Учения об атомах. Законы Кеплера. Механика Галилея

Электромагнитная теория света

В найденную Вебером формулу для силы взаимодействия двух электрических зарядов, перемещающихся относительно друг друга, входит коэффициент, имеющий смысл некоторой скорости. Величину этой скорости сам Вебер и Кольрауш определили экспериментально в работе 1856 г., ставшей классической; эта величина получалась несколько больше скорости света. В следующем году Кирхгоф из теории Вебера вывел закон распространения электродинамической индукции по проводу: если сопротивление равно нулю, то скорость распространения электрической волны не зависит от сечения провода, от его природы и плотности электричества и почти равна скорости распространения света в пустоте. Вебер в одной из своих теоретико-экспериментальных работ 1864 г. подтвердил результаты Кирхгофа, показав, что постоянная Кирхгофа количественно равна числу электростатических единиц, содержащихся в электромагнитной единице, и заметил, что совпадение скорости распространения электрических волн и скорости света можно рассматривать как указание на наличие тесной связи между двумя явлениями. Однако, прежде чем говорить об этом, сначала следует точно выяснить, в чем истинный смысл понятия скорости распространения электричества: «а смысл этот,-- меланхолически заключает Вебер,-- представляется вовсе не таким, чтобы вызывать большие надежды».

У Максвелла же как раз не было никаких сомнений, возможно потому, что он находил поддержку в идеях Фарадея относительно природы света.

«В различных местах этого трактата,-- пишет Максвелл, приступая в XX главе четвертой части к изложению электромагнитной теории света, - делалась попытка объяснения электромагнитных явлений при помощи механического действия, передаваемого от одног тела к другому при посредстве среды, занимающей пространство между этими телами. Волновая теория света также допускает существование какой-то среды. Мы должны теперь показать, что свойства электромагнитной среды идентичны со свойствами светоносной среды.

Мы можем получить численное значение некоторых свойств среды, таких, как скорость, с которой возмущение распространяется через нее, которая может быть вычислена из электромагнитных опытов, а также наблюдена непосредственно в случае света. Если бы было найдено, что скорость распространения электромагнитных возмущений такова же, как и скорость света, не только в воздухе, но и в других прозрачных средах, мы получили бы серьезное основание для того, чтобы считать свет электромагнитным явлениемt и тогда сочетание оптической и электрической очевидности даст такое же доказательство реальности среды, какое мы получаем в случае других форм материи на основании совокупности свидетельств наших органов чувств».

Как и в первой работе 1864 г., Максвелл исходит из своих уравнений и после ряда преобразований приходит к выводу, что в пустоте поперечные токи смещения распространяются с той же скоростью, что и свет, что и «представляет собой подтверждение электромагнитной теории света»,-- уверенно заявляет Максвелл.

Затем Максвелл изучает более детально свойства электромагнитных возмущений и приходит к выводам, сегодня уже хорошо известным: колеблющийся электрический заряд создает переменное электрическое поле, неразрывно связанное с переменным магнитным полем; это представляет собой обобщение опыта Эрстеда. Уравнения Максвелла позволяют проследить изменения поля во времени в любой точке пространства. Результат такого исследования показывает, что в каждой точке пространства возникают электрические и магнитные колебания, т. е. интенсивность электрического и магнитного полей периодически изменяется; эти поля неотделимы друг от друга и поляризованы взаимно перпендикулярно. Эти колебания распространяются в пространстве с определенной скоростью и образуют поперечную электромагнитную волну: электрические и магнитные колебания в каждой точке происходят перпендикулярно направлению распространения волны.

Среди многих частных следствий, вытекающих из теории Максвелла, упомянем следующие: особенно часто подвергавшееся критике утверждение о том, что диэлектрическая постоянная равна квадрату показателя преломления оптических лучей в данной среде; наличие светового давления в направлении распространения света; ортогональность двух поляризованных волн -- электрической и магнитной.

Список литературы

Калашников С. Г. Электричество. -- М., Наука, 1985.

Максвелл Дж. К. Трактат об электричестве и магнетизме / пер. с англ. -- М.: Наука, 1989. Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. -- М., Высшая школа, 1983. Поль Р. В. Учение об электричестве / пер. с нем. -- М.: ГИФМЛ, 1962. Тамм И. Е. Основы теории электричества. -- М.: Наука, 1989.

Томилин А. Н. Рассказы об электричестве. -- М., ДЛ, 1984. Фарадей М. Экспериментальные исследования по электричеству / пер. с англ. -- М.: Издательство АН СССР, 1947 Франклин В. Опыты и наблюдения над электричеством / пер. с англ. -- М.: Издательство АН СССР, 1956 Эйхенвальд А. А. Электричество. -- М., Государственное технико-теоретическое издательство, 1933

Вейник А.И., 1968, Термодинамика. 3-е изд. - Минск, Вышейшая школа, 464 с.

Коган И.Ш., 2004, “Физические аналогии” - не аналогии, а закон природы. - http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7438.html

Коган И.Ш., 2006, Обобщение и систематизация физических величин и понятий. - Хайфа, Изд. Рассвет, 207 с.

Коган И.Ш., 2009, Систематизация и классификация определений и дополнений к понятию “энергия”. - “Автоматизация и IT в энергетике”, 2-3, с.с. 56-63.

Сычёв В.В., 1970, Сложные термодинамические системы. - М.: Энергия.

Яворский Б.М., Детлаф А.А., 1990, Справочник по физике. 3-е изд. М.: Наука, Физматгиз, 624 с.

Лич Дж. У. Классическая механика. М.: Иностр. литература, 1961.

Спасский Б. И.. История физики. М., «Высшая школа», 1977.

Том 1. Часть 1-я; Часть 2-я

Том 2. Часть 1-я; Часть 2-я

Кокарев С. С. Три лекции о законах Ньютона. Ярославль. Сб. трудов РНОЦ Логос, вып. 1, 45-72, 2006.

Кудрявцев П. С. Курс истории физики. -- М.: Просвещение, 1974.

Кудрявцев П. С. История физики. М., 1956.

Льоцци М. История физики: Пер. с итал. М., 1970.

Тамм И. Е. Основы теории электричества. 10 изд. М., 1989.Г. Я. Мякишев

Савельев И. В. Курс общей физики. -- М.: Наука, 1998.

Барьяхтар В. Г., Иванов Б. А. В мире магнитных доменов. -- К.: Наукова думка, 1986.

Карцев В. П. Магнит за три тысячелетия. -- Изд. 4-е, перераб. и доп. -- Л.: Энергоатомиздат, 1988.

Перельман Я. И. Занимательная физика. -- Ленинград: Время, 1932.

Размещено на Allbest.ru