Il-teorema ta 'Gauss u l-prinċipju ta' superposizzjoni

Il-teorema ta 'Gauss hija waħda mil-liġijiet fundamentali ta' l-elettrodinamika, strutturalment inklużi fis-sistema ta 'ekwazzjonijiet ta' xjenzat kbir ieħor, Maxwell. Jesprimi l-konnessjoni bejn il-flussi ta 'tensjoni kemm ta' kampijiet elettrostatiċi kif ukoll elettrodinamiċi li jgħaddu minn wiċċ ta 'tip magħluq. L-isem ta 'Karl Gauss ħsejjes fid-dinja xjentifika mhux inqas qawwi minn, pereżempju, id-Dimenzim, Newton jew Lomonosov. Fil-fiżika, l-astronomija u l-matematika, ma jistgħux jinstabu ħafna sferi, li l-iżvilupp tagħhom l-aktar xjentist Ġermaniż xjentifiku ma għenux direttament.

It-teorema ta 'Gauss kellu rwol ewlieni fl-istudju u l-fehim tan-natura tal-elettromanjetiżmu. B'mod ġenerali, saret tip ta 'ġeneralizzazzjoni u, sa ċertu punt, interpretazzjoni tal - liġi famuża ta' Coulomb. Dan huwa biss il-każ, mhux daqshekk rari fix-xjenza, meta l-istess fenomeni jistgħu jiġu deskritti u fformulati b'modi differenti. Iżda l-teorema ta 'Gauss mhux biss kisbet importanza prattika u applikazzjoni prattika, għenet biex tħares lejn il-liġijiet magħrufa tan-natura f'perspettiva kemmxejn differenti.

F'xi modi, ikkontribwixxa għal avvanz kbir fix-xjenza, li stabbilixxa l-bażi ta 'għarfien modern fil-qasam tal-elettromanjetiżmu. Allura x'inhi l-teorema ta 'Gauss u x'inhi l-applikazzjoni prattika tagħha? Jekk nieħdu par ta 'ħlasijiet ta' punti statiċi, il-partiċella miġjuba lilhom se tkun attirata jew imblukkata b'forza li hija ugwali għas-somma algebraika tal-kobor tal-elementi kollha tas-sistema. Fl-istess ħin, l-intensità tal-kamp totali kumulattiv iffurmat bħala riżultat ta 'din l-interazzjoni se tkun is-somma tal-komponenti individwali tagħha. Din ir-relazzjoni saret magħrufa bħala l- prinċipju ta 'superposizzjoni, li jagħmilha possibbli li tiddeskrivi b'mod preċiż kwalunkwe sistema maħluqa minn ħlasijiet multi-vettorjali, irrispettivament min-numru totali tagħhom.

Madankollu, meta hemm ħafna minn dawn il-partiċelli, ix-xjentisti inizjalment kellhom ċerti diffikultajiet fil-kalkoli, li ma setgħux jiġu riżolti bl-użu tal-liġi Coulomb. Biex tegħlebhom, il-teorema ta 'Gauss għal kamp manjetiku għenet, li, madankollu, hija valida għal kwalunkwe sistema ta' forza ta 'piżijiet b'intensità ta' tnaqqis proporzjonali għal r ^-2 . L-essenza tiegħu tonqos għall-fatt li numru arbitrarju ta 'tariffi mdawra b'wiċċ magħluq se jkollu fluss totali ta' intensità daqs il-valur totali tal-potenzjal elettriku ta 'kull punt tal-pjan mogħti. F'dan il-każ, il-prinċipji ta 'interazzjoni bejn l-elementi fil-kalkolu mhumiex aċċettati, li jissimplifika bil-kbir il-kalkolu. Għalhekk, dan it-teorema jagħmilha possibbli li jiġi kkalkulat il-kamp anke b'numru infinit ta ' trasportaturi ta' ċarġ.

Veru, fir-realtà dan huwa fattibbli biss f'xi każijiet ta 'l-arranġament simmetriku tagħhom, meta jkun hemm wiċċ konvenjenti li minnu tista' tiġi kkalkulata l-qawwa u l-intensità tal-fluss. Pereżempju, piż tat-test imqiegħed ġo korp konduttiv sferiku mhux se jesperjenza l-iċken forza, peress li l- qawwa tal-kamp hija żero. L-abilità tal-kondutturi li jimbuttaw il-varji oqsma elettrikament hija spjegata biss bil-preżenza ta 'trasportaturi tal-piżijiet fihom. Fil-metalli, din il-funzjoni titwettaq b'elettroni. Karatteristiċi bħal dawn issa huma użati b'mod wiesa 'fl-inġinerija biex jinħolqu diversi reġjuni spazjali fejn l-oqsma elettriċi ma jaġixxux. Dawn il-fenomeni jispjegaw perfettament il-teorema ta 'Gauss għad-dielettriċi, li l-influwenza tagħhom fuq is-sistemi ta ' partiċelli elementari tnaqqas għall-polarizzazzjoni tat-tariffi tagħhom.

Biex jinħolqu dawn l-effetti, huwa biżżejjed li tkun imdawra ċerta żona ta 'tensjoni b'grazzett tal-iskrining metalliku. Għalhekk, apparati sensittivi ta 'preċiżjoni għolja u n-nies huma protetti mill-impatt tal-kampijiet elettriċi.