Електрика та магнетизм

Дж.К. Максвелл (рис. 9.2) був першим, хто поставив питання про модифікацію четвертого твердження. Жодних експериментальних фактів, які до цього підводять, на той час відомо не було. З четвертого твердження випливає, що струми, що породжують вихрове магнітне поле, мають бути замкнутими, вони ніде не можуть перериватися. Справді, на той самий контур L можна натягнути безліч поверхонь S. Нехай, скажімо, ми виберемо дві з них — S1 і S2. Так як ліва частина (9.4) для них однакова, то будуть рівними і праві частини. Це означає, що весь струм, що увійшов через S1, має вийти через поверхню S2. Так із звичайними струмами і відбувається. Але трапляються нестаціонарні випадки, коли в якихось точках змінюється щільність електричного заряду. Лінії струму кінчатимуться у цих місцях, що суперечить (9.4).

Мал. 9.2. Дж.К. Максвелл (1831-1879) - англійський фізик і математик

Щоб проілюструвати подібні випадки, розглянемо знайомий процес розрядки конденсатора. Нехай є дві пластини із зарядами +q та –q. Поки ланцюг розімкнений, рівні та різноманітні заряди створюють у просторі між пластинами постійне електричне поле. Струм по проводах не йде, і навколо ланцюга немає магнітного поля (рис. 9.3-1).

Мал. 9.3. Струми усунення в конденсаторі: 1 - початковий стан конденсатора, 2 - зміна поля в процесі розрядки. Похідна напруженості електричного поля за часом спрямована в той самий бік, що вектор щільності струму, і дорівнює йому за величиною

При розрядці конденсатора через провідник, що з'єднує пластини, потече струм від Р до N (рис. 9.3-2). Зменшення заряду на пластині на величину dq означає, що ця кількість електрики протікає по дроту, приєднаному до пластини (законзбереження заряду).

Мал. 9.4. Обкладки конденсатора відзначені синім. Поверхня S2 складається з плоскої поверхні, паралельної обкладок конденсатора та бічної циліндричної поверхні.

---