды (в частности, могущие быть описанными как токи).

illuminates в сообщении #658821 писал(а):

Предлагаю весь правый столбец(электромагнитная волна) перенести в движущийся с ускорением заряд. Так будет более правдиво?

Покажите, что получается. И если можно, сделайте это не на отвратительном клочке бумажки, а средствами форума: post16227.html#p16227 . Можно нарисовать "коммутативную диаграмму", а в узлы вместо букв - поставить \text{русские слова} .

[illuminates]

Munin
спасибо за книжку.

позвольте, мне реабилитироваться и нарисовать покрасивей: (прошу прощения, но сложновато коммутативную диаграмму нарисовать)




но вот незадача: у меня получается, что электродинамическое всегда порождает магнитодинамическое. а на сколько я знаю это не так.

[Munin]

Не бывает "электродинамического поля" (и "магнитодинамического" тоже). Это вы придумали несуществующий термин. Бывает электродинамика. Это наука, теория. Слово "электродинамика" примерно равно "электричество и магнетизм".

Заряд, движущийся без ускорения, порождает не электростатическое поле, а переменные электрическое и магнитное.

Заряд вообще никогда не может порождать вихревое электрическое поле.

Заряд не может порождать магнитостатическое поле. Для порождения магнитостатического поля нужен постоянный ток или постоянный магнит.

И спасибо, что перерисовали заново. Теперь проще разобраться, и виднее, что неправильно.

[illuminates]

Munin
что-бы без вас я делал. спрашивал у своих преподавателей, один профессор отмахнулся рукой, сказав что бросьте заниматься чепухой, другой начал сразу говорить про тензор четвертого порядка. в обшем плохи дела.

Будьте добры оцените эту схему:


(опять немного сложно получилось, но мне кажется что по другому незя)

[Bulinator]

illuminates в сообщении #659804 писал(а):

один профессор отмахнулся рукой, сказав что бросьте заниматься чепухой

И правильно сказал. Вместо всех этих живописных потугов, лучше просто поймите что из себя представляют ур-я Максвелла. Там есть ответы на все(ВСЕ!!!) ваши вопросы.
Я понимаю, что думать и филосовствовать приятною Но когда все уже продумано и вылизано, за лет, эдак 100 до вас, такие размышления будут, мякго говоря, бессмысленными.
illuminates, просто возьмите любой учебник по электродинамике ну, или на худой конец в Википедии найдите ур-я Максвелла. Далее экспериментируйте с ними- выбирайте параметры(токи, зараяды...) как вам угодно и получите соответствующие ответы. Рисовать все это на бумажке- это даже не смешно.

[illuminates]

Bulinator
я с вами не согласен. если у вас нет опыта преподавания, тогда вы наверняка не правы, т к по моему мнению без объяснения на пальцах, нельзя хорошо понять сложную вещь.

-- 17.12.2012, 20:49 --

Bulinator
и тот профессор кстати, опаздывает на минут 40 всегда на ленты.

[rustot]

Munin в сообщении #659207 писал(а):

Заряд вообще никогда не может порождать вихревое электрическое поле.

ускоряющийся заряд же порождает вихревое электрическое поле параллельное вектору ускорения. в плюс к радиальному полю. вроде так

[illuminates]

Bulinator

да и без "философии", а я её называю заинтересованностью, все становится каким-то черно-белым. Мне кажется если бы физику рассказывали на пальцах, приводили обобщающие схемы, то физиков было бы намного больше. Вот я учусь на физ-факе, и знаете сколько здесь во всем потоке из 45ти человек, которое понимают, интересуются? пять всего. все остальные: "лишь бы спихнуть всю эту фигню"

[arseniiv]

illuminates в сообщении #659849 писал(а):

Вот я учусь на физ-факе, и знаете сколько здесь во всем потоке из 45ти человек, которое понимают, интересуются? пять всего. все остальные: "лишь бы спихнуть всю эту фигню"

Это соотношение чисел таково не из-за способов преподавания.

illuminates в сообщении #659839 писал(а):

т к по моему мнению без объяснения на пальцах, нельзя хорошо понять сложную вещь

Там и будет объяснение на пальцах — берите простые условия и решайте. Например, точечный заряд равномерно прямолинейно движется — решаете и видите, что будет.

[Munin]

illuminates в сообщении #659804 писал(а):

Будьте добры оцените эту схему

Да, уже намного лучше. Я бы немножко поправил:


Bulinator
Не серчайте. Человек на младших курсах, ему ещё трудно сосредоточиться и сообразить всё из уравнений в уме. Рисовать для себя наброски и схемы - это нормально, это помогает познанию и пониманию. Гораздо хуже, если бы он этого не делал, не раскладывал для себя материал по полочкам, а занимался бы бездумной зубрёжкой.

illuminates в сообщении #659849 писал(а):

Мне кажется если бы физику рассказывали на пальцах, приводили обобщающие схемы, то физиков было бы намного больше.

Я думаю, вам может быть интересно почитать Фейнмана. Знаменитые "Фейнмановские лекции по физике". Их и скачать можно, и переиздают регулярно. Он очень живо, наглядно и "на пальцах" всё рассказывает. Вообще гениальный лектор, не говоря уже о том, что гениальный физик (его роль в физике никак не меньше, чем Эйнштейна).

И остальным пяти вашим однокурсникам, которые интересуются, тоже подсуньте :-)

-- 17.12.2012 23:42:54 --

arseniiv в сообщении #659908 писал(а):

Там и будет объяснение на пальцах — берите простые условия и решайте. Например, точечный заряд равномерно прямолинейно движется — решаете и видите, что будет.

Да, это всё тоже, конечно, надо делать. И учиться делать качественные оценки и прикидки в уме. Только я не вижу, почему это взаимоисключающие вещи с рисованием для себя набросков и схем.