Введение

Учение об электричестве включает три группы вопросов. К первой группе относятся основные понятия и общие принципы, управляющие электрическими и магнитными явлениями; ко второй – электрические и магнитные свойства вещества; к третьей – техническое и практическое применение электрических и магнитных явлений.

В курсе физики мы более подробно рассмотрим вопросы первой и второй группы, так как практическое применение электричества рассматривается спецпредметами.

Нужно иметь в виду, что основные понятия и принципы, установлены путем обобщения опытных фактов, и имеют ограниченную область применения.

Опыт показывает, что между заряженными телами и проводниками, по которым текут токи, действуют силы называемые электромагнитными силами.

Относительно этих сил выдвигались две теории: теория дальнодействия (без участия каких бы ни было промежуточных посредников) и теория близкодействия, которая исходит из представления, что любое взаимодействие передается с помощью материального носителя.

Основная идея теории дальнодействия была заимствована из закона всемирного тяготения. Закон всемирного тяготения, сформулированный Ньютоном, позволил определить силу всемирного тяготения, но не объяснил природу взаимодействия. По мнению ученых, силы тяготения, электрические и магнитные силы не нуждаются в объяснении, а являются неотъемлемым, врожденным свойством материи и задача заключается только в том, чтобы установить закон этого взаимодействия.

Благодаря трудам Лапласа, Ампера, Пуассона, Гаусса, Остроградского теория дальнодействия достигла высокой степени совершенства. Теория отличалась формальной простотой и ясностью исходных математических положений, математической строгостью и стройностью. Она совершенно не вводила гипотетических представлений о физической природе сил, а основывалась только на опытных прочно установленных фактах и их обобщениях.

Фарадей считал, что действие на расстоянии физически бессодержательно и действие одного тела на другое может осуществляться либо при непосредственном соприкосновении, либо передаваться через промежуточную среду. Эту среду Фарадей назвал полем. В своих рассуждениях Фарадей использовал в основном качественную сторону явлений.

Современники с трудом воспринимали идеи Фарадея и даже отвергали их.

Максвелл, в совершенстве владея математическим методом исследования, облек идеи Фарадея в математическую форму. Он не только обобщил известные опытные факты, но и предсказал новые. Ему удалось сформулировать систему уравнений, в которой в сжатой и точной форме содержатся все количественные законы электромагнитного поля.

Уравнения Максвелла являются результатом обобщения опытных фактов. Их доказательство надо искать в сопоставлении с опытом выводимых из них следствий.

Одним из таких доказательств может служить открытие Герцем существования электромагнитных волн, предсказанное теорией Максвелла. Свойства электромагнитных волн оказались именно таким, какие предсказывались теорией Максвелла.

В электродинамике уравнения Максвелла играют ту же роль, что и законы Ньютона в динамике.