Уравнения Максвелла
Четыре уравнения, объединяющие электричество и магнетизм (1865). Закон Гаусса (электр.), Гаусса (магн.), Фарадея, Ампера-Максвелла. Предсказали электромагнитные волны (скорость света c = 1/√(ε₀μ₀)). Герц подтвердил экспериментально (1887).
Уравнения Максвелла
Электромагнитный спектр
Радиоволны (>1 мм), микроволны (1 мм-1 м), ИК (700 нм-1 мм), видимый свет (380-700 нм), УФ (10-380 нм), рентген (0.01-10 нм), гамма (<0.01 нм). Скорость: c = λ·f. Применение: связь, готовка (СВЧ 2.4 ГГц), медицина (рентген), астрономия (радиотелескопы).
Радио и телевидение
AM (амплитудная модуляция, 530-1700 кГц), FM (частотная, 88-108 МГц). Антенна: передатчик (ток → ЭМ волна), приёмник (волна → ток). Маркони (1895, первое радио), Попов (1895, грозоотметчик). ТВ: PAL/NTSC (аналог), DVB-T/ATSC (цифра). Спутниковое: геостационарные орбиты.
Закон Гаусса для электрического поля
∮E·dA = Q/ε₀ — поток электрического поля через замкнутую поверхность равен заключённому заряду, делённому на ε₀. Источник поля — заряды.
Закон Гаусса для магнитного поля
∮B·dA = 0 — магнитных монополей не существует. Силовые линии магнитного поля замкнуты. Любой магнит имеет N и S полюса.
Закон Фарадея
∮E·dl = –dΦ_B/dt — изменение магнитного потока создаёт вихревое электрическое поле. Основа электромагнитной индукции, генераторов, трансформаторов.
Закон Ампера—Максвелла
∮B·dl = μ₀(I + ε₀dΦ_E/dt) — магнитное поле создаётся токами и изменяющимся электрическим полем (ток смещения). Предсказал ЭМ волны.