تاریخ توسعه معادلات ماکسول و تئوری نسبیت. این تعیین بسیار حساس به طور مستقیم به طور مستقیم فیزیک بنیادی را الهام می دهد. معادلات Maxwell 2 در معادلات، معادلات ماکسول به تصویب رسید که فقط برای بیان الکترومغناطیس در یک سیستم اتر درخشان هسته ای خدمت می کردند. آزمایش ادوارد مورلی و آلبرت ابراهیم Maykelson یک نتیجه صفر را برای یک فرضیه در مورد تغییر سرعت نور به دلیل حرکت فرضی از زمین از طریق هوا به دست آورد.

با این حال، توضیحات جایگزین به دنبال Lorentz دیگر بود. این منجر به تئوری نظریه ویژه نسبیت نسبیت آلبرت انیشتین شد، که عدم وجود مرجع مطلق و اختلال معادلات ماکسول در تمام مراجع را مطرح کرد. معادلات میدان الکترومغناطیسی ارتباط نزدیکی دارند نظریه ویژه نسبیت: معادلات میدان مغناطیسی را می توان از دلایل معادلات میدان الکتریکی در تحولات نسبیتی در سرعت های پایین بدست آورد.

این استراتژی برای استفاده از اندازه گیری های بزرگ برای ترکیب نیروهای مختلف، یک منطقه مورد علاقه برای کشف فیزیک ذرات است. متغیرهای چربی در معادلات، زمینه های بردار یا بردار، انتگرال ها - انتگرال های سطح بر روی سطح "بسته"، انتگرال ها - انتگرال های سطحی در سطح باز و انتگرال ها - انتگرال های خطی از طریق یک مسیر بسته شده است.

قانون Magnetism Gauss: قانون القاء فارادی: گسترش آمپور آمپر ماکسول. تراکم حجمی اتهام الکتریکی، شمارش dipoles از اتهامات مرتبط در مواد نیست تراکم سطح شار مغناطیسی، همچنین القاء مغناطیسی نامیده می شود.

میدان افست الکتریکی یا تراکم سطح میدان الکتریکی. قدرت میدان الکتریکی، قدرت میدان مغناطیسی - تراکم سطح جریان الکتریسیته. این یک اپراتور گرادیان است که در مختصات دکارتی می تواند ثبت شود.

خشک کردن زمینه بردار، این یک زمینه از بردار چرخش است. معادله دوم، عدم وجود مونوپول های مغناطیسی را تعیین می کند. نیروی عمل بر روی ذرات شارژ با میدان الکتریکی عمل می کند و میدان مغناطیسی توسط معادله قدرت لورنتز تعیین می شود. در آن شارژ ذرات و سرعت ذرات وجود دارد.

مهم است که توجه داشته باشیم که معادلات ماکسول معمولا به "ابزار ماکروسکوپی" از زمینه ها قابل استفاده هستند که می توانند به میزان قابل توجهی در مقیاس میکروسکوپی در مجاورت اتم های فردی متفاوت باشند. فقط در این حس متوسط \u200b\u200bمی تواند توسط مقادیر، مانند انعطاف پذیری و نفوذپذیری مواد زیر تعیین شود.

جایی که: ε یک انعطاف پذیری دی الکتریک ثابت یا الکتریکی است. μ - نفوذپذیری مغناطیسی. در یک محیط همگن، ε و μ مستقل از موقعیت توسط ثابت هستند و بنابراین می تواند با مشتقات فضایی جایگزین شود. در یک مورد کلی تر، ε و μ ممکن است تانسور دوم مرتبه توصیف مواد بیرحمانه باشد.

در vacuo بدون بارها یا زنجیر. خلاء یک محیط خطی، همگن و ایزوتروپیک است و ثابت های الکتریکی آن توسط ε0 و μ0 نشان داده شده است. اگر هیچ جریان یا اتهام الکتریکی وجود نداشته باشد، معادلات ماکسول در Vacuo به دست می آیند. این معادلات یک راه حل ساده از لحاظ امواج پیشرفته سینوسی مسطح با مسیرهای میدان مغناطیسی و الکتریکی متعامد به یکدیگر و جهت جابجایی و دو فیلد در فاز است.

اما: کدام اجازه می دهد تا معادله موج الکترومغناطیسی را بدست آوریم. سرعت موج الکترومغناطیسی از کجا می آید. ماکسول متوجه شد که این مقدار C فقط سرعت نور در خلاء است و به این نتیجه رسیده است که نور شکل تابش الکترومغناطیسی است.

