मैक्सवेल के समीकरण और विद्युतगतिकी
मैक्सवेल के समीकरण बिजली, चुंबकत्व और प्रकाश को एक एकल क्षेत्र सिद्धांत में एकीकृत करते हैं जो सभी शास्त्रीय विद्युतचुंबकीय घटनाओं को नियंत्रित करता है।
Definition
शास्त्रीय क्षेत्र सिद्धांत जिसमें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र मैक्सवेल के चार युग्मित आंशिक अंतर समीकरणों के साथ-साथ लोरेंत्ज़ बल नियम का पालन करते हैं, जो आवेशों और धाराओं द्वारा विद्युतचुंबकीय क्षेत्रों के उत्पादन और प्रसार का वर्णन करते हैं।
Scope
यह क्षेत्र मैक्सवेल के चार समीकरणों में विद्युत और चुंबकीय घटनाओं के एकीकरण को प्रस्तुत करता है, जिसमें विद्युतचुंबकीय प्रेरण और विस्थापन धारा शामिल है, और उनके परिणामों को विकसित करता है: विद्युतचुंबकीय ऊर्जा और संवेग का संरक्षण, क्षेत्रों की तरंग प्रकृति, और सापेक्षतावादी, सहप्रसरण सूत्रीकरण। यह समीकरणों को विद्युतचुंबकीय क्षेत्र के पूर्ण शास्त्रीय सिद्धांत के रूप में मानता है, जिसमें क्वांटम प्रभावों को क्वांटम विद्युतगतिकी के लिए छोड़ दिया गया है।
Sub-topics
Core questions
- परिवर्तनशील विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को कैसे उत्पन्न करते हैं?
- मैक्सवेल ने विस्थापन धारा क्यों जोड़ी, और इसने क्या प्रकट किया?
- क्षेत्र द्वारा ऊर्जा और संवेग को कैसे वहन और संरक्षित किया जाता है?
- विशेष सापेक्षता में विद्युतगतिकी अपना स्वाभाविक रूप कैसे लेती है?
Key concepts
- मैक्सवेल के समीकरण
- फैराडे का नियम
- विस्थापन धारा
- विद्युतवाहक बल
- पॉइंटिंग सदिश
- क्षेत्र टेंसर
- गेज अपरिवर्तनीयता
- सातत्य समीकरण
Key theories
- मैक्सवेल के समीकरण
- चार समीकरण विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के विचलन और कर्ल को आवेश और धारा से संबंधित करते हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक्स, मैग्नेटोस्टैटिक्स और प्रेरण को एकीकृत करते हैं और स्व-प्रसारित विद्युतचुंबकीय तरंगों की भविष्यवाणी करते हैं।
- फैराडे का प्रेरण का नियम
- एक परिपथ के माध्यम से एक परिवर्तनशील चुंबकीय प्रवाह एक विद्युतवाहक बल को प्रेरित करता है, जो चुंबकत्व को वापस बिजली से जोड़ता है और जनरेटर, ट्रांसफार्मर और विद्युत क्षेत्र के लिए कर्ल समीकरण का आधार बनता है।
- विद्युतगतिकी का लोरेंत्ज़ सहप्रसरण
- मैक्सवेल के समीकरण लोरेंत्ज़ परिवर्तनों के तहत अपरिवर्तनीय हैं और एक एकल टेंसर समीकरण में संयोजित होते हैं, यह दर्शाते हुए कि बिजली और चुंबकत्व विभिन्न संदर्भ फ़्रेमों से देखे गए एक ही क्षेत्र के पहलू हैं।
Clinical relevance
मैक्सवेल के समीकरण सभी विद्युत ऊर्जा उत्पादन और संचरण, रेडियो और वायरलेस संचार, प्रकाशिकी और फोटोनिक्स, विद्युतचुंबकीय संगतता, और इंजीनियरिंग और चिकित्सा में कम्प्यूटेशनल विद्युतचुंबकत्व को रेखांकित करते हैं।
History
फैराडे के प्रायोगिक क्षेत्र अवधारणा पर आधारित होकर, मैक्सवेल ने 1860 के दशक में बिजली और चुंबकत्व के नियमों को एकीकृत किया और विस्थापन धारा को जोड़ा, जिससे प्रकाश की गति से यात्रा करने वाली विद्युतचुंबकीय तरंगों की भविष्यवाणी हुई। हेविसाइड और हर्ट्ज़ ने सिद्धांत को फिर से तैयार किया और पुष्टि की, और आइंस्टीन के 1905 के सापेक्षता ने इसकी अंतर्निहित सहप्रसरण संरचना का खुलासा किया।
Key figures
- James Clerk Maxwell
- Michael Faraday
- Oliver Heaviside
- Hendrik Lorentz
Related topics
Seminal works
- maxwell1873
- jackson1998
- landau1975
Frequently asked questions
- मैक्सवेल ने मौजूदा नियमों में क्या जोड़ा?
- उन्होंने एम्पीयर के नियम में विस्थापन धारा को जोड़ा, जिससे समीकरणों का सेट आवेश संरक्षण के साथ स्व-सुसंगत हो गया और यह पता चला कि बदलते विद्युत क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं, जिससे सीधे विद्युतचुंबकीय तरंगें बनती हैं।
- बिजली और चुंबकत्व को कैसे एकीकृत किया जाता है?
- मैक्सवेल के समीकरण विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों को इस तरह से युग्मित करते हैं कि प्रत्येक दूसरे को उत्पन्न कर सकता है, और सापेक्षता दर्शाती है कि जिसे एक पर्यवेक्षक विद्युत क्षेत्र कहता है उसे दूसरा आंशिक रूप से चुंबकीय के रूप में देख सकता है, इसलिए वे एक ही विद्युतचुंबकीय क्षेत्र के पहलू हैं।