Лекции по электродинамике - файл n14.doc
Лекции по электродинамикескачать (488.5 kb.)
Доступные файлы (19):
n14.doc
Электронная теория вещества. Мы строили электродинамику в пустоте, а влияние среды мы рассматривали феноменологически, путём введения постоянных

. Но это описание, в общем, часто бывает недостаточным. Так, например, феноменологический подход не даёт зависимость диэлектрической проницаемости от температуры, плотности, частоты (дисперсия) Рассмотрим процессы, происходящие в средах с позиции микроскопического подхода. Будем рассматривать электрические и магнитные свойства поля в веществе с позиции микроскопических процессов происходящих в нём. В основе лежит система уравнений Максвелла-Лоренца. Собственно, это уравнение написано для микро полей. Запишем их:

e, b – являются микро полями. Эти поля меняются от точки к точке. Чтоб получить уравнение для сред, надо усреднить уравнение Максвелла-Лоренца. В Этом случае:
Здесь

и

являются наблюдаемыми величинами для сред. Соответственно рассмотрим, что из себя представляет

и

.

- складывается из плотностей свободных зарядов и связанных зарядов,

-складывается из тока свободных зарядов, тока переполяризации и молекулярных токов.

и

, где

, где

носит название вектора поляризации и он равен сумме дипольных моментов в единице объёма. Усредним эти выражения. Суммирование ведётся по всем диполям в единице объёма. Мы знаем, что

- это сумма дипольных моментов в единицу объёма или вектор поляризации (макроскопический).
Исходя из уравнения непрерывности

для связанных зарядов, получаем:

, где

- вектор поляризации. Возьмём дивергенцию:

. Из уравнения непрерывности:

.
Аналогично для магнитных моментов.

, где

- вектор намагничивания.

- магнитный момент в единице объёма.

и

являются макроскопическими величинами. с использованием усреднённых значений для токов, зарядов и полей запишем уравнение Максвелла:


Второе уравнение системы запишем в виде:

и обозначая

,

- электростатическое смещение и

получаем систему уравнений Максвелла для макрополей.
Практически задача нахождения полей в средах сводится к вычислению вектора поляризации и вектора намагничивания для сред на основе микроскопической модели вещества.
Как показывают расчёты и опыт

, вектор намагничивания

Подставляя эти выражения соответственно в

получаем:

, где

, и соответственно

, где

. Фактически задача сводится к нахождению

и

, зная

.