Le théorème de Gauss est l'une des lois fondamentales de l'électrodynamique, structurellement incluse dans le système d'équations d'un autre grand scientifique - Maxwell. Il exprime la relation entre les flux d'intensité des champs électrostatiques et électrodynamiques traversant une surface fermée. Le nom de Karl Gauss ne sonne pas moins fort dans le monde scientifique que, par exemple, Archimède, Newton ou Lomonosov. En physique, astronomie et mathématiques, il n'y a pas beaucoup de domaines que ce brillant scientifique allemand n'a pas directement contribué au développement.
Le théorème de Gauss a joué un rôle clé dans l'étude et la compréhension de la nature de l'électromagnétisme. Dans l'ensemble, c'est devenu une sorte de généralisation et, dans une certaine mesure, une interprétation de la loi bien connue de Coulomb. C'est justement le cas, pas si rare en science, où un même phénomène peut être décrit et formulé de différentes manières. Mais le théorème de Gauss non seulement acquis appliquésens et application pratique, cela a aidé à regarder les lois connues de la nature d'un point de vue légèrement différent.
À certains égards, elle a contribué à une grande percée scientifique, jetant les bases des connaissances modernes dans le domaine de l'électromagnétisme. Alors, qu'est-ce que le théorème de Gauss et quelle est son application pratique ? Si nous prenons une paire de charges ponctuelles statiques, la particule qui leur est apportée sera attirée ou repoussée avec une force égale à la somme algébrique des valeurs de tous les éléments du système. Dans ce cas, l'intensité du champ global global formé à la suite d'une telle interaction sera la somme de ses composants individuels. Cette relation est devenue largement connue sous le nom de principe de superposition, qui permet de décrire avec précision tout système créé par des charges multi-vecteurs, quel que soit leur nombre total.
Cependant, lorsqu'il y a beaucoup de telles particules, les scientifiques ont d'abord rencontré certaines difficultés dans les calculs, qui n'ont pas pu être résolues en appliquant la loi de Coulomb. Le théorème de Gauss pour le champ magnétique a aidé à les surmonter, ce qui, cependant, est valable pour tous les systèmes de force de charges qui ont une intensité décroissante proportionnelle à r −2. Son essence se résume au fait qu'un nombre arbitraire de charges entourées d'une surface fermée aura un flux d'intensité total égal à la valeur totale du potentiel électrique de chaque point du plan donné. Dans le même temps, les principes d'interaction entre les éléments ne sont pas pris en compte, ce qui simplifie grandementcalculs. Ainsi, ce théorème permet de calculer le champ même avec un nombre infini de porteurs de charges électriques.
Vrai, en réalité, cela n'est faisable que dans certains cas de leur disposition symétrique, lorsqu'il existe une surface pratique à travers laquelle la force et l'intensité du flux peuvent être facilement calculées. Par exemple, une charge d'essai placée à l'intérieur d'un corps conducteur de forme sphérique ne subira pas le moindre effet de force, puisque l'indice de champ y est égal à zéro. La capacité des conducteurs à repousser divers champs électriques est uniquement due à la présence de porteurs de charge en eux. Dans les métaux, cette fonction est assurée par les électrons. De telles caractéristiques sont largement utilisées aujourd'hui dans la technologie pour créer diverses régions spatiales dans lesquelles les champs électriques n'agissent pas. Ces phénomènes sont parfaitement expliqués par le théorème de Gauss pour les diélectriques, dont l'influence sur les systèmes de particules élémentaires se réduit à la polarisation de leurs charges.
Pour créer de tels effets, il suffit d'entourer une certaine zone de tension d'un grillage métallique de blindage. C'est ainsi que les appareils sensibles de haute précision et les personnes sont protégés contre l'exposition aux champs électriques.
