Teorema lui Gauss este una dintre legile fundamentale ale electrodinamicii, inclusă structural în sistemul de ecuații al unui alt mare om de știință - Maxwell. Exprimă relația dintre fluxurile de intensitate atât ale câmpurilor electrostatice, cât și ale câmpurilor electrodinamice care trec printr-o suprafață închisă. Numele lui Karl Gauss sună nu mai puțin tare în lumea științifică decât, de exemplu, Arhimede, Newton sau Lomonosov. În fizică, astronomie și matematică, nu există multe domenii la care acest genial om de știință german să nu contribuie direct la dezvoltarea.
Teorema lui Gauss a jucat un rol cheie în studiul și înțelegerea naturii electromagnetismului. În general, a devenit un fel de generalizare și, într-o oarecare măsură, o interpretare a binecunoscutei legi a lui Coulomb. Este exact cazul, nu atât de rar în știință, când aceleași fenomene pot fi descrise și formulate în moduri diferite. Dar teorema lui Gauss nu numai că dobândită aplicatăsens și aplicare practică, a ajutat să privim legile cunoscute ale naturii dintr-o perspectivă ușor diferită.
În unele privințe, ea a contribuit la o mare descoperire în știință, punând bazele cunoașterii moderne în domeniul electromagnetismului. Deci, ce este teorema Gauss și care este aplicația ei practică? Dacă luăm o pereche de sarcini punctiforme statice, atunci particula adusă la ele va fi atrasă sau respinsă cu o forță care este egală cu suma algebrică a valorilor tuturor elementelor sistemului. În acest caz, intensitatea câmpului agregat general format ca urmare a unei astfel de interacțiuni va fi suma componentelor sale individuale. Această relație a devenit cunoscută pe scară largă ca principiul suprapunerii, care permite descrierii cu acuratețe a oricărui sistem creat de sarcini multi-vectori, indiferent de numărul lor total.
Cu toate acestea, atunci când există o mulțime de astfel de particule, oamenii de știință au întâmpinat la început anumite dificultăți în calcule, care nu au putut fi rezolvate prin aplicarea legii lui Coulomb. Teorema Gauss pentru câmpul magnetic a ajutat la depășirea lor, ceea ce este valabil însă pentru orice sisteme de forțe de sarcini care au o intensitate descrescătoare proporțională cu r −2. Esența sa se rezumă la faptul că un număr arbitrar de sarcini înconjurate de o suprafață închisă va avea un flux de intensitate totală egal cu valoarea totală a potențialului electric al fiecărui punct al planului dat. În același timp, nu sunt luate în considerare principiile de interacțiune între elemente, ceea ce simplifică foarte multcalcule. Astfel, această teoremă face posibilă calcularea câmpului chiar și cu un număr infinit de purtători de sarcină electrică.
Adevărat, în realitate acest lucru este fezabil doar în unele cazuri de aranjare simetrică a acestora, când există o suprafață convenabilă prin care se poate calcula cu ușurință puterea și intensitatea curgerii. De exemplu, o sarcină de testare plasată în interiorul unui corp conducător de formă sferică nu va experimenta cel mai mic efect de forță, deoarece indicele de intensitate a câmpului este egal cu zero. Capacitatea conductorilor de a împinge diferite câmpuri electrice se datorează exclusiv prezenței purtătorilor de sarcină în ei. În metale, această funcție este îndeplinită de electroni. Astfel de caracteristici sunt utilizate pe scară largă astăzi în tehnologie pentru a crea diverse regiuni spațiale în care câmpurile electrice nu acționează. Aceste fenomene sunt perfect explicate de teorema Gauss pentru dielectrici, a cărei influență asupra sistemelor de particule elementare se reduce la polarizarea sarcinilor lor.
Pentru a crea astfel de efecte, este suficient să înconjurați o anumită zonă de tensiune cu o plasă de ecranare metalică. Acesta este modul în care dispozitivele sensibile de în altă precizie și oamenii sunt protejați de expunerea la câmpuri electrice.
