3. СУЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА.
В 60-х годах XIX в. английский физик Дж. Максвелл развил представления Фарадея об электромагнитном поле и создал теорию электромагнитного поля — первую завершенную теорию поля. Она описывает только электрическое и магнитные поля и весьма успешно объясняет многие электромагнитные явления. Полезно напомнить некоторые основные идеи, лежащие в основе этой теории, и вытекающие из нее выводы.
Согласно закону Фарадея, любое изменение магнитного потока приводит к возникновению электромагнитной индукции, характеризующейся электродвижущей силой (ЭДС). Электромагнитная индукция возникает только тогда, когда на носителей электрического поля действуют сторонние силы, т. е. силы не электростатического происхождения. Какова же природа сторонних сил? Опыт показывает, что сторонние силы не связаны ни с тепловыми, ни с химическими процессами; их возникновение нельзя объяснить наличием сил Лоренца. В этой связи Дж. Максвелл предположил: всякие переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле, которое и является причиной возникновения индукционного тока в контуре. Оказывается, контур, в котором возникает ЭДС, играет второстепенную роль, выполняя функцию своеобразного «прибора», обнаруживающего это поле. Электрическое поле, возбуждаемое магнитным полем, как и само магнитное поле, является вихревым.
Согласно Максвеллу, есть переменное магнитное поле возбуждает в пространстве вихревое магнитное поле, то должно существовать обратное: изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля. Для установления количественных соотношений между изменяющимся электрическим полем и вызываемым им магнитным полем Максвелл ввел в рассмотрение так называемый ток смешения, обладающий способностью создавать в окружающем пространстве магнитное поле. Ток смешения в вакууме не связан с движением зарядов, а обуславливается только изменением электрического поля во времени и вместе с тем возбуждает магнитное поле — в этом заключается принципиально новое утверждение Максвелла.
Из уравнений Максвелла следует, что источником электрического поля могут быть электрические заряды и изменяющиеся во времени магнитные поля, а магнитные поля могут возбуждаться движущимися электрическими зарядами (электрическими токами) и переменными электрическими полями. Уравнение Максвелла не симметричны относительно электрического и магнитного полей. Это связано с тем, что в природе существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных.
В стационарном случае, когда электрические и магнитные поля не изменяются во времени, источниками электрического поля являются только электрические заряды, а источниками магнитного — только токи проводимости. В этом случае электрическое и магнитные поля не зависимы друг от друга, что и позволяет изучать отдельно постоянные электрические и магнитные поля.
Уравнения Максвелла — это общие уравнения для электрических и магнитных полей. В учении об электромагнетизме они играют такую же роль, как законы Ньютона в механике. Из уравнений Максвелла следует, что переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле — с порождаемым им магнитным, т. е. электрическое и магнитные поля неразрывно взаимосвязаны и образуют единое электромагнитное поле.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По величине электрические силы намного превосходят гравитационные, поэтому в отличие от слабого гравитационного взаимодействия электрические силы, действующие между телами обычных размеров, можно легко наблюдать. Электромагнетизм известен людям с незапамятных времен (полярные сияния, вспышки молнии и др.).
В течение долгого времени электрические и магнитные процессы изучались независимо друг от друга. Как мы уже знаем, решающий шаг в познании электромагнетизма сделал в середине XIX в. Дж. К. Максвелл, объединивший электричество и магнетизм в единой теории электромагнетизма — первой единой теории поля.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................3
1. РАЗВИТИЕ КОНЦЕПЦИИ ПОЛЯ....................................................................5
2. КОНЦЕПЦИИ ДАЛЬНОДЕЙСТВИЯ И БЛИЗКОДЕЙСТВИЯ.....................7
3. СУЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА...............10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................12
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.........................