You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
1.2. HIEMAN TAUSTAA 5Albert Einstein kehitti suppeamman suhteellisuusteoriansa vuonna 1905.Vaikka suhteellisuusteorian alkeet voikin olla havainnollisempaa opetella mekaniikanvälinein, kyseessä on nimenomaan elektrodynamiikasta noussutteoria ja Maxwellin elektrodynamiikka osoittautui ensimmäiseksi relativistisestikorrektisti formuloiduksi teoriaksi.Samaan aikaan suhteellisuusteorian kanssa alkoi myös kvanttifysiikan kehitys.Se aiheutti paljon enemmän elektrodynamiikkaan liittyviä ongelmia,sillä ensinnäkään ei ollut selvää, että makroskooppisista kokeista johdettuteoria olisi riittävän yleinen myös mikromaailmaan vietynä. Kaiken lisäksikvanttimekaniikan alkuperäiset formuloinnit, kuten Schrödingerin yhtälö,ovat epärelativistisia. Kesti aina 1940-luvun lopulle ennenkuin onnistuttiinluomaan kunnollinen relativistinen kvanttimekaniikka. Tätä teoriaa kutsutaankvanttielektrodynamiikaksi (QED) ja ratkaisevat askeleet sen luomisessaottivat Julian Schwinger, Richard Feynman, Sin-itiro Tomonaga jaFreeman Dyson. Tänä päivänä elektrodynamiikka QED:n klassisena rajanaon osa menestyksekästä standardimallia, jonka uskotaan olevan oikea tapayhdistää sähköinen, heikko ja vahva perusvoima keskenään. Niinpä klassisenelektrodynamiikan ymmärtäminen on perusta paljon pidemmälle menevänteoreettisen fysiikan tekemiselle!Vaikka käsitteellisesti elektrodynamiikka onkin tullut osaksi kvanttimaailmanihmeellisyyttä, se on yhä äärimmäisen tärkeä työväline kaikessa kokeellisessafysiikassa ja insinööritieteissä aina ydinvoimaloista kännyköidenrakenteluun. Lähes kaikissa fysiikan mittauksissa tarvitaan elektrodynamiikansoveltamista jossain vaiheessa. Elektrodynamiikka on keskeistä materiaalifysiikassa,hiukkassuihkujen fysiikassa, röntgenfysiikassa, elektroniikassa,optiikassa, plasmafysiikassa jne. Niinpä klassisen elektrodynamiikan ymmärtäminenon aivan olennainen perusta myös menestyksekkäälle kokeellisenfysiikan tekemiselle!Seuraavat tehtävät voidaan määritellä elektrodynamiikan perusprobleemiksi:1. Varausten ja sähkövirtojen aiheuttaman sähkömagneettisen kentän määrittäminen.2. Sähkömagneettisen kentän varauksiin tai virtajohtimiin aiheuttamien voimienmäärittäminen.3. Varauksellisten hiukkasten radan määrittäminen tunnetussa sähkömagneettisessakentässä.4. Indusoituvan sähkömotorisen voiman ja induktiovirran ennustaminen tunnetussavirtapiirissä, kun indusoiva muutos tunnetaan.5. Tunnetun indusoivan muutoksen vaikutuksesta ympäristöön leviävän sähkömagneettisenaaltoliikkeen ja tämän avulla tapahtuvan energian siirtymisenennustaminen.
Change language