D ẠNG BÀI TẬP
5.2.1 Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
a. Giả thuyết Macxoen
Giả thuyết 1:Bằng phương pháp toán học, Macxoen đã tìm ra rằngkhi một từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy tức là một điện trường mà các đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ.
Nhưng theo Macxoen điện trường cảm ứng tự nó tồn tại trong không gian, mà không cần có dây dẫn. Khung dây dẫn khép kín đặt trong không gian chỉ là một phương tiện giúp ta phát hiện dòng điện, và do đó phát hiện điện trường xoáy đã xuất hiện trong không gian kể cả khi không có khung dây.
Giả thuyết 2:
Tiến lên một bước nữa, Macxoen đề ra câu hỏi: nếu từ trường biến thiên sinh ra điện trường thì có quá trình ngược lại không nghĩa là điện trường biến thiên có sinh ra từ trường không? Dựa trên tính toán lí thuyết, ông cho rằng có quá trình như vậy:khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy mà các đường cảm ứng từ bao quanh các đường sức của điện trường.
b. Dòng điện dẫn và dòng điện dịch
Giả thuyết trên của Macxoen đã được thực nghiệm khẳng định là đúng. Khi một tụ điện được tích điện qua một dây dẫn, hoặc phóng điện qua một dây dẫn, giữa hai bản của tụ điện có một điện trường biến thiên. Điện trường biến thiên đó sinh ra một từ trường xoáy hệt như có một dòng điện bằng dòng điện trong dây dẫn chạy qua tụ điện.Sự biến thiên của điện trường giữa các bản của tụ điện (nơi không có dây dẫn), tương đương với một dòng điện trong dây dẫn. Nó được gọi là dòng điện dịch, và dòng điện trong dây dẫn được gọi là dòng điện dẫn.
Với khái niệm dòng điện dịch, ta có thể nói rằng dòng điện trong mạch dao động mô tả ở bài trước là một dòng điện khép kín, gồm có dòng điện dẫn chạy trong dây dẫn và dòng điện dịch chạy qua tụ điện. c. Điện từ trường
Phát minh của Macxoen dẫn đến kết luận là không thể có điện trường hoặc từ trường tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau. Điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên, và ngược lại từ trường biến thiên nào cũng sinh ra điện trường biến thiên.
Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường duy nhất gọi là điện từ trường. Điện từ trường vẫn là một dạng vật chất tồn tại khách quan trong thực tế.
Tương tác điện từ lan truyền trong không gian với vận tốc hữu hạng, gần bằng vận tốc ánh sáng
c= 3.108m/s.
Trường tĩnh điện và từ trường là trường hợp riêng của trường điện từ . d. Sự lan truyền tương tác điện từ:
Giả sử tại một điểm Otrong không gian có một điện trường−E→1 biến thiên không tắt dần. Nó sinh ra ở các điểm lân cận nó một từ trường xoáy−→B1 . Nếu điện trường biến thiên không đều, nghĩa là tốc độ biến thiên của nó thay đổi (thí dụ, khi −E→1 dao động điều hoà), thì−B→1 cũng biến thiên. Do đó, từ trường biến thiên−B→1 lại gây ra ở các điểm lân cận nó một điện trường biến thiên−E→2. Quá trình đó cứ tiếp tục lặp đi lặp lại, điện trường sinh ra từ trường rồi từ trường lại sinh ra điện trường,. . . Điện từ trường lan truyền trong không gian, càng ngày càng xa điểmO, và phải sau một khoảng thời gian nào đó nó mới lan truyền tới một điểmAở cách xaO.
Như vậy: tương tác điện từ thực hiện thông qua điện từ trường cần phải tốn một thời gian nào đó để truyền được từ điểm này đến điểm kia.