Masalah apa yang dipecahkan oleh arus pergeseran?

Tanpa arus pergeseran, hukum Ampère memberikan arus tertutup yang berbeda untuk permukaan yang berbeda yang dibatasi oleh loop yang sama, yang bertentangan dengan konservasi muatan; arus pergeseran memperbaiki hal ini dan membuat persamaan-persamaan tersebut konsisten secara mandiri.

Bagaimana persamaan Maxwell memprediksi cahaya?

Menggabungkan persamaan curl menunjukkan bahwa medan memenuhi persamaan gelombang dengan kecepatan yang ditentukan oleh konstanta listrik dan magnet, kecepatan yang sama dengan kecepatan cahaya, mengidentifikasi cahaya sebagai gelombang elektromagnetik.

Arus Pergeseran dan Persamaan Maxwell

Arus pergeseran Maxwell melengkapi hukum Ampère dan menyusun empat persamaan yang mengatur semua elektromagnetisme klasik.

Temukan Topik dengan PaperMindSegeraFind papers & topics

Tools & resources

Unduh salindia

Learn & explore

VideoSegera

Definition

Arus pergeseran adalah suatu istilah yang sebanding dengan laju perubahan medan listrik yang ditambahkan Maxwell ke hukum Ampère sehingga medan listrik yang berubah menghasilkan medan magnet; bersama dengan hukum Gauss dan hukum Faraday, arus pergeseran membentuk empat persamaan Maxwell, deskripsi klasik lengkap dari medan elektromagnetik.

Scope

Topik ini memperkenalkan arus pergeseran yang ditambahkan Maxwell ke hukum Ampère, empat persamaan Maxwell yang dihasilkan dalam bentuk diferensial dan integral, konsistensinya dengan konservasi muatan melalui persamaan kontinuitas, dan prediksi langsung gelombang elektromagnetik. Topik ini membahas persamaan dalam vakum dan dalam medium melalui medan bantu.

Core questions

Mengapa arus pergeseran diperlukan untuk konsistensi?
Bagaimana keempat persamaan menggabungkan elektrostatika, magnetostatika, dan induksi?
Bagaimana persamaan-persamaan tersebut menyiratkan keberadaan gelombang elektromagnetik?

Key concepts

arus pergeseran
hukum Ampère-Maxwell
hukum Gauss
hukum Faraday
persamaan kontinuitas
konservasi muatan
prediksi gelombang

Key theories

Arus pergeseran: Menambahkan suku yang sebanding dengan laju perubahan medan listrik ke hukum Ampère membuatnya konsisten dengan konservasi muatan dan memungkinkan medan listrik yang berubah bertindak sebagai sumber medan magnet.
Empat persamaan Maxwell: Hukum Gauss untuk listrik dan magnetisme, hukum induksi Faraday, dan hukum Ampère-Maxwell bersama-sama secara lengkap menentukan medan elektromagnetik berdasarkan muatan dan arus serta kondisi batas.

Clinical relevance

Persamaan yang telah dilengkapi ini merupakan dasar dari teknologi radio, gelombang mikro, dan optik, perilaku kapasitor pada frekuensi tinggi, dan setiap pemecah elektromagnetik numerik yang digunakan dalam rekayasa dan desain perangkat medis.

History

Maxwell memperkenalkan arus pergeseran dalam makalahnya tahun 1861-1865, menyadari bahwa persamaan gabungan tersebut memprediksi gelombang yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Heaviside menyusun ulang persamaan-persamaan tersebut ke dalam bentuk vektor ringkas yang digunakan saat ini, dan Hertz secara eksperimental menghasilkan serta mendeteksi gelombang yang diprediksi pada tahun 1887.

Key figures

James Clerk Maxwell
Oliver Heaviside
Heinrich Hertz

Seminal works

maxwell1865
maxwell1873
jackson1998

Frequently asked questions

Masalah apa yang dipecahkan oleh arus pergeseran?: Tanpa arus pergeseran, hukum Ampère memberikan arus tertutup yang berbeda untuk permukaan yang berbeda yang dibatasi oleh loop yang sama, yang bertentangan dengan konservasi muatan; arus pergeseran memperbaiki hal ini dan membuat persamaan-persamaan tersebut konsisten secara mandiri.
Bagaimana persamaan Maxwell memprediksi cahaya?: Menggabungkan persamaan curl menunjukkan bahwa medan memenuhi persamaan gelombang dengan kecepatan yang ditentukan oleh konstanta listrik dan magnet, kecepatan yang sama dengan kecepatan cahaya, mengidentifikasi cahaya sebagai gelombang elektromagnetik.