Deplasman Akımı ve Maxwell Denklemleri
Maxwell'in deplasman akımı, Ampère yasasını tamamlamakta ve tüm klasik elektromanyetizmayı yöneten dört denklemi bir araya getirmektedir.
Tanım
Deplasman akımı, Maxwell'in Ampère yasasına eklediği, elektrik alanın değişim hızıyla orantılı bir terim olup, değişen bir elektrik alanın manyetik alan üretmesini sağlamaktadır; Gauss yasaları ve Faraday yasası ile birlikte, elektromanyetik alanın eksiksiz klasik tanımını oluşturan Maxwell'in dört denklemini meydana getirmektedir.
Kapsam
Bu konu, Maxwell'in Ampère yasasına eklediği deplasman akımını, ortaya çıkan dört Maxwell denklemini diferansiyel ve integral formda, süreklilik denklemi aracılığıyla yük korunumuna uygunluklarını ve elektromanyetik dalgaların anında öngörülmesini tanıtmaktadır. Denklemler, yardımcı alanlar aracılığıyla vakumda ve ortamlarda ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Tutarlılık için deplasman akımına neden ihtiyaç duyulmuştur?
- Dört denklem, elektrostatik, manyetostatik ve indüksiyonu nasıl birleştirmektedir?
- Denklemler, elektromanyetik dalgaların varlığını nasıl ima etmektedir?
Anahtar kavramlar
- deplasman akımı
- Ampère-Maxwell yasası
- Gauss yasası
- Faraday yasası
- süreklilik denklemi
- yük korunumu
- dalga öngörüsü
Temel kuramlar
- Deplasman akımı
- Ampère yasasına elektrik alanın değişim hızıyla orantılı bir terim eklemek, onu yük korunumu ile tutarlı hale getirmekte ve değişen bir elektrik alanın manyetik alan kaynağı olarak işlev görmesini sağlamaktadır.
- Maxwell'in dört denklemi
- Elektrik ve manyetizma için Gauss yasaları, Faraday'ın indüksiyon yasası ve Ampère-Maxwell yasası birlikte, yükler, akımlar ve sınır koşulları verildiğinde elektromanyetik alanı tamamen belirlemektedir.
Klinik önem
Tamamlanmış denklemler, radyo, mikrodalga ve optik teknolojisinin, yüksek frekanstaki kapasitör davranışının ve mühendislik ile tıbbi cihaz tasarımında kullanılan her sayısal elektromanyetik çözümleyicinin temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Maxwell, deplasman akımını 1861-1865 yıllarındaki makalelerinde tanıtmış, birleştirilmiş denklemlerin ışık hızında hareket eden dalgaları öngördüğünü fark etmiştir. Heaviside, denklemleri günümüzde kullanılan kompakt vektör formuna dönüştürmüş ve Hertz, 1887'de öngörülen dalgaları deneysel olarak üretip tespit etmiştir.
Öne çıkan isimler
- James Clerk Maxwell
- Oliver Heaviside
- Heinrich Hertz
İlgili konular
Temel eserler
- maxwell1865
- maxwell1873
- jackson1998
Sıkça sorulan sorular
- Deplasman akımı hangi sorunu çözmüştür?
- Deplasman akımı olmasaydı, Ampère yasası aynı döngüyle sınırlanmış farklı yüzeyler için farklı kapalı akımlar vermekteydi, bu da yük korunumu ile çelişmekteydi; deplasman akımı bu durumu düzeltmekte ve denklemleri kendi içinde tutarlı hale getirmektedir.
- Maxwell denklemleri ışığı nasıl öngörmektedir?
- Rotasyonel denklemlerin birleştirilmesi, alanların elektrik ve manyetik sabitler tarafından belirlenen bir hızla bir dalga denklemini sağladığını göstermektedir; bu hız ışık hızına eşit olup, ışığı bir elektromanyetik dalga olarak tanımlamaktadır.