Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 26 нет стр 521-526
 
djvu / html
 

120
МАКСВЕЛЛА ТЕОРИЯ
лом (см.) в 60-х гг. 19 в. в результате развития учения об электрическом и магнитном полях. Математич. выражением М. т. является система уравнений Максвелла, современную форму к-рым придали позднее нем. физик Г. Герц и англ, физик О. Хевисайд.
Ко времени создания М. т. учение об электричестве и магнетизме достигло значительного развития. Были известны законы электростатики, постоянных и переменных токов, магнитного поля магнитов и электрич. токов, закон электромагнитной индукции. Однако в то время эти законы стремились связать воедино на основе ошибочного представления о мгновенном распространении (дальнодействии) электрических и магнитных сил на любые расстояния. Эта концепция дальнодействия, перенятая из ньютоновской теории тяготения, влекла за собой игнорирование роли промежуточной среды и формально-математический подход к вопросу о природе электромагнитных явлений (франц. физик А. Ампер и др.). Англ, учёный М. Фарадей (см.) выдвинул и отстаивал воззрение на электромагнитные действия как на проявление физич. процессов в промежуточных средах, заполняющих пространство между зарядами и токами. Поскольку электромагнитные взаимодействия передаются и в вакууме, напрашивался вывод о существовании особой всезаполняю-щей среды (эфира), к-рую рассматривали как арену электромагнитных процессов. Таким образом, материалистические взгляды Фарадея на природу этих процессов (изменений состояния эфира) вели к признанию близкодействия — передачи электромагнитных взаимодействий «от точки к точке» — через промежуточное пространство (эфир и вещественную среду). Руководствуясь этими представлениями, шедшими вразрез с укоренившейся концепцией мгновенного дальнодействия, Фарадей доказывал их справедливость рядом фундаментальных открытий в области электричества.
Максвелл поставил перед собой задачу оформить воззрения Фарадея в виде развёрнутой, последовательной и математически разработанной теории. Усилия Максвелла увенчались успехом после того, как он открыл т. н. ток смещения (см.). Физически гипотеза Максвелла заключалась в том, что магнитное поле создаётся не только движением зарядов (током), но и любым изменением во времени электрич. поля. Соответствующий закон, связывающий скорость изменения электрич. поля с напряжённостью магнитного поля, аналогичен фарадеевскому закону индукции, по к-рому всякое изменение напряжённости магнитного поля влечёт за собой появление вихревого электрич. поля.
Уравнения Максвелла связывают величины, характеризующие электромагнитное поле (напряжённости электрического и магнитного полей Е и Н и индукции этих полей D и В), с величинами, описывающими расположение и движение источников этого поля — плотности заряда р и тока J. В интегральной форме эти уравнения (в абсолютных единицах) имеют вид
(j)
S
DdS =
BdS
V <0.
Первое уравнение выражает закон индукции: интеграл по к.-л. замкнутому контуру L от касательной к контуру составляющей Е (т. н. циркуляция Е
по контуру L) равен (с множителем — — ) скорости
изменения потока магнитной индукции В через этот контур, т. е. через опирающуюся на него поверхность S. Второе уравнение аналогичным образом связывает циркуляцию Н с потоком вектора
Лолк. = J + It эГ (с множителем -^ ) . Первый член (J)
.. / t дП\
есть плотность тока проводимости, второй vfi g(v —
плотность открытого Максвеллом тока смещения. Без учёта тока смещения второе уравнение выражает закон Био и Савара для магнитного поля тока проводимости. При построении своей теории Максвелл широко пользовался наглядными моделями, касающимися структуры и динамики эфира. В одной из таких моделей вектор индукции D рассматривается как смещение частиц эфира из их положе-
. 1 е/>
нии равновесия, и тем самым величина т^вС служит
мерой скорости движения этих частиц; отсюда и возникло название «ток смещения». Упомянутые модельные представления имеют ныне только исто-рич. интерес, и основанием к тому, чтобы называть 1 до -j- -нт- током, может служить только то, что эта
величина связана с магнитным полем так же, как и плотность тока проводимости j. Третье уравнение выражает теорему Гаусса — Остроградского: поток D через любую замкнутую поверхность^ равен (с множителем 4я) суммарному свободному заряду, заключённому в объёме V, ограниченном поверхностью S.
Четвёртое уравнение выражает соленоидальность вектора В, поток к-рого через всякую замкнутую поверхность равен нулю. Закон сохранения электрич. заряда уже содержится в уравнениях Максвелла, из к-рых непосредственно вытекает выражающее этот закон уравнение непрерывности:
=
v s
т. е. приращение в единицу времени полного заряда в нек-ром объёме V равно силе тока, втекающего в этот объём через его замкнутую поверхность S.
В соответствии с концепцией близкодействия, носителем электромагнитной энергии является поле. Электрическая и магнитная энергия локализована во всём занимаемом этим материальным полем пространстве с определённой объёмной плотностью. В простейшем случае сред, у к-рых связь индукций с напряжённостями линейна и отсутствует дисперсия (см. ниже), плотность электромагнитной энергии есть
w = —(ED+BH).
Выражение для w позволяет на основе закона сохранения энергии раскрыть связь электромагнитного поля с разнообразными другими физич. явлениями — находить тепло, выделяемое при прохождении электрич. тока но проводникам (закон Джоуля — Ленца), определять силы, действующие в электромагнитном поле на заряды, токи, диэлектрики, магнетики и т. д. Основные положения М. т. — в части, касающейся электромагнитного поля в вакууме, — в настоящее время не могут быть сведены к к.-л. более общим законам. Их правильность проверяется совпадением всех их следствий с данными опыта. Важнейшим

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650


Большая Советская Энциклопедия Второе издание