الكهرومغناطيسية في الأوساط المادية
داخل المادة، تتعدل المجالات الكهرومغناطيسية بفعل الاستقطاب والمغنطة والتوصيل، وتوصف هذه التعديلات بواسطة معادلات ماكسويل العيانية ودوال استجابة المواد.
Definition
دراسة المجالات الكهرومغناطيسية داخل الأوساط المادية، حيث تقوم الشحنات والتيارات المقيدة للاستقطاب والمغنطة، بالإضافة إلى تيارات التوصيل الحرة، بتعديل المجالات وتلخصها العلاقات التأسيسية التي تربط المجالات باستجابة المادة.
Scope
يغطي هذا المجال الديناميكا الكهربائية العيانية للأوساط المتصلة: استقطاب ومغنطة المادة، والمجالين المساعدين D و H، والعلاقات التأسيسية العازلة والمغناطيسية، والتوصيل الكهربائي وقانون أوم، والسماحية المعتمدة على التردد التي تحكم الخصائص البصرية للمواد. ويتناول كيفية إعادة تشكيل استجابة المادة للمجالات والموجات، بناءً على ديناميكا الكهرومغناطيسية في الفراغ ولكنها متميزة عنها.
Sub-topics
Core questions
- كيف تغير الشحنات والتيارات المقيدة المجالات داخل المادة؟
- ما هي العلاقات التأسيسية التي تصف الاستجابة الكهرومغناطيسية للمادة؟
- كيف يحكم التوصيل التيارات وتبديد الطاقة؟
- كيف تشكل الاستجابة المعتمدة على التردد السلوك البصري؟
Key concepts
- الاستقطاب
- المغنطة
- مجال الإزاحة D
- المجال المساعد H
- السماحية
- النفاذية
- التوصيلية
- العلاقات التأسيسية
Key theories
- معادلات ماكسويل العيانية
- ينتج عن حساب المتوسط على الشحنات المجهرية معادلات ماكسويل في المادة مع المجالين المساعدين D و H، اللذين تكون مصادرهما فقط الشحنات والتيارات الحرة، وتكملها العلاقات التأسيسية.
- العلاقات التأسيسية
- يرتبط الاستقطاب والمغنطة وتيار التوصيل بالمجالات من خلال السماحية والنفاذية والتوصيلية، والتي قد تعتمد على التردد وقوة المجال والاتجاه والتاريخ.
Clinical relevance
تكمن الديناميكا الكهربائية للمواد وراء المكثفات والعوازل، والأجهزة البصرية والفوتونية، والموصلات وأشباه الموصلات في الإلكترونيات، والتسخين بالموجات الدقيقة والعازل، والخصائص الكهرومغناطيسية للأنسجة البيولوجية المستخدمة في التصوير والعلاج.
History
أطلق اكتشاف فاراداي بأن العوازل تؤثر على السعة دراسة المجالات في المادة. وقدمت نظرية لورنتز للإلكترون ونموذج درود للتوصيل حوالي عام 1900 تفسيرات مجهرية للاستقطاب والتوصيلية، والتي قام لاندو وليفشيتز لاحقًا بتنظيمها كديناميكا كهربائية للأوساط المتصلة.
Key figures
- Michael Faraday
- Hendrik Lorentz
- Paul Drude
Related topics
Seminal works
- landau1984
- jackson1998
Frequently asked questions
- لماذا يتم إدخال المجالين D و H؟
- يقومان بإعادة تجميع الشحنات والتيارات المقيدة للمادة بحيث تكون مصادرهما فقط الشحنات والتيارات الحرة، مما يجعل معادلات ماكسويل في المواد أبسط في التطبيق بمجرد معرفة استجابة المادة.
- ما هي العلاقة التأسيسية؟
- هي القانون الخاص بالمادة الذي يربط الاستجابة (الاستقطاب، المغنطة، أو تيار التوصيل) بالمجالات المطبقة، مثل سماحية الوسط أو نفاذيته أو توصيليته.