3.5.2 Развитие учения об электричестве и магнетизме в XVII - IX в.

Систематическое изучение магнитных и электрических явлений начинается в XVII в.

В 1600 г вышла в свет книга английского ученого, врача королевы Елизаветы У. Гильберта «О магните, магнитных телах и великом магните Земли». В книге изложены свойства магнитных явлений: магнитные свойства присущи только магнитной руде, железу и стали; магнит всегда имеет два полюса и одноимённые полюса отталкиваются, а разнополюсные — притягиваются; описывается явление магнитной индукции. Гильберт высказал также гипотезу о земном магнетизме: Земля представляет собой большой шарообразный магнит, полюса которого расположены возле географических полюсов.

В 1729 г. англичанин С. Грей открыл явление электрической проводимости. Он обнаружил, что электричество способно передаваться некоторыми телами, и все тела разделил на проводники и непроводники.

Француз Ш.Ф. Дюфе открыл существование отрицательного и положи­тельного электричества и обнаружил, что «однородные электричества отталкиваются, а разнородные притягиваются».

В1745 г. была изобретена лейденская банка (физики смогли получать значительные электрические заряды и экспериментировать с ними).

Во второй половине XVIII в. изобретение А. Вольтом источника постоянного тока («Вольтов столб»).

Т.о. с одной стороны, были установлены многочисленные законы различных электрических и магнитных яв­лений, но они не имели целостного тео­ретического обоснования. С другой стороны, построенная Фарадеем полевая концепция электрических и магнитных явлений не была математически оформлена.

Дж. К. Maксвелл создал теорию электромагнитного поля, которая была изложена в работе «Динамическая теория электромагнитного поля», опубликованной в 1864 г.

Эта теория существенно изменила представления о картине электрических и магнитных явлений, объединив их в единое целое. Основные положения и выводы этой теории следующие.

• Электромагнитное поле реально и существует независимо от того, имеются или нет проводники и магнитные полюса, обнаруживающие его.

• Изменение электрического поля ведет к появлению магнитного поля и наоборот.

• Векторы напряженности электрического и магнитного полей перпендикулярны.

• Скорость передачи электромагнитных колебаний равна скорости света (с).

Экспериментальное подтверждение теории Максвелла в 1887 г. в опытах Г. Герца произвело большое впечатление на физиков. И с этого времени теория Максвелла получает признание подавляющего большинства ученых.

3.5.3 Теории света

В 1672 г. Ньютон изложил свою новую корпускулярную концепцию света. В соответствии с этой концепцией свет представляет собой поток «световыx частиц», наделенных изначальными неизменными свойствами и взаимодействующих с телами на расстоянии. Корпускулярная теория хорошо объясняла аберрацию и дисперсию света, но плохо объясняла интерференцию, дифракцию и поляризацию света.

Вместе с тем Гюйгенсом в 1690 г. была высказана волновая теория света, в соответствии с которой свет — это волновое движение в эфире.

В начале XIX в. в поле зрения физиков попадают вопросы интерференции, дифракции и поляризации света, которые неудовлетворительно объяснялись корпускулярной теорией. Это приводит к возрождению, казалось, забытых идей вол­новой оптики.

Первым в защиту волновой теории света выступил в 1799 г. врач Т. Юнг. Он поставил опыт, демонстрирующий явление интерференции света от двух источников.

В 1818 г. Френель представил работу о дифракции света на конкурс, объявленный Французской академией наук.

Заключительным аккордом в борьбе корпускулярной и волне теорий света явились результаты измерения скорости света в воде. Согласно корпускулярной теории, скорость света в оптически более плотной среде должна быть больше, чем в оптически менее плотной, а по волновой теории — наоборот. В 1850 г. французский физик Ж.Б. Фуко показал, что скорость света в воде меньше, чем в воздухе, и тем самым окончательно подтвердил волновую теорию света.