На главную
Физика - одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги сталкиваются с большими трудностями, когда им надо рассказать о современной науке. Данный ресурс поможет эффективно и интересно изучать физику. Учите физику!
   

Обучение и материалы
Физический справочник
Формулы по физике
Шпаргалки по физике
Энциклопедия
Репетиторы по физике
Работа для физиков
Быстрый устный счет
Виртуальные лабораторные
Опыты по физике
ЕГЭ онлайн
Онлайн тестирование
Ученые физики
Необъяснимые явления
Ваша реклама на сайте
Разное
Контакты
Спецкурс
Фейнмановские лекции

В мире больших скоростей

Введение в теорию относительности

Лекции по биофизике
Лекции по ядерной физике
Ускорение времени...
Лазеры
Нанотехнологии
Книги
полезное
Смешные анекдоты о физике
Готовые шпоры по физике
Физика в жизни
Ученые и деньги
Нобелевские лауреаты
Фото
Видео
Карта сайта
На заметку
Если вам понравился сайт, предлагаем разместить нашу кнопку
Кнопка сайта All-fizika.com
Компьютерные программы
по физике
Программы по физике


Физика и юмор
Физика и юмор


Онлайн тестирование
по физике
Онлайн тестирование по физике



-









14. Электромагнитное поле

До сих пор мы рассматривали в теории относительности только вопросы распространения света и проблемы, непосредственно связанные со свойствами пространства и времени. Займемся теперь другими вопросами, которые направляют исследователя к поискам практического применения теории относительности.  Рассмотрим вопрос об электромагнитном поле.
 
Поместим на самолете электрический заряд. Какое поле будет окружать этот заряд, когда самолет проносится над аэродромом? Ответить на этот вопрос сразу сложнее, чем может показаться на первый взгляд, так как ответ зависит от того, кого спросить: летчика или наблюдателя на аэродроме. Летчик скажет: «Электрический заряд в самолете неподвижен. А так как неподвижный заряд окружен всегда только электрическим полем, то вокруг заряда, находящегося в самолете, будет лишь электростатическое поле и ничего больше». Наблюдатель на аэродроме даст совсем иной ответ. Он прежде всего напомнит нам, что вокруг движущегося заряда всегда имеется как электрическое, так и магнитное поля. Покоящийся в самолете заряд движется по отношению к аэродрому. Значит, измерения, проведенные на аэродроме, должны показать, что заряд окружен и электрическим, и магнитным полями.
 
Различные ответы получим и в том случае, если на самолете поместим магнит. Летчик скажет, что магнит окружен только магнитным полем, как это и должно быть для неподвижного магнита. Наблюдатель на аэродроме будет утверждать, что магнит движется, а движущийся магнит, как известно, всегда окружен как магнитным, так и электрическим полями.
 
Разница в оценке полей, окружающих электрический заряд или магнит, на самом деле неудивительна. Действительно, выражения «покоящийся заряд» и «движущийся заряд» не имеют абсолютного значения; эти выражения приобретают конкретный смысл только тогда, когда предварительно фиксируем систему отсчета, в которой рассматриваем заряд. Заряд может находиться в покое только в одной системе отсчета, во всех других он будет двигаться.
 
  Движение — это общее явление, покой же — только частный случай движения. Следовательно, в общем случае заряд всегда окружен электромагнитным полем. Только для частного случая системы отсчета, в которой заряд неподвижен, его электромагнитное поле проявляется в виде электростатического поля (стало быть, электростатическое поле является не чем иным, как частным видом электромагнитного поля). Точно так же обстоит дело и с полем магнита. Во всех системах отсчета магнит окружен электромагнитным полем, и только в одной системе, а именно: в той, где магнит покоится, электромагнитное поле становится чисто магнитным. (Магнитное поле тоже представляет частный случай электромагнитного поля.)
В природе существует единое электромагнитное поле, разделение которого на электрическое и магнитное поля возможно только в определенной системе отсчета. Для всех систем одновременно этого сделать нельзя, т. е. невозможно электромагнитное поле так разделить на электрическое и магнитное поля, чтобы при переходе из одной системы отсчета в другую эти составляющие поля не изменились бы. При таком переходе к электрическому полю непременно добавится магнитное, а к магнитному — электрическое. В этом смысле взаимосвязь между электрическим и магнитным полями аналогична взаимосвязи пространства и времени. В природе существует единое пространство-время. В определенной системе отсчета мы можем пространство и время разделить, но это разделение не останется действительным для другой системы отсчета: при переходе в новую систему отсчета пространство и время сливаются в единое целое. Тот, кто согласен с существованием в природе единого четырехмерного пространства-времени, тот должен признать и существование единого электромагнитного поля; и, наоборот, кто признает существование в природе единого электромагнитного поля, тот не может оспаривать существование четырехмерного пространства-времени.
 
В приведенном выше примере с электрическим зарядом, помещенным на самолете, электромагнитное поле было тесно связано с порождающим его источником. В случае магнитного стержня положение сложнее. У магнитного стержня всегда два полюса — северный и южный. Поэтому влияние магнитного стержня можно обнаружить только вблизи стержня, например в тех точках, которые к одному из полюсов значительно ближе, чем к другому. Тогда полюс, находящийся дальше, не может уничтожить влияние близлежащего полюса. Если же измерения производить достаточно далеко от магнитного стержня, то влияние обоих полюсов будет практически одинаковым по величине и противоположным по направлению. Тем самым обнаружить какое-нибудь магнитное поле или порожденное магнитными полюсами электромагнитное поле невозможно. Покоящийся или движущийся равномерно и прямолинейно магнитный стержень не является действительным источником электромагнитного поля. Настоящим источником электромагнитного поля может быть только электрический заряд.
 
В природе встречаются и свободные электромагнитные поля, которые движутся в пространстве со скоростью света. Электромагнитное поле отделяется от заряда в том случае, когда заряд движется неравномерно или криволинейно. Свет, излучаемый атомами и молекулами, есть не что иное, как электромагнитная волна. Интересно отметить, что в то время, как конкретный вид поля зависит от используемой для его описания системы отсчета, скорость распространения поля от системы отсчета не зависит. Во всех инерциальных системах она равно с.



ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:


Социальные комментарии Cackle


 
 
© All-Физика, 2009-2016
При использовании материалов сайта ссылка на www.all-fizika.com обязательна.