Elektrodünaamikas

Elektrodinamikas, parasti dēvētas elektrodinamikas, ir fizikās nozare, kas pēta elektrisko lādiņu kustību un ar to saistīto elektromagnētisko lauku veidošanos un izplatīšanos, kā arī elektromagnētisko vilni. Pamatprincipi ir Maxwella vienādojumi, kas nosaka, kā lādiņi, strāvas un lauki mijiedarbojas.

Galvenie jēdzieni ir Maxwella vienādojumi, kuru formulās aprakstītas elektriskās un magnētiskās laukuma īpašības, to avoti un mijiedarbība ar materiāliem. No tiem izriet Lorenta spēks, F = q(E + v × B, kas nosaka lādiņu kustību. Elektromagnētiskie vilni rodas, kad laukos notiek izmaiņas, un tie tiek aprakstīti ar E un B laukiem.

Enerģija un impulss elektromagnētiskajā laukā tiek aprēķināti ar Poyntinga plūsmu S = E × H un enerģijas densitāti u = 1/2 (ε0|E|^2 + μ0|H|^2). Materiāliem tiek izmantotas constitutīvās attiecības D = εE un B = μH, kas var mainīties ar materiālu īpašībām un frekvenci.

Vēsture: Maxwella vienādojumi 19. gadsimta beigās izveidoja klasisko elektrodinamikas pamatu; nozīmīgi ieguldījumi pieder Jamesam Clerkam Maxwellam, Oliveram Heavisideam un citiem, kā arī eksperimentiem ar radioviļņiem. Praktiskā nozīme parādījās 20. gadsimta sākumā ar radio un sakaru tehnoloģiju attīstību.

Mūsdienās elektrodinamikas robežas tiek papildinātas ar kvantum elektrodinamikas (QED) principiem, kas modelē elektromagnētisko mijiedarbību kā kvantu procesus. Praktiski pamatprincipus izmanto antenās, radio sakaros, optiskajās šķiedrās, plasmas un materiālu fizikā.