Elektrodynamika klasyczna
Z Wikipedii
Elektrodynamika klasyczna – dział fizyki zajmujący się własnościami i oddziaływaniem obiektów naładowanych, z pominięciem efektów kwantowych. Elektrodynamika klasyczna opisuje aspekty klasyczne jednego z czterech podstawowych oddziaływań przyrody – oddziaływań elektromagnetycznych. Podstawowymi pojęciami elektrodynamiki klasycznej są pole elektryczne, pole magnetyczne, ładunek elektryczny, oraz prąd elektryczny. Podstawę teorii tworzą równania Maxwella (James Clerk Maxwell) i zasada zachowania ładunku. Z tych praw można wyprowadzić równanie falowe, prawo Biota-Savarta i inne. Symetria równań Maxwella opisana przez transformacje Lorentza oraz nieudane próby (eksperyment Michelsona-Morleya) potwierdzenia istnienia eteru (klasycznego nośnika fali elektromagnetycznej) doprowadziły do zmiany koncepcji czasu i przestrzeni w szczególnej teorii względności i wyłonienie się koncepcji czasoprzestrzeni Minkowskiego. Niemożność wytłumaczenia przez elektrodynamikę klasyczną promieniowania ciała doskonale czarnego oraz zjawiska fotoelektrycznego doprowadziła do powstania mechaniki kwantowej.
Naładowaną elektrycznie materię opisuje rozkład ładunku elektrycznego ρe i płynący prąd elektryczny j. Są to źródła pola elektromagnetycznego (E, H) lub D=εε0E, B=μμ0H). Związki między nimi opisują równania Maxwella:
| Elektrostatyka | Magnetostatyka | Przybliżenie kwazistacjonarne | Równania Maxwella |
|---|---|---|---|
 |
|
 |
|
 |
|
|
|
| / |  |
|
 |
| / |  |
|
|
Podstawą elektrodynamiki są równania Maxwella. W próżni (ε=1, μ=1) rozwiązaniem równań Maxwella jest fala elektromagnetyczna. Rozwiązaniem tych równań jest rozkład pola elektrycznego E(x,t) i magnetycznego B(x,t) wywołany przez zewnętrzny płynący prąd elektryczny j(x,t) i odpowiedni rozkład ładunku elektrycznego ρe(x,t). Pola te można opisać za pomocą potencjału skalarnego φ i potencjału wektorowego A:
Wielkości te wyznaczają fizyczne pola w sposób niejednoznaczny. Transformacja:
gdzie f(r,t) jest dowolnym polem skalarnym, nazywana transformacją cechowanie nie zmienia wartości pól fizycznych E(x,t) i B(x,t). Zbiór transformacji cechowań 
tworzy lokalną grupę cechowań U(1). Lokalność oznacza, że element grupy jest dowolną funkcją punktu w czasoprzestrzeni (x,t). Grupa cechowania U(1) jest symetrią elektrodynamiki. Na mocy twierdzenia Noether z symetrii tej wynika prawo zachowania ładunku elektrycznego. Następną konsekwencja tej symetrii jest bezmasowość fotonu. Zerowa masa fotonu oznacza, że prędkość światła w próżni jest fundamentalną stałą przyrody c. Następną konsekwencją tej symetrii jest daleki zasięg oddziaływania elektromagnetycznego (dla cząstki punktowej o ładunku elementarnym e, φ ~ 1/r). Dzięki temu możemy oglądać odległe galaktyki.
Cząstka o ładunku elektrycznym q czuje pole eklektyczne i magnetyczne jako zewnętrzną siłę (siła Lorentza)
Samo pole elektromagnetyczne niesie energię , pęd i moment pędu:
gdzie
jest gęstością energii pola elektromagnetycznego a
jest gęstością pędu pola elektromagnetycznego (
jest wektorem Pointinga). Gęstość momentu pędu pola elektromagnetycznego to: 
. Wzory te nie są prawdziwe dla małych porcji pola elektromagnetyczego (efekt fotoelektryczny) co doprowadziło do powstania mechaniki kwantowej.
Pierwotnie elektryczność i magnetyzm uważano za odrębne, niezwiązane z sobą zjawiska fizyczne. W 1820 roku Oersted odkrył, że prąd elektryczny może wywołać pojawienie się pola magnetycznego, a w 1831 Faraday zauważył, że poruszający się magnes wywołuje prąd elektryczny. Unifikacji elektryczności i magnetyzmu dokonał James Clerk Maxwell w 1856 roku. Konsekwencją tej unifikacji było przewidzenie przez Maxwella istnienia fal elektromagnetycznych, potwierdzonego doświadczalnie w roku 1888 przez Hertza. Te odkrycia pozwoliły połączyć teorię elektryczności, magnetyzmu i optykę w jednolitą teorię elektrodynamiki.
Kwantowa wersja elektrodynamiki - elektrodynamika kwantowa jest najbardziej dokładną teorią fizyczną. Elektrodynamika jest podstawą teoretyczną współczesnego rozwoju technologicznego.
[edytuj] Literatura
David J. Griffiths, Podstawy elektrodynamiki, PWN, Warszawa, 2005
| Senat przyjął ustawę o emeryturach pomostowych |
|
Senat przyjął bez poprawek ustawę o emeryturach pomostowych, zmniejszającą liczbę uprawnionych do wcześniejszego przechodzenia na emeryturę z ok. miliona osób, które obecnie mają taką możliwość, do niecałych 250 tysięcy.
|
| "Nie przesłuchiwaliśmy chorych na Alzheimera" |
|
Nie przesłuchiwano tych chorych na Alzheimera, których stan to uniemożliwiał lub przesłuchanie mogłoby go pogorszyć - tak Prokuratura Krajowa odpowiada na zarzuty Helsińskiej Fundacji Praw Człowieka, dotyczące przesłuchiwania chorych w śledztwie o wyłudzanie świadczeń medycznych w szpitalu MSWiA w Warszawie.
|
| USA: Politycy nie znają historii kraju |
|
Amerykańscy politycy fatalnie wypadli w teście mającym sprawdzić wiedzę o historii i kulturze Stanów Zjednoczonych - poinformował instytut studiów międzykolegialnych (ISI), który zebrał odpowiedzi.
|
| USA: Kobieta nowym ministrem bezpieczeństwa |
|
Ministrem bezpieczeństwa wewnętrznego w gabinecie Baracka Obamy będzie demokratyczna gubernator stanu Arizona Janet Napolitano - podały telewizja CNN i "Washington Post", powołując się na źródła w Partii Demokratycznej.
|
| Spekulacje belgijskiej prasy nt. papieskiego krzyża |
|
Belgijski dziennik "La Libre Belgique" obwieścił w czwartek, że dzięki mediacji tamtejszych środowisk żydowskich, "wykluwa się kompromis w sprawie oddalenia" od byłego obozu Auschwitz papieskiego krzyża, który od 1988 roku stoi na Żwirowisku, tuż za murami byłego obozu Auschwitz.
|