Електричне поле – фізика

Після тривалої боротьби теорія близкодействия здобула остаточну перемогу. Розповімо коротко, як це сталося, а також нагадаємо, що таке електричне поле.

Ідеї ​​Фарадея. Рішучий поворот до уявленню про близкодействии був зроблений великим англійським вченим Майклом Фарадеєм, а остаточно завершений англійським вченим Джеймсом Максвеллом.

За теорією дальнодії один заряд безпосередньо відчуває присутність іншого. При переміщенні одного із зарядів, наприклад А (рис. 14.8), сила, діюча на інший заряд – В, миттєво змінює своє значення. Причому ні з самим зарядом В, ні з оточуючим його простором ніяких змін не відбувається.

Важливо
Згідно ідеї Фарадея електричні заряди не діють один на одного безпосередньо. Кожен з них створює в навколишньому просторі електричне поле.

Поле одного заряду діє на інший заряд, і навпаки
Поле одного заряду діє на інший заряд, і навпаки. У міру віддалення від заряду поле слабшає. Спочатку ця ідея виражала лише впевненість Фарадея в тому, що дія одного тіла на інше через порожнечу неможливо.

Доказів існування поля не було. Такі докази і не можна отримати, досліджуючи лише взаємодія нерухомих зарядів. Успіх до теорії блізкодействія прийшов після вивчення електромагнітних взаємодій рухомих заряджених частинок. Спочатку було доведено існування змінних в часі полів і тільки після цього був зроблений висновок про реальність електричного поля нерухомих зарядів.

Швидкість поширення електромагнітних взаємодій. Грунтуючись на ідеях Фарадея, Максвелл зумів теоретично довести, що

Важливо
електромагнітні взаємодії повинні поширюватися в просторі з кінцевою швидкістю.

Це означає, що якщо злегка пересунути заряд А (див. Рис. 14.8), то сила, що діє на заряд В, зміниться, але не в ту ж мить, а лише через деякий час:

Швидкість поширення електромагнітних взаємодій

де АВ – відстань між зарядами, ас – швидкість поширення електромагнітних взаємодій, яка дорівнює швидкості світла у вакуумі, т. е. приблизно 300 000 км / с. При переміщенні заряду А електричне поле навколо заряду В зміниться через час t. Значить, між зарядами у вакуумі відбувається якийсь процес, в результаті якого взаємодія між ними поширюється з кінцевою швидкістю. Правда, експеримент з перевірки рівності (14.6) при переміщенні зарядів важко здійснити через великого значення швидкості с. Але в цьому зараз, після винаходу радіо, немає потреби, електромагнітне поле виявляє себе як щось реально існуюче.

Сей ейчас ви можете прочитати в газетах, що радіохвилі від космічної станції, що наближається до Венери, доходять до Землі за час більш ніж 4 хв. Станція вже може згоріти в атмосфері планети, а послані нею радіохвилі ще довго будуть блукати в просторі.

Що таке електричне поле? Ми знаємо, що електричне поле існує реально: його властивості можна досліджувати дослідним шляхом. Але ми не можемо сказати, з чого це поле складається. Тут ми доходимо до межі того, що відомо науці.

Будинок складається з цеглин, плит та інших матеріалів, які, у свою чергу, складаються з молекул, молекули – з атомів, атоми – з елементарних часток. Більше ж простих утворень, ніж елементарні частинки, ми не знаємо. Так само йде справа і з електричним полем: нічого простішого, ніж поле, ми не знаємо.

Електричне поле – це особливий стан матерії, яке не можна виявити нашими органами чуття. Його можна виявити, лише поміщаючи в нього електричні заряди.

При вивченні електричного поля ми стикаємося з особливим видом матерії, рух якої не підкоряється законам механіки Ньютона. З відкриттям електричного поля вперше за всю історію науки з’явилася глибока ідея:

Важливо
існують різні види матерії і кожному з них притаманні свої властивості.

Головна властивість електричного поля – дія його на електричні заряди з деякою силою.

По дії на заряд встановлюють факт існування поля, розподіл його в просторі, вивчають всі його характеристики.

Запам’ятай
Електричне поле, створене нерухомими зарядами, називають електростатичним.

Воно не змінюється з часом. Електростатичне поле створюється тільки електричними зарядами. Воно існує в просторі, що оточує ці заряди, і нерозривно з ними пов’язано.

Запам’ятай
Якщо поле змінюється з часом, то таке поле називають змінним.

Багато властивостей статичних і змінних полів збігаються. Однак є між ними й істотні відмінності. Говорячи про властивості поля, ми будемо називати це поле просто електричним, якщо дана властивість в рівній мірі притаманне як статичним, так і змінним полях.

Ми з вами вже зустрічалися з полем сили тяжіння і полем сил тяжіння. На тіло, що знаходиться в полі сили тяжіння і що володіє масою, поблизу поверхні землі діє сила тяжіння аналогічно тому, як на заряд, що знаходиться в електростатичному полі, діє сила Кулона. На супутник, який звертається на орбіті навколо Землі, діє сила тяжіння, тобто. Е. Можна сказати, що він знаходиться в полі тяжіння.

Ключові слова для пошуку інформації по темі параграфа.
Поле. Електричне поле

Питання до параграфу

1. У чому полягає відмінність теорії близкодействия від теорії дії на відстані?

2. Які основні властивості електростатичного поля?

3. Яку теорію підтверджує існування електричного поля?

Посилання на основну публікацію