ELEMNTE ALE TEORIEI MACROSCOPICE

A CAMPULUI ELECTROMAGNETIC

In natura au loc neincetat numeroase si diverse fenomene. In intelesul cel mai general, fenomenul este o manifestare exterioara a esentei unui obiect (sistem), a unui proces etc. care este accesibila in mod nemijlocit. In limbajul curent, fenomenul inseamna o transformare, o evolutie, un proces sau un efect etc., din natura sau din societate.

Din punctul de vedere al esentei sistemului (obiectului) analizat, dintre numeroasele fenomene existente in mod natural, in concordanta cu tematica acestui manual sunt numai fenomenele fizicochimice. Fenomenele fizicochimice reprezinta multimea ordonata a starilor pe care le are un sistem fizicochimic in momentele succesive ale unui interval de timp. Rezulta din aceasta sumara definitie, ca fenomenele depind de natura starilor sistemului, de localizarea lor spatiala (topologica) si temporala.

Dupa natura starilor considerate, se deosebesc fenomene fizice si fenomene chimice, iar dupa natura marimilor prin care se considera determinate aceste stari, se deosebesc fenomene mecanice (in partial acustice), fenomene de gravitatie, fenomene termice, fenomene electrice si magnetice (in particular optice), fenomene electrono-pozitronice, mesonice etc.

Din punctul de vedere al localizarii spatiale, fenomenele pot fi globale (relative la un 'intreg' sistem / obiect, in particular un corp) sau locale (relative la un punct al sistemului analizat, raportat la un anumit sistem de referinta). Din punctul de vedere temporal, fenomenele pot fi statice, stationare si variabile, iar in functie de stabilitatea lor temporala, fenomenele pot fi permanente si tranzitorii.

In aceste definitii au aparut cateva notiuni (ca sistem, sistem fizic, stare, marime) care se cer a fi explicate, acest lucru facand obiectul subcapitolului ce urmeaza.

Fenomene fizice. Notiuni preliminarii

Fenomenele, considerate ca o multime ordonata a starilor pe care le are un grup de obiecte (corpuri) in momentele succesive ale unui interval de timp, se numesc fenomene fizice daca nu produc, in nici un fel, modificarea naturii substantei corpurilor implicate in fenomene pe intreg intervalul de manifestare a lor. In caz contrar, cand fenomenele constau numai in modificari ale naturii substantei, ele se numesc fenomene chimice, iar daca in sirul starilor sistemului in intervalul de timp considerat, apare cel putin o modificare in natura substantei corpurilor, fenomenele se numesc fenomene fizicochimice.

Datorita subiectului pe care il are acest manual, se vor avea in vedere numai fenomenele fizice in general (dar, in special de-a lungul cartii, fenomenele electromagnetice) si foarte rar cele fizicochimice (a se vedea: efectul chimic al electrocineticii, electrolitii, disociatia electrolitica, legea electrolizei s.a.).

Pentru a se putea studia un fenomen cu o anumita caracteristica aparte (ce poate fi descrisa de o anumita specie de proprietati) este necesara o delimitare (o "separare") spatiala si temporala care consta in:

definirea obiectelor fizice (numite, in ansamblul lor, sistem fizic) considerate ca portiuni marginite si univoc definite ale materiei, care prin modificarea starilor lor succesive (ordonate) pun in evidenta (fac perceptibila) sau indica senzorial sau inteligibil ceea ce se denumeste -in mod generic- un fenomen. Aceasta in virtutea principiului (de ce nu, filozofic) ca modul de existenta al obiectelor fizice (sistemelor fizice) consta in manifestarile lor (ca procese-fenomene) si ca nu exista proces (fenomen) care sa nu implice sisteme fizice;

definirea temporala, care consta in precizarea secventei din multimea ordonata a starilor sistemului fizic, secventa caracterizata de o aceeasi specie de proprietati, astfel incat sa se poata stabili o stare initiala (la "stanga") care constituie cauza modificarii starilor sistemului fizic analizat in secventa studiata si o stare finala (la "dreapta") a secventei care constituie o noua stare a sistemului fizic, un rezultat al secventei, adica un efect. Prin urmare, definirea temporala delimiteaza un fenomen al unui sistem fizic intre cele doua evenimente: cauza si efect, evenimente care ele insele sunt tot fenomene. De exemplu, in anumite conditii, un fenomen termic la care este supus un corp poate genera (deci este cauza) unui fenomen electric (care este un efect), asa cum sunt campurile imprimate termoelectrice de volum (v. subcap. 4.3).

Esential, pentru cunoasterea unui fenomen relativ la un sistem fizic dat, este determinarea relatiei dintre cauza si efect. In conditiile unui sistem fizic precizat, un fenomen este determinat atunci cand se poate preciza raportul univoc: cauza efect. Activitatea de cunoastere prin care, in conditiile unui sistem fizic dat, se determina efectul pe care il creeaza in sistem o anumita cauza poarta numele generic de analiza; activitatea "inversa", prin care se incearca determinarea cauzelor ce ar produce intr-un sistem dat un anume efect dorit este denumita, in general, sinteza. In planul cunoasterii si al modelarii fenomenelor fizice, stabilirea relatiilor cauzaefect se realizeaza cu ajutorul legilor fizicii si al unor teoreme, in care intervine un anumit numar de asa numite marimi fizice, ce pot descrie -atat sub aspect calitativ, cat si cantitativ- caracteristicile specifice sistemului fizic si fenomenelor care se produc in sistem.

Daca, pentru un sistem fizic cunoscut, se poate stabili ce efecte produce, intotdeauna, un grup de cauze dat, in mod univoc si la orice "repetare" a cauzelor (reproducere a fenomenului), ceea ce in domeniul modelarii sistemelor se precizeaza prin teoremele de unicitate (care afirma ca legile fizice specifice fenomenului studiat determina starea spatio-temporala a sistemului fizic analizat, adica in fiecare punct al domeniului sau cat si in fiecare moment), atunci se spune ca fenomenul are caracter determinist. In caz contrar, cand raportul cauza efect nu poate fi stabilit in mod univoc si cand reproducerea exacta a fenomenului in aceleasi conditii ale sistemului fizic analizat nu este sigur posibila, se spune despre fenomen ca are caracter intamplator sau aleator.