فرضیات اساسی مغناطیس ساکن در فضای آزاد

 فرضیات اساسی مغناطیس ساکن

فرضیات مغناطیس ساکن را با نیروی مغناطیسی آغاز می کنیم. وقتی بار آزمونی در یک میدان مغناطیسی (که هم اکنون تعریف خواهد شد) در حال حرکت باشد، آزمایش نشان می دهد که نیروی مغناطیسی بر آن اعمال می شود که دارای مشخصات زیر است: (۱) اندازه آن متناسب با مقدار بار است، (۲) جهت آن در هر نقطه بر بردار سرعت بار آزمون و نیز بر جهت ثابتی در آن نقطه عمود است، (۳) همچنین اندازه آن با مولفه سرعت در جهت عمود بر این امتداد ثابت متناسب است. این نیرو یک نیروی مغناطیسی است و نمی تواند بر حسب میدان الکتریکی یا چگالی شار الکتریکی بیان شود. در مغناطیس ساکن مشخصات این نیرو با تعریف یک کمیت جدید میدان برداری به نام چگالی شار مغناطیسی توصیف می گردد که هم امتداد ثابت و هم ثابت تناسب را مشخص می کند. بنابراین کل نیروی وارد بر بار الکتریکی برابر است با مقدار بر در میدان الکتریکی به اضافه مقدار بار در سرعت بار ضرب خارجی در چگالی شار مغناطیسی که معادله نیروی لورنتس نامیده می شود. اعتبار این معادله بی چون و چرا توسط آزمایش تایید شده است. ممکن است میدان الکتریکی و مغناطیسی را به ترتیب با استفاده از نیروی الکتریکی و نیروی مغناطیسی تعریف کرد. به صورت دیگر ممکن است معادله نیروی لورنتس را به عنوان اصل موضوعی اساسی مدل الکترومغناطیسی در نظر گرفت؛ این معادله را نمی توان از دیگر اصول موضوعی نتیجه گرفت.
مطالعه مغناطیس ساکن را در فضای آزاد، با دو اصل موضوعی که دیورژانس و کرل چگالی شار مغناطیسی را مشخص می نمایند، می توان آغاز کرد. یکی از اصول موضوعی مغناطیس ساکن قانون آمپر است و اصل دیگر بیان می دارد که دیورژانس چگالی شار مغناطیسی برابر صفر است.
در این فیلم آموزشی معادله نیروی لورنتس و فرضیات اساسی مغناطیس ساکن در فضای آزاد بیان می شود. همچنین قانون آمپر معرفی می شود.

[۱] D. J. Griffiths, introduction to electrodynamics
[۲] Cheng, David Keun. Field and wave electromagnetics. Vol. 2. New York: Addison-wesley, 1989.

دانلود جزوه

دانلود ویدئو

(۱۵۶۷)