Jaké vlastnosti platí pro kompresní metodu jpeg. JPEG, JPEG2000, JPEG-LS. Ztrátová a bezztrátová komprese obrazu. Jakýkoli soubor JPEG lze otevřít v libovolném editoru, který rozumí formátu JPEG

V předchozí kapitole jsme zjistili, že elektrická a magnetická pole by měla být vždy považována za jedno kompletní elektromagnetické pole. Divize elektromagnetické pole na elektrické a magnetické je relativní povahy: takové dělení závisí v rozhodující míře na vztažné soustavě, v níž jsou jevy uvažovány. V tomto případě pole, konstantní v jednom referenčním systému, v obecný případ se ukáže být proměnlivý v jiném systému. Podívejme se na některé příklady.

Náboj se pohybuje v inerciálním referenčním K-snímku s konstantní rychlost proti. V této vztažné soustavě budeme pozorovat jak elektrické, tak magnetické pole daného náboje a obě pole jsou proměnná v čase. Pokud přejdeme k inerciálnímu K¢-systému pohybujícímu se s nábojem, pak je v něm náboj v klidu a budeme pozorovat pouze elektrické pole.

Dva identické náboje se pohybují v referenčním K-snímku směrem k sobě stejnou rychlostí proti. V této vztažné soustavě budeme pozorovat jak elektrická, tak magnetická pole, obě proměnné. Najděte K¢-systém, kde by bylo pozorováno pouze jedno z polí, v v tomto případě je to zakázáno.

V K-systému je konstantní nerovnoměrné magnetické pole (například pole stacionárního permanentního magnetu). Potom v K¢-systému pohybujícím se vzhledem k K-systému budeme pozorovat střídavé magnetické a elektrické pole.

Je tedy zřejmé, že vztah mezi elektrické pole a magnetické pole se ukáže být odlišné různé systémy odpočítávání. Při přechodu z jednoho referenčního systému do druhého se pole a určitým způsobem transformují. Zákony této transformace jsou stanoveny ve speciální teorii relativity, a to poměrně složitým způsobem. Z tohoto důvodu zde nebudeme reprodukovat příslušná zjištění.

Protože vektory a charakterizující elektromagnetické pole závisí na vztažné soustavě, vyvstává přirozená otázka o invariantech, tzn. kvantitativní charakteristiky elektromagnetického pole nezávislé na vztažné soustavě (invariant se značí inv; viz např. (43.1)).

Lze ukázat, že existují dva takové invarianty, které jsou kombinacemi vektorů a , to je

Inv; E 2 - C 2 B 2 = inv, (43,1)

Kde S– rychlost světla ve vakuu.

Invariance těchto veličin (vzhledem k Lorentzovým transformacím) je důsledkem vzorců transformace pole při přechodu z jedné inerciální vztažné soustavy do druhé.

Použití těchto invariantů umožňuje v některých případech rychle a snadno najít řešení a učinit vhodné závěry a předpovědi. Zde jsou nejdůležitější z nich:

Z invariance bodový produkt z toho ihned vyplývá, že v případě, kdy v libovolné vztažné soustavě ^, tzn. = 0, pak ve všech ostatních inerciálních vztažných soustavách ^ ;

Z invariance E 2 - C 2 B 2 vyplývá, že v případě, kdy E = C B (tj. když E 2 - C 2 B 2 = 0), pak v jakékoli jiné inerciální vztažné soustavě E¢ = C B¢;

Je-li v libovolném referenčním systému úhel mezi vektory a ostrý (nebo tupý) - to znamená, že je větší (nebo menší) než nula - pak úhel mezi vektory a bude také ostrý (nebo tupý) v jakémkoli jiném referenčním systému;

Pokud je v libovolném referenčním systému E > C B (nebo E< C B) – to znamená, že E 2 - C 2 B 2 > 0 (nebo E 2 - C 2 B 2< 0), то и в любой другой системе отсчета будет также E¢ > C B¢ (nebo E¢< C B¢);

Jsou-li oba invarianty rovny nule, pak ve všech inerciálních vztažných soustavách ^ a E = C B, to je přesně to, co je pozorováno u elektromagnetické vlny;

Pokud je pouze invariant roven nule, pak lze nalézt referenční systém, ve kterém buď E¢ = 0, nebo B¢ = 0; který z nich je určen znaménkem druhého invariantu. Platí i obrácené tvrzení: je-li v libovolném referenčním systému E = 0 nebo B = 0, pak v jakémkoli jiném referenčním systému ^.

A poslední věc. Je třeba mít na paměti, že pole a obecně řečeno závisí jak na souřadnicích, tak na čase. Proto se každý z invariantů (43.1) vztahuje ke stejnému časoprostorovému bodu pole, jehož souřadnice a čas v různé systémy odkazy jsou spojeny Lorentzovými transformacemi.

Na elektromagnetické pole je použitelný pouze Einsteinův princip relativity, protože skutečnost, že se elektromagnetické vlny ve vakuu šíří ve všech referenčních systémech stejnou rychlostí S není kompatibilní s Galileovým principem relativity.

Podle Einsteinova principu relativity jsou mechanické, optické a elektromagnetické jevy ve všech inerciálních vztažných soustavách probíhají stejně, t.j. jsou popsány stejnými rovnicemi. Maxwellovy rovnice jsou při Lorentzových transformacích invariantní: jejich tvar se při přechodu z jedné inerciální vztažné soustavy do druhé nemění, i když veličiny v nich jsou transformovány podle určitých pravidel.

