Техника - молодёжи 1954-12, страница 29

проводник, то по проводнику потечет индуцированный ток. Электрическое поле и магнитное поле связаны между собой таким образом, что прн изменении одного >гз них возникает другое. Отсюда вывод, что электрическое поле, как только оно придет в движение, сразу же вызовет около себя магнитное поле, а последнее, будучи переменным, вызовет электрическое поле, и, таким образом, поле начнет распространяться наподобие волны.

Скорость такой волны, как показали уравнашя, равна коэффициенту пропорциональности между электромагнитными и электростатическими системами единиц. Опыты показали, что этот коэффициент равен скорости света. Максвелл, предположив, что свет — это електромагннт-ные колебалшя, положил начало электромагнитной теории света. Она преобразовала оптику и теорию электричества, сделав оптику частью теории электричества.

Новые взгляды на природу электричества и света получили признание м широкое распространение в конце XIX века в результате открытий Герца, Попова, Лебедева н других физиков. В 1888 году Герц, получив электромагнитные волны с помощью колебательного разряда электричества, показал, что эти волны распространяются, преломляются и поляризуются подобно свету. В 189о году великий физик А. С. Попов применил алек-тромагнитиые волны для передачи сигналов на расстояние и создал, таким образом, радиотехнику. Практическое применение электромагшггных волн было исторической основой дальнейшего значительного развития новых воззрений на сущность электричества в XX вене.

Один из наиболее крупных физиков конца XIX и начала XX века, гениальный ученый П. Н. Лебедев, открыл давление электромагнитных волн света, существование которого вытекает из теории Максвелла. Классические исследования Лебедева вызвали живой отклик во всем мире. Знаменитый английский физик Кельвин в разговоре с К. А. Тимирязевым сказал: «Вы, может быть, знаете, что я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавая его светового давления, а вот ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами».

Большое значение для электромагнитной теории света и вообще для развития идей Максвелла имели замечательные работы Н. А. Умова и А. А. Эйхенвальда. Умов доказал, что энергия сосредоточена в определенном пространстве и можно говорить о движении энергии и скоро

сти ее движения (в 80-х годах XIX века идею движения энергии, выдвинутую Умовым. применил к электромагнитному полю Нойнтинг). а Эйхенвальд своими замеча-телыгымн опытами обнаружил существование токов смещения.

Уравнения электромагнитного поля к сейчас основное оружие науки об электричестве и магнетизме. Ими пользуются конструкторы установок для высокочастотной закалки и сушки; их кладут в основу своих расчетов радисты, изучающие процессы распространения радиоволн, и создатели ускорителей элементарных частиц; они нужны любому электрофизику, электротехнику и радиотехнику.

Теория Максвелла была впоследствии значительно развита работами Гендрика Лоренца Максвелл рассматривал заряды как условное и вторичное понятие, Лоренц ввел представление об элементарных носителях электрических зарядов — электронах — и соединил идею электромагнитного поля с идеей элементарных зарядов. При этом в теории Лоренца появилось представление об абсолютно неподвижном эфире — среде, заполняющей все пространство, в которой движутся електроны. Однако впоследствии выяснилось, что представления о неподвижном эфире приводят к противоречиям, и в 1905 году Эйнштейн в своей теории относительности отказался от идеи неподвижного эфира. Теория относительности исторически связана с развитием электродинамики Максвелла. С электродинамикой Максвелла связаны и другие направления современной физики. Разумеется, и теории относительности и новейшая теоретическая физика в целом отнюдь не сводят все закономерности мира к электродинамике. Сейчас обнаружены другие, неэлектриче-скне силы, действующие между мельчайшими частицами вещества, известны элементарные частицы, не имеющие электрического заряда, но тем не менее исторически развитие максвелловской электродинамики дало сильный толчок к созданию и развитию новейших физических идей.

Молодежь нашей страны, изучая современную физику, готовясь приложить свои силы и уже прилагая их в различных областях техники, науки и «улмуры, связанных с электрификацией производства, хранит память о великом английском физике, 75 лет со дня смерти которого исполнилось осенью этого года.

что е проводник*, движущемся ■ магнитном пол» или помещенном в изменяющееся магнитное поле, возбуждается элеи-три чес мое напряжение (рис. 5).

Урееиение Мвисвелла отражает не только атот фант, но показывает, что любое изменение магнитного поля порождает е пространстве (даже если ■ нем нет никаких проводников) электрическое поле особого вида — вихревое, силовые линии которого образуют замкнутые кривые.

Эа ecntpVAvee^co «-

JUavHjuw^KOC. rvoue.

Последние два уравнения позволили Максвеллу предсказать существование воли, порождаемых быстропвремеииыми алектрнческими полями, — радиоволн, как теперь их называют. Сущность а того явления заключается в том, что вокруг магнитных силовых линий возникают электрические силовые линии, в вокруг »тих силовых линий магнитные, — таким образом, в пространстве от точки к точка распространяется электромагнитное возбуждение (рис. 6).

Рис.

3U >voae.

Эти уравнения позволяют и вычислить скорость их распространения, — Она равна коэффициенту пропорциональности между электромагнитными и электростатическими единицами измерений. Измерения этого коэффициента (наиточнейший метод в свое время предложил в 1876 году А. Столетов) показали, что он равняется скорости света. Эти измерения Явились Сильным подтверждением гипотезы о том, что свет также является электромагнитными волнами.

Электромагнитные волны— эта совокупность быстропере-меиного электрического и магнитного поля — несут я прост-

Э^^^ро^^^^нххВС Цта р_ис. 7.

rvoJfc

⁴3J.e*r*^u.4i<uco«, nxue

_f

ре и с те о энергию. Направление и величина переносимой ими энергии определяются вектором Умова — Пойитиига. (Пойн-тинг применил и электромагнитному полю теорию Умова О движении энергии любого вида (рис. 7).

Электромагнитные волны, порождаемые электрическим вибратором, на опыте были получены Г. Герцем в 1вв6 году (рис. в), в в 1895 году Алеиеаидр Степанович Попов показал, что этими волнами можно пользоваться для передачи сигналов без проводов, и, таким образом, положил качало новой области техники — редко (рис. 9).

1895г.

Рис. е.

Рис. 9.

Рус. 10.

Из теории Максвелла вытекало, что электромагнитные волны (а значит, и сеет) оказывают действие на всякое встречаемое ими препятствие.

Своими гениальными исследованиями П. Н. Лебедев на опыте доказал существование давления света и точно измерил его величину, тем самым он дал сильнейшее подтверждение электромагнитной теории (рис. 10).

27