10.Максвелдің электрмагниттік өріс теориясы:теңдеулер жүйесі,олардың физикалық мағыналары жіне одан шығатын қорытынды.

Электромагнетизм саласында Фарадей ашқан жаңалықтарды көрнекті ағьшшын физигі жөне математигі Максвелл дамытып жетілдірді. Оның электромагнетизм теориясында электр мен магнетизмнің органикалық байланысы анықталды. Ертеректе Фарадей айтқан идеяларды негізге ала отырып, Максвелл электромагниттік өріс ұғымын енгізді. Өзіне дейінгі экспериментальдық жолмен (Кулонның, Ампердің, Био Савараның) ашылған электромагниттік құбылыс заңдары мен Фарадейдің ашқан электромагнетизм индукциясы құбылысын біріктіріп тұжырымдап, Максвелл таза математикалық әдіспен электромагниттік өрісті өрнектейтін дифференциальды тендеулер жүйесін тапты. Бұл теңдеулер жүйесі электромагниттік құбылысты өз шамасында барынша толық өрнектейді және ньютондық механика жүйесі сияқты толық та жетілген жаңа теорияны сипаттайды. Осы тендеулерден электрлік зарядтарға "байланбаған" өрістің жеке өмір сүру мүмкіншілігі болуы керек деген маңызды түйіндеме шығады.

Максвелл теориясы бойынша әрбір зарядталған кішкентай белшек өріспен - көрінбейтін жиекпен қоршалған, ол жақын маңайда орналасқан басқа зарядталған бөлшектерге әсер етеді, басқаша айтқ-анда, зарядталған бір бөлшектің өрісі зарядталған басқа бөлшектерге біршама күшпен әсер етеді. Әсер ету табиғатына мұндай көзқарастар тартуды кеңістікпен бөлінген массалар арасындағы тікелей өзара әсер етудің күші деп есептейтін Ньютондық тұжырымдамадан айрықша ерекшеленді. Максвелдің теориясында кеңістіктің берілген нүктесіне орналастырылған бөлшектің қозғалысы күштік сипатпен -осы нүктедегі өрістің кернеу күшімен анықталады.

Максвелдің электромагниттік өріс теориясы физика мен жаратылыстануда жаңа кезеңнің басталуын жария етті деуге болады. Физиканың дамуының дәл осы кезеңінде электромагниттік өріс өмір шындығына, өзара әсердің материалдық сақтаушысына айналды. Әлем бірте-бірте электрлі зарядталған бөлшектерден құрылған, электромагниттік өріс арқылы өзара әсерлесетін электродинамикалық жүйе болып ұғыныла бастады.

Өз тендеулерін талдай келе, Максвелл электромагниттік толқындар деп аталатындардың болу керектігі туралы қорытындыға келеді және олардың таралу жылдамдығы жарықтың жылдамдығымен бірдей екенін есептеп шығарды. Осыдан келіп жаңа қорытынды шығады: жарық дегеніміз электромагниттік толқындардың бір түрі. Максвелл теориясында болжанған электромагнитік толқындарды шынында да 1888 жылы Генрих Герц (1857-1894) ашты. Ол ұзақтығы өте үлкен электромагниттік толқындарды - радиотолқындарды - жіберуді және қабылдауды жүзеге асыра білді. Қазіргі кезде біз ұзындығы өте кішкентай, 1/1000 000 000 000 метрден де аз мәннен бастап көптеген километрлерге дейін

жететін электромагниттік толқындардың толық жиынтығымен істес болудамыз. Олардың барлығы жиналып электромагниттік спектрді құрайды. Бұлар - гамма, рентген сәулелері, ультракүлгін сәулеленулер, көрінетін жарық, инфрақызыл микротолқынды және радиосәулелену. Сөулеленудің барлық осы түрлері вакуумде жарықтың жылдамдығымен тарайды және бәрінің де табиғаты бір.

Кез келген толқынды ол тарайтын ортасыз көзге елестету қиын. Дыбыстық толқындар әр түрлі материалдық орталарда тарайды: ауада, суда, қатты денеде. Үстіңгі толқындар су бетімен жылжиды. Ал электромагаиттік толқындар қандай ортада тарайды?

Максвелл кеңістікті толтырьш тұрған эфирдің бар екендігі туралы ескі идеяны қайта жандандырды, ол электромагниттік толқындарды таратушы қызметін атқаруы керек. Қозғалыссыз эфирмен байланысты есептеу жүйесі тыныштық қалпының абсолюттік өлшемі ретінде қарастырылып, абсолюттік кеңістікпен тендестірілді. Көп кешікпей тәжірибе арқылы Жердің эфирдегі жыддамдығын анықтауға талпыныстар жасалды, бірақ оның барлығы теріс нәтижеге әкеліп тірелді. Эфирді байқау мүмкін болмады. Осы түрғыда американдық физик Майкельсонның (18521931) тәжірибелері көбірек белгілі. Ол жарық жылдамдығына Жер қозғалысының еш әсері болмайтынын анықтады. Осы кезде тағы да бір мәселе туындады. Уақыт пен кеңістіктегі микробөлшектердің қозғалыс заңдылықтары макрообъектілердің механикалық қозғалыс заңдылықтарынан мүлдем басқаша екендігі анықталды, "Ұзындық" та, уақиғалар арасындағы "уақыт шамасы" да, басқаша айтсақ, кеңістік пен уақыттың да салыстырмалы болатыны анықталды. Сонымен XIX ғасырдың аяғында физикада материяның бір-бірінен жеке өзіндік айырмашылығы бар екі түрі болады деген шешім болды: дискретті зат және үзілмейтін өріс. Алайда, XX ғасырдың басыңда физикада микроәлемді зерттеудегі революциялық жаңалықтар зат пен өрістің арасында еш алыстықтың жоқ екенін және физикалық түпкіліктің баршаға ортақ екенін көрсетті.