Magnetik monopoldan və elektrik monopoldan əmsal onların sahələri nöqtəsindən fərqləndirilir?

Magnetik Monopollar və Elektrik Monopollar Arasındaki Fərqlər Sahələr Nöqtəsindən

Magnetik monopollar və elektrik monopollar iki mühüm kavramdır elektromaqnetizmdə və onların sahə xüsusiyyətləri və davranışı nisbətən ciddi fərqlər göstərir. Aşağıda bu iki monopol növünün sahələr nöqtəsindən detallı müqayisəsi verilir:

1. Təriflər və Fiziki Arxa Plan

Elektrik Monopol: Elektrik monopol izol edilmiş bir nöqtə yükünü ifadə edir, ya müsbət, ya mənfi. Kuluon qanununa görə, elektrik monopol tərəfindən yaradılan elektrik sahəsi məsafənin kvadratı ilə (1/r2) azalır və yükdən radiusa uyğun olaraq dışa (və ya içə) istiqamət edir.

Magnetik Monopol: Magnetik monopol hipotetik izol edilmiş magnetik yükü ifadə edir, elektrik monopol kavramına bənzəyir. Amma, magnetik monopollar doğada gözəlməyib. Cari magnetik hadisələr həmişə dipollər (şimal və cənub qutbları cütlüyü) səbəbindən baş verir. Əgər magnetik monopollar mövcud olsaydı, onlar elektrik monopol kimi bənzər magnetik sahə yaratardı, amma bu hələ də teorik bir sübutdur.

2. Sahə Davranışı

Elektrik Monopol

Elektrik Sahə Dağılışı: Elektrik monopol tərəfindən yaradılan elektrik sahə E küresel simmetrikdir və Kuluon qanununa uymur:

burada $\mathrm{<br>}$q yük, ϵ0 vakuum permittivliyi, $\mathrm{<br>}$r yükün nöqtədən məsafəsi, r^ radius vahid vektoru.

• Elektrik Potensial Dağılışı: Elektrik monopol üçün elektrik potensial V məsafə ilə linear olaraq azalır:

Magnetik Monopol (Hipotetik)

• Magnetik Sahə Dağılışı: Əgər magnetik monopollar mövcud olsaydı, onlar bənzər küresel simmetrik magnetik sahə B yaradarlardı, Kuluon qanununa bənzər bir formaya uyğun:

  

• burada   $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">g\; magnetik\; yük,\; \mu 0\; vakuum\; permeabilitəsi,\; </span>\; }$r magnetik monopoldan nöqtəyə məsafə, r^ radius vahid vektoru.

• Magnetik Skalyar Potensial Dağılışı: Magnetik skalyar potensial ϕm məsafə ilə linear olaraq azalır:

  

3. Sahə Xətlərinin Həndəsi Xüsusiyyətləri

• Elektrik Sahə Xətləri: Elektrik monopol tərəfindən yaradılan elektrik sahə xətləri müsbət yükündən (və ya mənfi yükünə doğru) sonsuzluğa qədər uzanır. Bu sahə xətləri divergentdir, bu da elektrik sahənin radiusa uyğun olaraq yayıldığını göstərir.

• Magnetik Sahə Xətləri: Magnetik monopol tərəfindən yaradılan magnetik sahə xətləri də monopoldan (və ya monopolə doğru) sonsuzluğa qədər uzanır. Bu sahə xətləri də divergentdir, bu da magnetik sahənin radiusa uyğun olaraq yayıldığını göstərir.

4. Daha Yüksək Mertəbəli Multipol Genişlənmələri

• Elektrik Multipollar: Elektrik monopol yanısıra, elektrik dipollar, kvadrupollar və s. mövcud ola bilər. Elektrik dipol eyni qiymətlərə malik və əks yönlü iki yükü təşkil edir və onun elektrik sahə dağılışı elektrik monopolun sahə dağılışından fərqli, daha mürəkkəb simmetriya və azalma xüsusiyyətləri göstərir.

• Magnetik Multipollar: Cari magnetik hadisələr əsasən magnetik dipollar, məsələn, maqnit palçaları və ya elektrik dövrələri səbəbindən baş verir. Magnetik dipolun magnetik sahə dağılışı elektrik dipola bənzəyir, amma praktiki tətbiqlərdə genelliklə yalnız magnetik dipollar haqqında danışılır, daha yüksək mertəbəli magnetik multipollar olmadan.

5. Maxvel Qanunlarında Gösterilən Şəkli

• Elektrik Monopol: Maxvel qanunlarında, yük çoxluğu ρ elektrik Qauss qanununda görünür:

• Bu, elektrik monpolun varlığına elektrik sahədə divärjans olduğunu göstərir.

• Magnetik Monopol: Standart Maxvel qanunlarında, heç bir magnetik yük çoxluğu ρm yoxdur, beləliklə, magnetik Qauss qanunu budur:

Bu, klassik elektromaqnetizmdə izol edilmiş magnetik monopolların olmadığını göstərir. Amma, əgər magnetik monopollar girsələrsə, bu tənlik belə olardı:

Bu, magnetik monopolların mövcud olmasını imkan verir.

6. Kvant Məhləkləri

• Elektrik Monopol: Elektrik monopol həqiqətən mövcuddur və onların elektrik sahələri kvant elektrodinamikası (QED) ilə təsvir edilə bilər.

• Magnetik Monopol: Hələ ki, magnetik monopollar gözəlməyib, amma onların kvant mexanikasında nəticələri var. Məsələn, Dirak, magnetik monopolların mövcud olduğu halda, həm elektrik, həm də magnetik yükün kvantlaşmasını və zərürdə olan partiklərin dalğalı funksiyasının fazasını təsirləyəcəyini təklif etdi.

Xülasə

• Elektrik Monopol: Mövcud olduğuna malik, yarıçap ilə simmetrik elektrik sahələr yaradır və məsafənin kvadratı ilə azalır.

• Magnetik Monopol: Hipotetik, teorik olaraq yarıçap ilə simmetrik magnetik sahə yaradacaq və məsafənin kvadratı ilə azalacaq.

Əsas fərq, elektrik monopolların həqiqi dünya hadisəsi olması, əksər magnetik monopolların isə teorik sübut olmasıdır.