تراکم شارژ I. میدان الکتریکی. فرم انتگرال معادل، همچنین به عنوان قانون گاوس شناخته می شود، چنین است. با توجه به قضیه واگرایی: و با توجه به قانون گاوس. به این ترتیب. چگالی آزاد شارژ الکتریکی کجاست، شمارش dipoles از اتهامات مربوطه در مواد و این زمینه نیست جابجایی الکتریکی. این معادله مربوط به قانون Culon برای اتهامات ثابت در Vacuo است.

در مواد خطی، آن را به طور مستقیم با میدان الکتریکی بسته به ثابت ثابت، به نام Permissiveness است. هر ماده را می توان به عنوان خطی در نظر گرفت اگر میدان الکتریکی بسیار شدید نیست. کجا، دوباره، این یک میدان الکتریکی است، این چگالی شارژ کامل است، و آن را ثابت دی الکتریک در خلاء همچنین می تواند به صورت فرم نوشته شود: نفوذ پذیری دی الکتریک نسبی مواد یا ثابت دی الکتریک آن کجاست؟

مقایسه با معادله پواسون. ساختار میدان مغناطیسی یک چگالی شار مغناطیسی است، همچنین القاء مغناطیسی نامیده می شود. مساحت مربع دیفرانسیل با سطح طبیعی است، کارگردانی، که جهت آن را تعیین می کند.

توجه داشته باشید. همانند فرم انتگرال میدان الکتریکی، این معادله تنها در صورتی کار می کند که یکپارچگی بر روی یک سطح بسته محاسبه شود. این معادله با ساختار میدان مغناطیسی همراه است، زیرا ادعا می کند که در عین حال یک عنصر حجم داده شده، مقدار خالص اجزای بردار نشان می دهد که سطح باید برابر با مقدار مولفه بردار است که نشان دهنده آن است. به طور ساختاری، این به این معنی است که خطوط میدان مغناطیسی.

معادلات ماکسول 6 باید بسته شود راه دیگری برای اعلام این خطوط میدان نمی تواند از یک مکان دیگر باشد؛ تلاش برای بازگشت خطوط بازگشت به موقعیت شروع. بنابراین، این یک فرمول ریاضی از فرضیه است که هیچ monopoles مغناطیسی وجود ندارد.

متغیرهای میدان مغناطیسی و الکتریکی. فرم انتگرال معادل: با استفاده از قضیه استوکس، ما داریم. نیروی محرکه برقی برابر با ارزش این انتگرال است. این قانون مربوط به قانون القای الکترومغناطیسی فارادی است. توجه به نشانه منفی؛ این برای صرفه جویی در انرژی ضروری است. بسیار مهم است که او نام خود را، Lenza قانون دارد.

این معادله مربوط به میدان های الکتریکی و مغناطیسی است، اما همچنین دارای چندین کاربرد عملی است. این معادله توصیف می کند که چگونه موتورهای الکتریکی و ژنراتورهای الکتریکی کار می کنند. به طور خاص، نشان می دهد که "ولتاژ" می تواند ناشی از تغییر در شار مغناطیسی عبور از منطقه مشخص شده در زمان، درست همانطور که کویل به طور مساوی از طریق میدان مغناطیسی ثابت چرخش می کند.

در موتور یا ژنراتور، تحریک ثابت توسط یک مدار میدان ارائه شده است، و ولتاژ متناوب توسط یک مدار لنگر اندازه گیری می شود. توجه: معادلات ماکسول به سیستم مختصات مناسب قابل استفاده هستند. استفاده از آنها بدون تغییر به سیستم مختصات چپ به معنای مبادله قطبیت میدان های مغناطیسی است.

معادلات ماکسول 7 منبع میدان مغناطیسی. با استفاده از قضیه Stokes، ما داریم AMPER ACT: مشارکت ماکسول. مشکلات دانشجویی در مطالعه قانون گاوسی در سطح فیزیک عمومی با توجه به تئوری مدل های منantal از جانسون لارددا. دانش آموزان "مشکلات در مطالعه قانون گاوس" در سطح مقدماتی کالج با توجه به نظریه مدل های ذهنی جانسون لرد.

