Bərk ciSİMLƏRİN İSTİLİk tutumu

Yerdəyişmə cərəyanı.
Əvvəlki paraqraflarda elektrik və maqnit hadisələrinin əsas qanunauyğunluqları izah edilmişdir. Bu qanunauyğunluqlara və eləcə də Faradeyin elektrik və maqnit sahələrinə dair təcrübələrinə əsaslanaraq Maksvell elektromaqnit sahəsinin tamamlanmış nəzəriyyəsini yaratmışdır. Maksvell nəzəriyyəsi sükunətdəki yüklərin elektrostatik sahəsindən başlamış işığm elektromaqnit təbiətinə qədər böyük bir intervalı əhatə edir.
Maksvell nəzəriyyəsi fenomenoloji xarakter daşıyır, yəni mühitdə baş verən hadisənin daxili mexanizmi izah edilmir. Elektrik və maqnit hadisələri Maksvell nəzəriyyəsində mühiti xarakterizə edən üç kəmiyyətlə: ε- nisbi dielektrik nüfuzluğu, μ - nisbi maqnit nüfuzluğu və σ - elektrik keçiriciliyi ilə xarakterizə edilir.

Bu kəmiyyətlərin mühitin xassələrindən asılılığı, polyarizələnmə və maqnitlənmə zamanı baş verən fiziki hadisələrin mahiyyəti, nəzəriyyədə təhlil edilir.

Elektromaqnit sahəsinin Maksvell nəzəriyyəsi makroskopik xarakter daşıyır, başqa sözlə, elə makroskopik yüklərin yaratdığı elektrik və maqnit sahələrinə baxılır ki, həmin yüklərin lokallaşdığı həcm ayrılıqda götürülmüş bir atomun və ya molekulun həcmindən böyükdür. Əslində makroskopik yüklər elə mikroskopik yüklərdən təşkil edilib ki, onlar fəzanm hər bir nöqtəsində özlərinin kəsilməz dəyişən elektrik və maqnit sahələrini yaradır.

İndi isə Maksvell nəzəriyyəsinə əsasən tam cərəyan qanununun və elektromaqnit induksiya hadisəsinin vəhdətinə baxaq. Fərz edək ki, naqilin AB hissəsi dəyişən maqnit sahəsində yerləşir. Bu zaman meydana çıxan induksiya e.h.q,- nin hesabma naqilin uclarmm birində elektron çatışmamazlığı yaranacaq ki, buna uyğun potensialları da φ₁və φ₂ ilə işarə edək. Qeyd etmək lazımdır ki, zamanm verilmiş anmda potensiallar fərqi induksiya e.h.q. -nə bərabərdir. Naqildən axan yükün q miqdarı və uyğun cərəyan şiddəti zamanm müxtəlif anlarmda konturun tutumundan asılı olacaqdır. Naqilin 1 və 2 uclarma tutumu böyük olan kondensator lövhələrini birləşdirsək (hesablama zamanı naqilin tutumunu nəzərə almamaq üçün), onda meydana çıxan induksiya e.h.q.-nin hesabma açıq dövrədəki cərəyan şiddəti

şəklində olar.

Baxdığımız sistemdə elektronlarm nizamlı hərəkəti kondensator lövhələrini birləşdirən naqillərdə müşahidə edilir. Bu naqildə hərəkət edən elektron özünün xüsusi maqnit sahəsini yaradır. Qeyd etmək lazımdır ki, bu sahə qiymət və istiqamətcə dəyişən induksiya cərəyanı ilə eyni zamanda dəyişir. Nəzərə almaq lazımdır ki, elektronlarm nizamlı hərəkəti kondensatorun lövhələrində kəsilir. Bu zaman qarşıya belə bir sual çıxır: görəsən kondensatorun lövhələri arasmda elektronlarm nizamlı hərəkətinə müqavimət olaraq maqnit sahəsi də kəsilirmi? Bu süala Maksvell cavab verərək, göstərmişdir ki, həmin yerdə elektrik sahəsi zamandan asılı olaraq dəyişdiyindən, maqnit sahəsi mövcud olmalıdır. Deməli, Maksvellə görə fəzanm hər hansı bir nöqtəsində dəyişən elektrik sahəsi mövcuddursa, həmin nöqtədə dəyişən maqnit sahəsi də mövcud olmalıdır və sahənin intensivlik vektoru hər bir nöqtədə qiymətcə elektrik induksiya vektorunun dD/dt dəyişmə sürəti ilə mütənasib olmalıdır.

