Teorema Gauss adalah salah satu hukum dasar elektrodinamika, yang secara struktural termasuk dalam sistem persamaan ilmuwan hebat lainnya - Maxwell. Ini mengungkapkan hubungan antara aliran intensitas medan elektrostatik dan elektrodinamika yang melewati permukaan tertutup. Nama Karl Gauss terdengar tidak kalah kerasnya di dunia ilmiah daripada, misalnya, Archimedes, Newton atau Lomonosov. Dalam fisika, astronomi, dan matematika, tidak banyak bidang yang tidak disumbangkan secara langsung oleh ilmuwan Jerman yang brilian ini.
Teorema Gauss telah memainkan peran kunci dalam studi dan pemahaman tentang sifat elektromagnetisme. Secara umum, ini telah menjadi semacam generalisasi dan, sampai batas tertentu, interpretasi dari hukum Coulomb yang terkenal. Ini hanya terjadi, tidak jarang dalam sains, ketika fenomena yang sama dapat dijelaskan dan dirumuskan dengan cara yang berbeda. Tetapi teorema Gauss tidak hanya diperoleh diterapkanmakna dan aplikasi praktis, membantu untuk melihat hukum alam yang diketahui dari perspektif yang sedikit berbeda.
Dalam beberapa hal, ia berkontribusi pada terobosan besar dalam sains, meletakkan dasar bagi pengetahuan modern di bidang elektromagnetisme. Jadi apa teorema Gauss dan apa aplikasi praktisnya? Jika kita mengambil sepasang muatan titik statis, maka partikel yang dibawa kepadanya akan ditarik atau ditolak dengan gaya yang sama dengan jumlah aljabar nilai semua elemen sistem. Dalam hal ini, intensitas medan agregat umum yang terbentuk sebagai hasil dari interaksi semacam itu akan menjadi jumlah dari komponen individualnya. Hubungan ini telah dikenal luas sebagai prinsip superposisi, yang memungkinkan seseorang untuk secara akurat menggambarkan sistem apa pun yang dibuat oleh muatan multi-vektor, terlepas dari jumlah totalnya.
Namun, ketika ada banyak partikel seperti itu, para ilmuwan pada awalnya mengalami kesulitan tertentu dalam perhitungan, yang tidak dapat diselesaikan dengan menerapkan hukum Coulomb. Teorema Gauss untuk medan magnet membantu mengatasinya, yang, bagaimanapun, berlaku untuk semua sistem gaya muatan yang memiliki intensitas penurunan sebanding dengan r −2. Esensinya bermuara pada fakta bahwa sejumlah muatan yang dikelilingi oleh permukaan tertutup akan memiliki fluks intensitas total yang sama dengan nilai total potensial listrik dari setiap titik pada bidang yang diberikan. Pada saat yang sama, prinsip interaksi antar elemen tidak diperhitungkan, yang sangat menyederhanakanperhitungan. Jadi, teorema ini memungkinkan untuk menghitung medan bahkan dengan jumlah pembawa muatan listrik yang tidak terbatas.
Benar, pada kenyataannya ini hanya dapat dilakukan dalam beberapa kasus pengaturan simetrisnya, ketika ada permukaan yang nyaman di mana kekuatan dan intensitas aliran dapat dengan mudah dihitung. Misalnya, muatan uji yang ditempatkan di dalam benda konduktor berbentuk bola tidak akan mengalami efek gaya sedikit pun, karena indeks kekuatan medan di sana sama dengan nol. Kemampuan konduktor untuk mendorong keluar berbagai medan listrik semata-mata disebabkan oleh adanya pembawa muatan di dalamnya. Dalam logam, fungsi ini dilakukan oleh elektron. Fitur seperti itu banyak digunakan saat ini dalam teknologi untuk menciptakan berbagai wilayah spasial di mana medan listrik tidak bekerja. Fenomena ini dijelaskan dengan sempurna oleh teorema Gauss untuk dielektrik, yang pengaruhnya pada sistem partikel elementer direduksi menjadi polarisasi muatannya.
Untuk menciptakan efek seperti itu, cukup dengan mengelilingi area tertentu yang tegang dengan jaring pelindung logam. Beginilah cara perangkat presisi tinggi yang sensitif dan manusia terlindungi dari paparan medan listrik.
