זרם העתקה – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
אין תקציר עריכה |
אין תקציר עריכה |
||
שורה 3:
הרעיון שזרם העתקה יוצר שדות מגנטיים בדומה לזרם חשמלי אמיתי נהגה לראשונה על ידי [[ג'יימס קלארק מקסוול]] במאמר מ-1861, שהבחין בחוסר שלמות בתיאור הפיזיקלי והמתמטי של שדות חשמליים ומגנטיים. מקסוול הוסיף את זרם ההעתקה לאיבר הזרם החשמלי ב[[חוק אמפר]], במה שמכונה מאז תיקון מקסוול לחוק אמפר. במאמרו "[[תאוריה דינמית של השדה האלקטרומגנטי]]" מ-1865, מקסוול עשה שימוש בגרסה מתוקנת זאת של חוק אמפר כדי לגזור את [[משוואת הגל האלקטרומגנטי]]. גזירה זאת מוכרת כיום כנקודת ציון היסטורית בפיזיקה ומשום שליכדה את תורות ה[[חשמל]], ה[[מגנטיות]] וה[[אופטיקה]] לכדי מקשה מושגית אחת, תאוריה מאוחדת בה דבק השם "אלקטרומגנטיות". איבר זרם ההעתקה מזוהה כעת כתוספת חיונית שהשלימה את משוואות מקסוול והכרחית להסברת תופעות רבות, במיוחד את קיומם של [[גל אלקטרומגנטי|גלים אלקטרומגנטיים]].
[[שיום]] המונח "זרם העתקה" נבחר על ידי מקסוול על בסיס האנלוגיה המתקיימת בין האיבר שהוסיף לבין שדה ה[[קיטוב חשמלי|קיטוב]] המופק מפעולתו של שדה חשמלי על [[חומר דיאלקטרי]] - פעולה שמתרחשת עקב הפרדת מטענים בקנה המידה האטומי,
== הכרחיות ==
שורה 106:
== היסטוריה ופרשנות ==
{{להשלים}}
איבר זרם ההעתקה של מקסוול נקבע כהנחת יסוד בחלק השלישי של מאמרו מ-1861 "'''[[Media:On Physical Lines of Force.pdf|על קווים פיזיקליים של כוח]]'''". מעט נושאים בפיזיקה מודרנית גרמו לבלבול וחוסר הבנה כה רב כמו רעיון זרם ההעתקה. זה הרבה אודות לעובדה שמקסוול נעזר ב"ים של מערבולות מולקולריות" בגזירה שלו, מעין מודל מכני מתוחכם ומסורבל ביותר לתווך המגנטו-חשמלי המסתורי הממלא את המרחב - ה[[אתר (פיזיקה)|אתר]]. זה עומד בניגוד לטקסטים מודרניים, שנסמכים על העובדה שזרם העתקה יכול להתקיים במרחב ריק.
מודל "האתר התאי" של מקסוול דימה את המרחב כמרוצף על ידי תאים המלאים בחומר אלסטי, בעוד קירות התאים הורכבו משכבה של חלקיקים כדוריים קטנים{{הערה|The Origin of the Displacement Current, Daniel Siegel [https://www.jstor.org/stable/pdf/27757576.pdf?seq=1#page_scan_tab_contents]}}, אשר פעלו כמעין מסבים כדוריים. בקונספציה של מקסוול, עוצמת השדה המגנטי באזור קטן נמדדת על ידי קצב הסיבוב של התא המתאים. כאשר במרחב שורר שדה מגנטי לא אחיד, תאים סמוכים יסבבו בקצבים שונים, וכתוצאה המסבים הכדוריים ינועו בכיוון התא המהיר יותר, בנימה דומה לעקרון של [[דיפרנציאל (רכב)|גלגלי שיניים דיפרנציאליים]]. מקסוול פירש את התנועה של החלקיקים הללו כמייצגת תנועה של מטענים חשמליים (זרם חשמלי) ואת הקשר בין קצב סיבוב לא אחיד של התאים לתנועת החלקיקים כאנלוג המכני של חוק אמפר המקורי <math> \boldsymbol{ \nabla \times B} = \mu_0 \boldsymbol J \, </math>. כדי לדמות את זרם ההעתקה במעגלים פתוחים (כמו בדוגמת הקבל הנטען) הוא קבע תכונה של [[מעוות]] אלסטי המתקדם של התאים בתרחישים כאלו.
== ראו גם ==
| |||