Elektrik sahəsi zamandan asılı olaraq dəyişərsə, deməli bu sahə yalnız elektrik sahəsi hesab edilmir və bu sahəyə onunla qarşılıqlı əlaqədə olan maqnit sahəsi də əlavə edilir. Belə sahə elektromaqnit sahəsi adlanır. Məlumdur ki, cərəyanlı naqil öz ətrafmda maqnit sahəsi yaradır. Bu fikrin əksini də söyləmək olar. Yəni maqnit sahəsi varsa, o hökmən hər hansı bir cərəyanm vasitəsilə yaranmışdır. Qeyd etmək lazımdır ki, kondensatorun lövhələri arasmda maqnit sahəsi elə bu xüsusi cərəyanm hesabma yaranmışdır ki, həmin cərəyanı Maksvell «yerdəyişmə cərəyanı» adlandırmışdır. Maksvell ideyasma görə bu cərəyan yüklərin nizamlı hərəkəti ilə əlaqədar deyil. Bu cərəyanın varlığı üçün maqnit sahəsi ilə əlaqədar olan dəyişən elektrik sahəsinin olması vacibdir.

İndi isə «yerdəyişmə cərəyanı»nın şiddəti ilə elektrik induks ya vektorunun dəyişmə sürəti arasmda əlaqə yaradaq. Bunun üçün fərz edək ki, kondensatorun lövhələri arasındakı məsafə çox kiçikdir və ona görə də elektrik sahəsi bircinslidir və yalnız kondensatorun lövhələri arasmda lokallaşmışdır. Bu zaman elektrik induksiya vektoru lövhələr arasmdakı fəzada belə təyin edilir:

Burada q bir lövhədəki yük, S - isə lövhənin sahəsidir. D və q zamandan asılı olaraq dəyişdiyindən yazarıq:

Maksvell fərziyyəsinə görə açıq konturda «yerdəyişmə cərəyanı» keçiricilik cərəyanı kimi konturu qapayır və kəmiyyətcə keçiricilik cərəyanına bərabər olur. Onda I_j=dq/dt
»yerdəyişmə cərəyanı»nın şiddəti, I/S isə onun j sıxlığı olar. Onda,

ifadəsi dəyişən elektrik sahəsi olan bütün hallar üçün tətbiq edilir. Elektrik sahəsinin ixtiyari dəyişməsi «yerdəyişmə cərəyanı» və onunla əlaqədar maqnit sahəsi yaradır. Yüklərin nizamlı hərəkəti dielektriklərdə də mövcud olduğundan kondensatorun lövhələri arasma dielektrik daxil etsək, induksiya vektoru D = E + 4πP şəklində olar və «yerdəyişmə cərəyanı»nın sıxlığı üçün

alarıq. Burada dP dielektrikdəki bağlı yüklərin nizamlı hərəkətini xarakterizə etdiyindən, ona polyarizasiya yüklərinin cərəyanı da deyilir. Onda «təmiz yerdəyişmə cərəyanı» olaraq - qalır ki, o da heç bir istilik ayırmır, lakin maqnit sahəsi yaradır.

Çox kiçik qiymətə malik olan «yerdəyişmə cərəyanı» yalnız vakuumda və yaxud dielektriklərdə deyil, həm də daxilində dəyişən elektrik sahəsi olan naqildə də müşahidə edilə bilər. Bu baxımdan Maksvell tam cərəyan qanunu anlayışmı vermişdir.

Açıq elektrik konturu tam cərəyan vasitəsilə həmişə qapalıdır. Bu qapalılığm müəyyən mənada səbəbi yüklərin nizamlı hərəkəti, başqa bir səbəbi isə dəyişən elektrik sahəsidir.