در این مقاله، ما تجزیه و تحلیل پاسخ 74 دانشجوی دانشگاه را به سوالات مربوط به قانون گاوسی بر روی برق در رشته فیزیک عمومی ارائه می دهیم. این مشکلات در چارچوب نظری مدل های ذهنی جانسون-لاردا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. دلیل این که ژنراتور این مشکلات به این نتیجه رسیده است که دانش آموزان قادر به ساخت مدل های ذهنی و طرح های لوازم خانگی نیستند که به مفاهیم مربوطه و به ویژه قانون خود، به معنای آن هستند. احتمالا دستورالعمل های دریافت شده کافی نیست تا تسهیل ساخت این مدل ها را تسهیل کند.

کلمات کلیدی: یادگیری فیزیکی، قانون گاوس، مدل های ذهنی. این مقاله تجزیه و تحلیل پاسخ 74 دانش آموز کالج را به سوالات مربوط به قانون گاوس برای برق در دوره ورود فیزیک ارائه می دهد. این مشکلات با توجه به مدل های ذهنی جانسون لارد در نظر گرفته شد. دلیل اصلی این مشکلات، این واقعیت است که شاگردان نمی توانند مدل های ذهنی را بسازند و علاوه بر این، طرح های جذب که می تواند برخی از ارزش ها را به قانون و مفاهیم درگیر کند. شاید آنها نمیتوانند در ساخت این مدل ها و طرح ها به آنها کمک کنند.

به عنوان یک قانون، شارژ الکتریکی آغاز می شود و قدرت الکتریکیبه زودی به مفهوم یک میدان الکتریکی حرکت می کند. علاوه بر این، قانون گاوس به عنوان قانون کلی الکترومغناطیس، یکی از معادلات ماکسول معرفی شده است، که در وظایف الکترواستاتیک معادل قانون Culon است، اما زمانی که تقارن مشکل بزرگ است، محاسبات را بسیار ساده می کند. خوب، علیرغم "مزایای" قانون گاوس در حل برخی از مشکلات، به نظر می رسد آغاز مشکلات دانشجویان در مطالعه الکترومغناطیس است.

هر کسی که قانون گاوسی را در زمینه برق به طور کلی آموزش داد، انضباط فیزیک احتمالا این تصور را ایجاد کرد که شاگردان او را درک نکردند معنی فیزیکیاو به سختی او را به مشکلات خاصی اعمال کرد و آن را به عنوان یکی از فرمول های فیزیک طبقه بندی کرد.

پس از دریافت چنین تصورات از چندین بار که ما سعی کردیم قانون گاوس را تدریس کنیم، تصمیم گرفتیم به دقت بررسی مجموعه ای از پاسخ های دانش آموزان را به بررسی مشکلات خود بپردازیم و سپس آنها را با توجه به پایه های نظری تفسیر کنیم. ما تجزیه و تحلیل تجزیه و تحلیل ما را آغاز خواهیم کرد، توضیح می دهیم که چگونه قانون گاوس در کتاب درسی مورد استفاده در یک زمان ارائه شده است، زیرا طبقات نظری و مشکل بر اساس این متن بودند و دانش آموزان موضوع را مطالعه کردند. در تداوم، ما سوالاتی را ارائه می دهیم، پاسخ هایی که به آن تجزیه و تحلیل شد، و دسته های مشکلات.

در نهایت، ما سعی خواهیم کرد که چنین مشکلاتی را از دیدگاه تئوری مدل های ذهنی تفسیر کنیم. چنین کاری در بخش نهایی این مقاله ذکر شده است. در ابتدا، ما در مورد قانون گاوس صحبت می کنیم به عنوان یک راه جدید برای تشکیل قانون CLUON. علاوه بر این، از همان ابتدا باید توجه داشت که این قانون باید مورد استفاده قرار گیرد، زمانی که "تقارن" تقریبا "بالا" استفاده شود.

سطح گاوسی به عنوان بخش مرکزی قانون گاوس معرفی شده است. شکل اصلی قانون گاوس یک سطح بسته فرضی است که به نام Gaussian Surface نامیده می شود. سپس ما فرم گاوسی را مورد بحث قرار خواهیم داد، تاکید می کنیم که باید تقارن کافی از یک مشکل حل شود و همیشه باید بسته شود، که اغلب منجر به تشکیل یک سطح کروی یا استوانه ای یا یک فرم متقارن دیگر می شود.