معادلات ماکسول: تفاوت میان نسخه‌ها

'''معادله‌های ماکسولماکسوِل'''، معادله‌هایی هستند که چگونگی ایجاد شدن [[میدان الکتریکی|میدان‌های الکتریکی]] و [[میدان مغناطیسی|مغناطیسی]] را توسط [[بار الکتریکی|بارها]] و [[جریان الکتریکی|جریاناتجریان‌های الکتریکی]] و نیز پیدایش یکی از این میدان‌ها توسط تغییر میدان دیگر را توصیف می‌کنند. این معادله‌ها مبانی [[الکترومغناطیس]] (کلاسیک) و [[مهندسی برق]] به‌ شمار می‌روند که اولین بار توسط فیزیکدان اسکاتلندی [[جیمز کلرک ماکسول|جیمز کلارک ماکسول]] فرمول‌بندی شده‌اند. انواع فرمولبندیفرمول‌بندی برای این معادله‌ها می‌توان ارائه داد. خود ماکسول این معادلات را در قالب ۸ معادله فرمولبندیفرمول‌بندی کرده بود ولی در فضای سه بعدی مشهورترین فرمول بندی، فرمول‌بندی هوی‌سایدهِوی‌ساید (Heaviside) این معادلات است که دو فرم [[معادله دیفرانسیل|دیفرانسیلی]] و انتگرالی دارد.

<math>\mathbf E</math> [[شدت میدان الکتریکی]]، <math>\mathbf B</math> [[شدتچگالی میدانشار مغناطیسی]] و

معادله دوم به [[اتحاد بیانکی]] (Bianchi) مشهور است.

معادلات ماکسول مجموعه‌ای از معادلات دیفرانسیل مشتقات جزئی است که همراه با قانون نیروی لورنتس، اساس الکترومغناطیس کلاسیک (که در قدیم الکترودینامیک نیز نامیده می‌شد)، اپتیک کلاسیک و مدارهای الکتریکی را تشکیل می دهدمی‌دهد . این رشته‌ها به نوبه خود پایه هایپایه‌های مهندسی برق و فناوری ارتباطات مدرن هستند . معادلات ماکسول به افتخار فیزیکدان و ریاضیدان اسکاتلندی جیمز کلرککلارک ماکسولماکسوِل نامگذاری شده است، زیرا در شکل اولیه، آن‌ها همگی در مقاله ای چهار بخشی از سوی او در میان سال‌های 1861 و 1862 منتشر شده‌است . فرم ریاضی قانون نیروی لورنتس نیز در این مقاله ظاهر شد . این معادلات انتشار امواج در خلاء با یک سرعت ثابت را توصیف می‌کندمی‌کنند. ماکسول همچنین نشان داد که این سرعت هم اندازه سرعت نور است و به درستی حدس زد که نور مانند امواج رادیویی و اشعه X، گونه ای از تابش الکترومغناطیسی و در محدوده طول موج های خاص است. معادلات ماکسول توصیف می‌کنند که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی چگونه تولید می‌شوند و با بار و جریان در تغییر هستند. نوشتن معادلات ماکسول به اشکال دیگر که هنوز هم "معادلات ماکسول" نامیده می‌شوند اغلب مفید است. در مکانیک کوانتوم، نسخه ای که بر اساس پتانسیل‌های الکتریکی و مغناطیسی هستند ترجیح داده می‌شود. از آنجا که معادلات ماکسول دلالت بر سرعت ثابت نور دارند، آن‌ها مدت‌ها معتقد بودند که فقط برای یک ناظر ساکن با توجه به فرض "اتراِتِر" معتبرند. اینشتین، در تئوری نسبیت خاص خود نظریه‌ای به جای معادلات ماکسول داد که برای ناظر دلخواه (ساکن و متحرک) معتبر بود ، و نشان داد که این مفاهیم از نظر فیزیکی مستقل از فضا و زمان ناظر است. با این حال، از اواسط قرن 20 مشخص شده بود که معادلات ماکسول قوانین دقیق جهانی نیستند اما تقریب دقیق تر از نظریه اساسی [[الکترودینامیک کوانتومی]] هستند.

قانون مغناطیسی گاوس بیان می‌کند که هیچ بار مغناطیسی (تک قطبی مغناطیسی) وجود ندارد. به جای آن، میدان مغناطیسی ناشی از چیزی به نام دو قطبی مغناطیسی پدید می آید. دو قطبی های مغناطیسی به عنوان حلقه‌های جریان فرض شده، اما جداناپذیر به یکدیگر متصل می‌شوند، و هیچ بار مغناطیسی خالصی وجود ندارد. این قانون (معادله) می‌گوید که خطوط میدان مغناطیسی نه شروع می‌شوند و نه پایان می پذیرند. به عبارت دیگر، هر خط میدان مغناطیسی که وارد یک حجم می‌شوند باید در جایی از آن خارج شوند. معادل فنی جملات این است که مجموع شار مغناطیسی در هر سطح گاوسی، صفر است، یا این که میدان مغناطیسی یک میدان برداری سلنوئیدیسُلِنوئیدی است.

== معادلات ماکسول در محیط خلاء، امواج الکترومغناطیسی و سرعت نور ==

== میکروسکوپی" در مقابل "ماکروسکوپی ==

نوع میکروسکوپی از معادله ماکسول بیانگربیان‌گر میدان الکتریکی E و میدان مغناطیسی B در قوانین بار کل و جریان کل حاضر شامل بارها و جریان‌ها در سطح اتمی است. این گاهی اوقاتو صورت عمومی از معادلات ماکسول و یا "معادلات ماکسول در خلاء "نامیده می‌شود. نوع ماکروسکوپی معادله ماکسول به همان اندازه عمومی است،است. بابر خلاف معادلات "میکروسکوپی"، آن عامل به بار و جریان محدود برای به دست آوردن معادله‌ای که فقط به بار و جریان آزاد بستگی دارد است. هزینه این حال،فاکتور تفاوتاین است که زمینه‌های اضافی، جابجایی میدان D و میدان مغناطیسی H، تعریف می‌شوند که نیاز به تعیین دارند.. معادلات تشکیل دهنده پدیدارشناسانه به زمینه‌های اضافی میدان الکتریکی E و میدان مغناطیسی B، اغلب از طریق یک رابطه خطی ساده مرتبط هستند.