نظرية غاوس هي واحدة من الأساسيةقوانين الديناميكا الكهربائية ، المدرجة هيكليا في نظام المعادلات من عالم عظيم آخر - ماكسويل. يعبر عن العلاقة بين تدفقات الشدة لكل من الحقول الكهروستاتيكية والكهروديناميكية التي تمر عبر سطح من النوع المغلق. لا يبدو اسم كارل غاوس مرتفعًا في العالم العلمي ، على سبيل المثال ، أرخميدس أو نيوتن أو لومونوسوف. في الفيزياء وعلم الفلك والرياضيات ، لا يمكنك العثور على العديد من المجالات التي لم يتم تطويرها بشكل مباشر من قبل هذا العالم الألماني الرائع.
لعبت نظرية غاوس دورا رئيسيا في الدراسة وفهم طبيعة الكهرومغناطيسية. بشكل عام ، أصبح نوعًا من التعميم ، وإلى حد ما ، تفسيرًا لقانون كولوم الشهير. هذا هو الحال فقط ، وليس نادرًا في العلوم ، حيث يمكن وصف الظواهر نفسها وصياغتها بطرق مختلفة. لكن نظرية غاوس لم تكتسب القيمة التطبيقية والتطبيق العملي فحسب ، بل ساعدت في النظر إلى قوانين الطبيعة المعروفة من زاوية مختلفة قليلاً.
بطريقة ما ، ساهمتانفراج كبير في العلوم ، ووضع أساس المعرفة الحديثة في مجال الكهرومغناطيسية. فما هي نظرية غاوس وما هو تطبيقها العملي؟ إذا أخذنا زوجًا من شحنات النقطة الثابتة ، فسيتم جذب الجسيم الذي يتم إحضاره إليها أو صده بقوة تساوي المجموع الجبري لقيم جميع عناصر النظام. علاوة على ذلك ، فإن شدة الحقل الكلي الكلي المتكون نتيجة لهذا التفاعل سيكون مجموع مكوناته الفردية. تُعرف هذه النسبة على نطاق واسع باسم مبدأ التراكب ، الذي يسمح لك بوصف أي نظام تم إنشاؤه بتكاليف متعددة العوامل ، بغض النظر عن العدد الإجمالي.
ومع ذلك ، عندما يكون هناك الكثير من هذه الجزيئات ، والعلماءفي البداية ، ظهرت بعض الصعوبات في الحسابات ، والتي لا يمكن حلها عن طريق تطبيق قانون كولوم. ساعدت نظرية غاوس في المجال المغنطيسي في التغلب عليها ، والتي ، على أي حال ، صالحة لأي أنظمة قوة لشحن لها شدة متناقصة تتناسب مع r -2. جوهرها هو أن عدد التعسفيسيكون للشحنات المحاطة بسطح مغلق تدفق كامل للتوتر يساوي القيمة الإجمالية للإمكانات الكهربائية لكل نقطة من هذه الطائرة. علاوة على ذلك ، لا تؤخذ مبادئ التفاعل بين العناصر في الاعتبار ، مما يبسط الحساب إلى حد كبير. وبالتالي ، تتيح لنا هذه النظرية حساب الحقل حتى مع وجود عدد لا حصر له من ناقلات الشحنة.
صحيح ، في الواقع هذا ممكن فقط فيفي بعض الحالات من ترتيبها المتماثل ، عندما يكون هناك سطح مناسب يتم من خلاله حساب قوة وكثافة التدفق بسهولة. على سبيل المثال ، لن تواجه شحنة الاختبار الموضوعة داخل جسم موصل ذي شكل كروي أدنى تأثير للقوة ، حيث يكون مؤشر شدة المجال هناك صفر. إن قدرة الموصلات على إخراج الحقول الكهربائية المختلفة من نفسها تفسر فقط بوجود ناقلات شحن فيها. في المعادن ، يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة الإلكترونات. تستخدم هذه الميزات الآن على نطاق واسع في التكنولوجيا لإنشاء مجالات مكانية مختلفة لا تعمل فيها الحقول الكهربائية. يتم شرح هذه الظواهر تمامًا بواسطة نظرية غاوس للعزل الكهربائي ، حيث يقلل تأثيرها على أنظمة الجزيئات الأولية من استقطاب شحنتها.
لإنشاء مثل هذه الآثار ، فقط تحيطمنطقة محددة من التوتر مع شبكة التدريع المعدنية. هذا يحمي الأجهزة الكهربائية الحساسة والأشخاص من آثار الحقول الكهربائية.
