Гаусовата теорема и принципа на суперпозицията

Гаусовата теорема е един от основните закони на електродинамиката, който структурно е включен в системата на уравненията на друг велик учен Максуел. Той изразява връзката между потоците напрежение на електростатичните и електродинамичните полета, преминаващи през повърхност от затворен тип. Името на Карл Гаус звучи в научния свят не по-малко силно, отколкото например Архимед, Нютон или Ломоносов. Във физиката, астрономията и математиката, не можете да намерите толкова много сфери, чието развитие не е пряко подпомогнато от този блестящ немски учен.

Гаусовата теорема играе ключова роля в изучаването и разбирането на природата на електромагнетизма. Като цяло той се превърна в един вид обобщение и до известна степен тълкуване на добре познатото законът на Кулумб. Това е случаят, не толкова рядък в науката, когато същите феномени могат да бъдат описани и формулирани по различни начини. Но теоремата на Гаус не само придобила практическо значение и практическо приложение, но и помогнала да разгледаме известните закони на природата в малко по-различна перспектива.

В някои отношения той допринася за големия пробив в науката, поставяйки основите на съвременните знания в областта на електромагнетизма. И така, каква е теоремата на Гаус и какво е практическото му приложение? Ако вземем две статични точкови заряди, частиците, донесени до тях, ще бъдат привлечени или отблъснати със сила, която е равна на алгебричната сума от стойностите на всички елементи на системата. В този случай напрежението на общото кумулативно поле, образувано в резултат на това взаимодействие, ще бъде сумата от неговите отделни компоненти. Това съотношение стана широко известно като принцип на суперпозицията, позволявайки да се опише точно всяка система, създадена от много векторни такси, независимо от техния общ брой.

Въпреки това, когато има много такива частици, учените първоначално са имали някои трудности при изчисленията, които не биха могли да бъдат решени чрез прилагане на закона за Кулон. За да ги преодолее, теоремата на Гаус за магнитно поле помогна, което обаче е валидно за всяка система от захранващи системи с тарифи с намаляваща интензивност, пропорционална на r ^минус-2. Същността му се свежда до факта, че произволен брой заряди, заобиколени от затворена повърхност, ще има общ поток от интензитет, равен на общата стойност на електрическия потенциал на всяка точка от дадена равнина. В този случай принципите на взаимодействие между елементите в изчислението не се приемат, което значително опростява изчислението. По този начин тази теорема дава възможност да се изчисли полето дори и с безкраен брой носители електрически заряд.

Вярно е, че в действителност това е осъществимо само в някои случаи на тяхното симетрично разположение, когато има удобна повърхност, чрез която силата и интензивността на потока могат лесно да бъдат изчислени. Например, тестовата заряд, поставена в сферично проводимо тяло, няма да усети най-слабото въздействие на силата, тъй като индикаторът силата на полето има нула. Способността на проводниците да изтласкват различни електрически полета се обяснява единствено с наличието на носители на заряди в тях. В металите тази функция се извършва от електрони. Такива характеристики сега се използват широко в инженерството за създаване на различни пространствени области, в които електрическите полета не действат. Тези явления напълно обясняват Gauss теоремата за диелектрици, чието влияние върху системите елементарни частици намалява до поляризацията на техните заряди.

За да създадете такива ефекти, достатъчно е да заобиколите определена зона на напрежение с метална решетка. Така че чувствителните прецизни устройства и хората са защитени от въздействието на електрическите полета.