Qauss teoremi və superpozisiya prinsipi

Qauss teoremi və superpozisiya prinsipi
Qauss teoremi və superpozisiya prinsipi
Anonim

Qauss teoremi elektrodinamikanın fundamental qanunlarından biridir, struktur olaraq başqa bir böyük alimin - Maksvellin tənliklər sisteminə daxil edilmişdir. O, qapalı səthdən keçən həm elektrostatik, həm də elektrodinamik sahələrin intensivlik axınları arasındakı əlaqəni ifadə edir. Karl Gaussun adı elm aləmində, məsələn, Arximed, Nyuton və ya Lomonosovdan daha az səslənmir. Fizika, astronomiya və riyaziyyatda bu parlaq alman aliminin inkişafına birbaşa töhfə vermədiyi sahələr çox deyil.

Qauss teoremi
Qauss teoremi

Qauss teoremi elektromaqnetizmin təbiətinin öyrənilməsində və anlaşılmasında əsas rol oynamışdır. Ümumiyyətlə, o, bir növ ümumiləşdirməyə və müəyyən dərəcədə tanınmış Kulon qanununun şərhinə çevrilmişdir. Bu, elmdə o qədər də nadir deyil, eyni hadisələrin müxtəlif yollarla təsvir və formalaşdırıla biləcəyi haldır. Lakin Qauss teoremi təkcə tətbiq olunmurmənası və praktik tətbiqi ilə o, təbiətin məlum qanunlarına bir az fərqli prizmadan baxmağa kömək etdi.

Müəyyən mənada o, elektromaqnetizm sahəsində müasir biliklərin əsasını qoyaraq elmdə böyük sıçrayışa töhfə verdi. Beləliklə, Qauss teoremi nədir və onun praktik tətbiqi nədir? Bir cüt statik nöqtə yükü götürsək, onda onlara gətirilən hissəcik sistemin bütün elementlərinin dəyərlərinin cəbri cəminə bərabər olan bir qüvvə ilə cəlb ediləcək və ya dəf ediləcəkdir. Bu zaman belə qarşılıqlı təsir nəticəsində əmələ gələn ümumi məcmu sahənin intensivliyi onun ayrı-ayrı komponentlərinin cəmi olacaqdır. Bu əlaqə ümumi sayından asılı olmayaraq çoxvektorlu yüklərin yaratdığı istənilən sistemi dəqiq təsvir etməyə imkan verən superpozisiya prinsipi kimi geniş yayılmışdır.

Maqnit sahəsi üçün Qauss teoremi
Maqnit sahəsi üçün Qauss teoremi

Lakin belə zərrəciklər çox olduqda elm adamları əvvəlcə hesablamalarda müəyyən çətinliklərlə qarşılaşdılar ki, bunu Kulon qanununu tətbiq etməklə həll etmək mümkün deyildi. Maqnit sahəsi üçün Gauss teoremi onların öhdəsindən gəlməyə kömək etdi, lakin bu, r −2 ilə mütənasib azalan intensivliyə malik olan istənilən güc sistemləri üçün etibarlıdır. Onun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, qapalı səthlə əhatə olunmuş ixtiyari sayda yüklər verilmiş müstəvinin hər bir nöqtəsinin elektrik potensialının ümumi dəyərinə bərabər ümumi intensivlik axınına malik olacaqdır. Eyni zamanda, elementlər arasında qarşılıqlı əlaqə prinsipləri nəzərə alınmır, bu da işi xeyli asanlaşdırır.hesablamalar. Beləliklə, bu teorem hətta sonsuz sayda elektrik yük daşıyıcısı ilə sahəni hesablamağa imkan verir.

Dielektriklər üçün Qauss teoremi
Dielektriklər üçün Qauss teoremi

Düzdür, bu, yalnız onların simmetrik yerləşməsinin bəzi hallarda, axının gücünü və intensivliyini asanlıqla hesablamaq üçün əlverişli səth olduqda mümkündür. Məsələn, sferik formalı keçirici bir cismin içərisinə yerləşdirilən sınaq yükü, oradakı sahənin gücü indeksi sıfıra bərabər olduğundan, ən kiçik bir güc təsiri görməyəcəkdir. Konduktorların müxtəlif elektrik sahələrini itələmək qabiliyyəti yalnız onlarda yük daşıyıcılarının olması ilə əlaqədardır. Metallarda bu funksiyanı elektronlar yerinə yetirir. Bu cür xüsusiyyətlər elektrik sahələrinin təsir etmədiyi müxtəlif fəza bölgələrini yaratmaq üçün texnologiyada bu gün geniş istifadə olunur. Bu hadisələr dielektriklər üçün Qauss teoremi ilə mükəmməl şəkildə izah olunur, elementar hissəciklər sistemlərinə təsiri onların yüklərinin qütbləşməsinə qədər azalır.

Belə effektlər yaratmaq üçün müəyyən bir gərginlik sahəsini metal qoruyucu şəbəkə ilə əhatə etmək kifayətdir. Həssas yüksək dəqiqlikli cihazlar və insanlar elektrik sahələrinin təsirindən belə qorunur.

Tövsiyə: