Оно является обобщением закона Фарадея для электромагнитной индукции. Мы знаем, что если замкнутый контур пересекает переменный магнитный поток, то в нем возникает индукционный ток.
Появление индукционного тока свидетельствует о том, что в проводнике происходит разделение электрических зарядов, то есть в контуре возникают сторонние силы, действующие на носители зарядов. Эти сторонние силы не связаны ни с химическими, ни с тепловыми процессами, ни с силой Лоренца (так как контур неподвижен, а сила Лоренца действует только на движущиеся заряды). Максвелл предположил, что переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле. Это поле и является полем сторонних сил, разделяющих заряды в пространстве.
Это вихревое поле возникает и при отсутствии проводника. Проводник является как бы индикатором, позволяющим обнаружить это поле.
Закон Фарадея
. (1)
С другой стороны
, (2)
где - напряженность поля сторонних сил, - замкнутый контур, вдоль которого берется циркуляция вектора . Для электростатического поля (электростатическое поле потенциально). Однако в нашем случае - поле вихревое и циркуляция для него по замкнутому контуру не равна нулю.
|
|
Приравняем (1) и (2)
= . (3)
Но
. (4)
Подставляем (4) в (3)
,
и получаем
= (5)
- первое уравнение Максвелла.
Смысл первого уравнения Максвелла: переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле и это поле вихревое. Существуют два вида электрических полей: электрическое поле, порождаемое неподвижными электрическими зарядами и электрическое поле, создаваемое меняющимся магнитным полем. | |
Рис.1. |