Введение

Физическая величина в электромагнетизме

В электромагнетизме плотность тока смещения — это величина ∂'D'/∂t, возникающая в уравнениях Максвелла и определяемая как скорость изменения электрического поля смещения 'D'. Плотность тока смещения имеет те же единицы измерения, что и плотность электрического тока, и является источником магнитного поля, подобно обычному току. Однако это не ток движущихся зарядов, а изменяющееся во времени электрическое поле. В физических материалах (в отличие от вакуума) также присутствует вклад от незначительного движения зарядов, связанных в атомах, который называется диэлектрической поляризацией. Эта идея была предложена Джеймсом Клерком Максвеллом в его работе 1861 года «О физических линиях силы, часть III» в связи с перемещением электрических частиц в диэлектрической среде. Максвелл добавил ток смещения к члену электрического тока в законе Ампера. В своей работе 1865 года «Динамическая теория электромагнитного поля» Максвелл использовал эту модифицированную форму закона Ампера для вывода уравнения электромагнитной волны. Этот вывод общепризнан как историческая веха в физике, поскольку он объединил электричество, магнетизм и оптику в единую теорию. В настоящее время член тока смещения рассматривается как важнейшее дополнение, завершившее уравнения Максвелла и необходимое для объяснения многих явлений, в особенности существования электромагнитных волн.

Необходимость

Следуют некоторые следствия из существования тока смещения, которые согласуются с экспериментальными данными и требованиями логической непротиворечивости теории электромагнетизма.