Материальные уравнения среды.

Молекулярно-кинетические представления об электромагнитных свойствах среды.

Материальные уравнения среды.

Электромагнитные свойства среды в рамках феноменологического подхода (макроописание) проявляются в так называемых “материальных уравнениях среды”

(1)

(2)

(3)

Закон Ома в дифференциальной форме (1) содержит в себе величину электропроводности как коэффициент пропорциональности между плотностью тока (движение “свободных” зарядов) и напряженностью электрического поля . Уравнения (2) и (3) описывают зависимость поляризованности среды от напряженности электрического поля и намагниченности среды от напряженности магнитного поля . Величина диэлектрической восприимчивости связана с существованием электрических диполей в среде и их ориентацией во внешнем по отношению к диполю поле . Величина магнитной восприимчивости связана с существованием магнитных диполей в среде и их ориентацией во внешнем по отношению к диполю магнитном поле .

Соотношения (2) и (3) объединяет то, что и , и обусловлены существованием “связанных” электрических зарядов, т.е. зарядов, которые не могут свободно перемещаться по физическому телу. Хотя диэлектрическая восприимчивость обусловлена “положением” связанных электрических зарядов в пространстве, а величина магнитной восприимчивости обусловлена “движением” связанных электрических зарядов (молекулярные токи Ампера), из-за того, что поведение электрического диполя в электрическом поле во многом похоже на поведение магнитного диполя в магнитном поле , механизмы явлений поляризации среды и намагничивания среды во многих случаях оказываются схожими.

Ниже несколько более подробно рассмотрим физическую природу протекания электрического тока через вещество в рамках макроописания, особенности явления поляризации и намагничивания вещества, а в заключение раздела обсудим элементарную теорию электропроводности металлов и теорию намагничивания парамагнетиков на молекулярно-кинетическом уровне, оставаясь в рамках классических представлений. Рассмотрение квантово-механических представлений выходит за рамки настоящего пособия.