Z principu relativity vyplývá, že oddělené zohlednění elektrických a magnetických polí má relativní význam. Pokud je tedy elektrické pole vytvořeno systémem stacionárních nábojů, pak tyto náboje, které jsou stacionární vzhledem k jednomu inerciálnímu referenčnímu systému, se pohybují vzhledem k jinému, a proto budou generovat nejen elektrické, ale také magnetické pole. Podobně, vodič stacionární vzhledem k jedné inerciální vztažné soustavě s DC, budící konstantní magnetické pole v každém bodě prostoru, pohybuje se vzhledem k jiným inerciálním soustavám a střídavé magnetické pole, které vytváří, budí vírové elektrické pole.

Maxwellova teorie, její experimentální potvrzení, stejně jako Einsteinův princip relativity tedy vedou k jednotné teorii elektrických, magnetických a optických jevů, založené na konceptu elektromagnetického pole.

Zákony transformace a relativity

Elektromagnetické pole se liší od jakéhokoli systému částic tím, že je fyzický systém je nekonečně velký počet stupně volnosti. Tato vlastnost je spojena s určitým stavem pole. Ve skutečnosti v oblasti existence pole hodnoty nezávislých složek tvoří nekonečný počet veličin, protože jakákoli oblast prostoru obsahuje nekonečně velký počet body.

Elektrické a magnetické pole jsou různé projevy jednoho elektromagnetické pole, který se také podřizuje principu superpozice. Rozdělení elektromagnetického pole na elektrické pole a magnetické pole má relativní povahu, protože závisí na volbě referenčního systému.

Například náboj se pohybuje v inerciální vztažné soustavě S konstantní rychlostí v nebo když se stejné náboje pohybují směrem k sobě konstantní rychlostí v. V této referenční soustavě jsou pozorována jak elektrická, tak magnetická pole tohoto náboje, ale mění se s časem. Při pohybu do jiné inerciální vztažné soustavy S *, pohybující se s nábojem, je pozorováno pouze elektrické pole, protože náboj je v něm v klidu. Pokud je v S - vztažné soustavě konstantní, nehomogenní magnetické pole (například podkovovitý magnet), pak v S * - soustavě pohybující se vzhledem k S - soustavě jsou pozorována střídající se elektrická a magnetická pole.

Vztahy mezi elektrickými a magnetickými poli nejsou v různých referenčních systémech stejné.

Experimenty ukazují, že náboj jakékoli částice je invariantní, to znamená, že nezávisí na rychlosti částice a na volbě inerciální vztažné soustavy. Gaussova věta

platí nejen pro náboje v klidu, ale i pro náboje pohyblivé, tj. je invariantní vzhledem k inerciálním vztažným soustavám.

Při pohybu z jedné inerciální vztažné soustavy do druhé dochází k transformaci elektrického a magnetického pole. Nechť existují dvě inerciální vztažné soustavy: S a soustava, která se vůči ní pohybuje rychlostí S *. Pokud jsou v nějakém časoprostorovém bodě A systému S známy hodnoty polí a, jaké budou hodnoty těchto polí * a * ve stejném časoprostorovém bodě A systému S *? Časoprostorový bod A je bod, jehož souřadnice a čas v obou vztažných systémech jsou propojeny Lorentzovými transformacemi, tzn.

Zákonitosti transformace těchto polí podle speciální teorie relativity vyjadřují následující čtyři vzorce:

Symboly || a ^ jsou vyznačeny podélné a příčné (vzhledem k vektoru) složky elektrického a magnetického pole; c je rychlost světla ve vakuu;

Z rovnic je zřejmé, že každý z vektorů * a * je vyjádřen skrz i skrz, což ukazuje na jednotnou povahu elektrického a magnetického pole.

Například modul pevnosti vektoru E volně se pohybujícího relativistického náboje popisuje vzorec

kde a je úhel mezi vektorem poloměru a vektorem rychlosti.

Vítejte na našem vzdělávacím a vzdělávacím webu! Naším cílem je umožnit studentům škol a vysokých škol získat co nejstručnější a nejinformativnější odpověď na jejich vědeckou otázku. K tomu používáme různé metody prezentace materiálu: umělecké, publicistické a vědecké formy. Doufáme, že vám naše výukové materiály pomohou zvládnout tu či onu problematiku. Na stránce najdete vše: přednášky, cheaty, poznámky, abstrakty a semináře.

Relativita elektrických a magnetických polí

Maxwell vše přeložil do řeči rovnic známá fakta a ustanovení týkající se elektrických a magnetických jevů. Tento systém rovnic pro elektrická a magnetická pole se dnes nazývá „Maxwellovy rovnice“. Popišme tyto rovnice slovně a dáme je do tabulky.

1. Elektrické a magnetické pole se při přechodu z jedné inerciální soustavy do druhé vzájemně přeměňují. Můžeme říci, že rozdělení pole na elektrické a magnetické je poměrně relativní a závisí na vztažné soustavě.

2. Volba referenčního systému je subjektivní akt, na kterém závisí samotná existence pole.

Elektromagnetické pole je ta objektivní realita, která existuje bez ohledu na to, zda experiment provádíme a v jakém referenčním rámci, nebo zda se neprovádí vůbec. Elektromagnetické pole proto nelze považovat za „soubor“ elektrických a magnetických polí. Elektrické a magnetické pole jsou projevem jediného celku (elektromagnetického pole) za různých podmínek.