Định lý Gauss là một trong những định luật cơ bản của điện động lực học, có cấu trúc nằm trong hệ phương trình của một nhà khoa học vĩ đại khác - Maxwell. Nó thể hiện mối quan hệ giữa các dòng cường độ của cả trường tĩnh điện và điện động lực đi qua một bề mặt kín. Tên của Karl Gauss nghe có vẻ ồn ào không kém trong giới khoa học, chẳng hạn như Archimedes, Newton hay Lomonosov. Trong vật lý, thiên văn học và toán học, không có nhiều lĩnh vực mà nhà khoa học xuất sắc người Đức này không trực tiếp đóng góp vào sự phát triển của.
Định lýGauss đã đóng một vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và hiểu bản chất của điện từ học. Nhìn chung, nó đã trở thành một kiểu khái quát hóa và ở một mức độ nào đó, là cách giải thích định luật Coulomb nổi tiếng. Đây chỉ là trường hợp, không quá hiếm trong khoa học, khi các hiện tượng giống nhau có thể được mô tả và hình thành theo những cách khác nhau. Nhưng định lý Gauss không chỉ được áp dụngý nghĩa và ứng dụng thực tế, nó đã giúp xem xét các quy luật tự nhiên đã biết từ một góc độ hơi khác.
Ở khía cạnh nào đó, cô ấy đã đóng góp vào một bước đột phá lớn trong khoa học, đặt nền móng cho kiến thức hiện đại trong lĩnh vực điện từ học. Vậy định lý Gauss là gì và ứng dụng thực tế của nó là gì? Nếu ta lấy một cặp điện tích điểm tĩnh thì hạt được đưa tới sẽ bị hút hoặc đẩy với một lực bằng tổng đại số các giá trị của tất cả các phần tử của hệ. Trong trường hợp này, cường độ của trường tổng hợp chung được hình thành do kết quả của một tương tác như vậy sẽ là tổng các thành phần riêng lẻ của nó. Mối quan hệ này đã được biết đến rộng rãi như là nguyên lý chồng chất, cho phép người ta mô tả chính xác bất kỳ hệ thống nào được tạo bởi nhiều điện tích vectơ, bất kể tổng số của chúng là bao nhiêu.
Tuy nhiên, khi có rất nhiều hạt như vậy, ban đầu các nhà khoa học gặp một số khó khăn nhất định trong tính toán, điều này không thể giải quyết bằng cách áp dụng định luật Coulomb. Tuy nhiên, định lý Gauss cho từ trường đã giúp khắc phục chúng, tuy nhiên, định lý này có giá trị đối với bất kỳ hệ lực nào của các điện tích có cường độ giảm dần tỷ lệ với r−2. Bản chất của nó tóm lại ở chỗ một số lượng điện tích tùy ý được bao quanh bởi một bề mặt kín sẽ có tổng cường độ từ thông bằng tổng giá trị của thế điện tại mỗi điểm trên mặt phẳng đã cho. Đồng thời, các nguyên tắc tương tác giữa các yếu tố không được tính đến, điều này làm đơn giản hóa rất nhiềucác phép tính. Do đó, định lý này có thể tính toán trường ngay cả với vô số hạt mang điện.
Đúng, trong thực tế, điều này chỉ khả thi trong một số trường hợp bố trí đối xứng của chúng, khi có một bề mặt thuận tiện qua đó có thể dễ dàng tính được cường độ và cường độ của dòng chảy. Ví dụ, một điện tích thử nghiệm được đặt bên trong vật dẫn có dạng hình cầu sẽ không chịu tác dụng lực nhỏ nhất, vì chỉ số cường độ trường tại đó bằng không. Khả năng của các vật dẫn điện để đẩy ra các điện trường khác nhau chỉ là do sự hiện diện của các hạt tải điện trong chúng. Trong kim loại, chức năng này được thực hiện bởi các electron. Các tính năng như vậy ngày nay được sử dụng rộng rãi trong công nghệ để tạo ra các vùng không gian khác nhau trong đó điện trường không hoạt động. Những hiện tượng này được giải thích một cách hoàn hảo bởi định lý Gauss cho các chất điện môi, mà ảnh hưởng của nó đối với hệ thống các hạt cơ bản bị giảm đến sự phân cực của các điện tích của chúng.
Để tạo ra những hiệu ứng như vậy, chỉ cần bao quanh một khu vực căng thẳng nhất định bằng một tấm lưới che chắn bằng kim loại là đủ. Đây là cách các thiết bị nhạy cảm có độ chính xác cao và con người được bảo vệ khỏi tiếp xúc với điện trường.
