Идея поля

Физическое поле Фарадея

Фарадей отказался от ньютоновской концепции дальнего действия; он ввел в физику совершенно новый объект - физическое поле. Согласно новой концепции влияние одного тока на другой объясняется тем, что первый ток создает вокруг себя в пространстве магнитное поле, а это поле действует на второй ток, находится в нем. Аналогично: второй ток создает свое магнитное поле, которое действует на первый ток. По этому поводу Д. К. Максвелл писал Фарадею (1857): "Теперь, насколько мне известно, Вы первым человеком, у которого возникла идея о том, что тела действуют друг на друга на расстоянии с помощью приведения окружающей среды в состояние напряжения, идея, в которую действительно стоит поверить. У нас были когда-то потоки крючков, летающие вокруг магнитов, а также картинки, на которых изображены окружены ими магниты; но нет ничего более понятного, чем Ваше описание. Мне кажется, что Вы четко видите, как силовые линии огибают препятствия, гонят всплески напряжения в проводниках, возвращают вдоль определенных направлений в кристаллах и несут с собой все ту же количество способности к привлечению, распределенную розридженише или гуще в зависимости от того, расширяются эти линии или сгущаются ".

Свойства самого поля являются существенными для описания явления. Различия между источниками поля является принципиальным вопросом. Значение понятия поля проявляется в том, что оно приводит к новым экспериментальных фактов. Поле оказалось очень полезным понятием. Оно возникло как нечто такое, что находится между источником и магнитной иглой для того, чтобы описать действующую силу. Его воспринимали как "агента" тока, через который выполнялись все его действия. Но агент действует как переводчик, который переводит законы на простую, понятную речь.

Первый успех описания с помощью поля показал, что оно может быть удобным для изучения всех действий токов, магнитов и зарядов. Поле можно рассматривать как нечто, что всегда связано с током. Оно существует, даже если отсутствует магнитный полюс, с помощью которого можно установить его существования. Если электрический заряд и магнитный полюс находятся в состоянии покоя, то между ними нет никакой взаимной действия ни притяжения, ни отталкивания. Выражая подобный факт языке поля, мы можем утверждать: электростатическое поле не влияет на магнитостатических и наоборот. Понятие "статическое поле" означает, что речь идет о поле, которое не изменяется во времени. Магниты и заряды могли бы вечно оставаться рядом, если бы никакая внешняя сила не нарушала их состояния. Электростатические магнитостатического и гравитационные поля имеют различный характер. Они не смешиваются: каждое сохраняет свою индивидуальность независимо от других.

Две основы теории поля

Первая основа теории электрического и магнитного поля это связь между электрическим полем, меняется, и магнитным полем. Вторая связывает магнитное поле, изменяющееся с индукционным током и основывается на опыте Фарадея. Обе они лежат в основе количественного описания поля.

Необходимо упомянуть еще об одном следствие теории поля. Пусть мы имеем контур, по которому течет ток, источником которого является, например, батарея Вольта. Внезапно связь между проводником и источником тока разрывается. Теперь, конечно, никакого тока нет. Но в момент этого короткого разрыва наблюдается сложный процесс, который опять-таки можно было бы предусмотреть с помощью теории поля. Перед разрывом потока тока вокруг проводника существовало магнитное поле. Оно перестало существовать в момент, когда поток тока прервалась. Итак, из-за разрыва потока тока магнитное поле исчезло. Количество силовых линий, проходящих через поверхность, окруженную контуром, очень быстро изменилась. Но такая быстрая смена, как бы она ни происходила, должна вызвать индукционного тока. Что действительно имеет значение, - так это изменение магнитного поля, которая возбуждает индукционный ток, сила которого тем больше, чем значительнее было изменение поля. Разрыв потока тока должен сопровождаться возникновением сильного кратковременного индукционного тока - при этом наблюдается искра. Эта искра указывает на огромную разницу потенциалов, вызванную быстрым изменением магнитного поля.

Тот же самый процесс можно рассматривать с другой точки зрения, с точки зрения энергии. Магнитное поле исчезло, но появилась искра. Искра имеет некоторую энергию, поэтому и магнитное поле должно иметь энергию. Чтобы последовательно применять понятие поля и его язык, мы должны воспринимать магнитное поле как запас энергии. Только на этом пути мы сможем описать магнитные и электрические явления по закону сохранения энергии. Приписывание полю энергии является дальнейшим шагом в развитии, в котором понятие поля становится все более существенным, а субстанциональные концепции, присущие механистической точке зрения, все больше отходят на задний план.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >