5.Предпосылки создания электромагнитной теории.

В 17в., как видно из хронологии событий, интерес к электрическим и магнитным явлениям резко возрастает. Накопленные факты требуют объяснений. Это открытие двух видов электрических зарядов (1723) и характера их взаимодействия (1785); создание первого конденсатора (1745), открытие «животного электричества» (1791) и, как следствие, изобретение источника тока – «вольтова столба» (1799).

В первой половине 19в. интенсивно изучается электрический ток, устанавливаются его законы и действия. Начиная с опытов Эрстеда (1820), устанавливается связь между электрическими и магнитными явлениями и бурно развивается учение об электромагнетизме: открывается действие магнита на ток (Ампер, Фарадей), взаимодействие токов (Ампер), явление электромагнитной индукции (Фарадей). Так как электрические и магнитные явления оказываются взаимосвязанными, должен существовать единый закон электромагнитного взаимодействия.

Предпринимается ряд попыток построить такую теорию на основе идеи «дальнодействия», но все они терпят неудачу. Фарадей отказывается от ньютоновской концепции дальнодействия и вводит в физику совершенно новый объект – физическое поле. Эти представления Фарадея очень заинтересовали Максвелла.

Фарадей впервые ввёл понятия электрического поля и его силовых линий, построил теорию близкодействия, доказал единую природу всех видов электричества (животного, термического, магнитного, химического), окончательно доказал связь электричества и магнетизма.

Эти идеи использует Максвелл, развивает и оформляет их математически, создавая теорию электромагнитного поля, в основе которой лежит система уравнений, из которых выводятся все законы электромагнетизма и предсказываются новые идеи. Идеи Максвелла позволили сделать весьма важные заключения:

1) электромагнитное поле может распространяться в пространстве в виде электромагнитных волн;

2) свет есть не что иное, как электромагнитные волны в определённом диапазоне частот.

6.Научно-мировоззренческое значение электромагнитной теории Максвелла.

Сначала поле использовалось как прием облегчающий понимание явления с механистической точки зрения, в новом объяснении это поле между обоими зарядами, а не самих зарядов; описание поля и является существенным для понимания действия зарядов. Признание новых понятий постепенно росло, пока субстанция не была оттеснена на задний план полем, постепенно издавались новые понятия, которым не было места в механистическом описании. Постепенно и не без борьбы понятие поля завоевало руководящее место в физике и сохранилось как одно из основных физ. понятий. Теория поля не освободила науку от освобождения старой теории электрических жидкостей или что новая теория разрушает достижения старой. Новая теория выявляет как достоинства, так и ограниченность старой теории. Это справедливо ко всем изменениям в физических творениях. В теории Максвелла мы находим понятия электрического заряда, хотя заряд понимается только как источник электрического поля. Справедлив еще и закон Кулона (он содержится в уравнениях Максвелла, из которых его можно вывести в кач-ве одного из многих следствий). Признание теории Максвелла заняло значительное кол-во времени. Сперва поле рассматривали как нечто, что впоследствии можно будет истолковать с помощью эфира, но со временем стало ясно, что эту программу нельзя осуществить, что достижения теории поля стали слишком поразительными и важными, чтобы их можно было заменить механистическими догмами. Задача придумывания эфира (механистической модели) представлялась все менее интересной, единственным выходом становилось то, что возможно допустить, что пространство обладает физическим свойством передавать эм-волны. Слово эфир теперь можно употреблять в значении свойств физического пространства. Слово эфир изменяло свой смысл много раз в процессе развития науки. На сегодняшний день слово эфир уже не употребляется для обозначения среды, построенной из частиц.

1)Теория Максвелла вводит в физику фундаментальное понятие единого электромагнитного поля 2)Теория Максвелла исходит из признания конечности скорости распространения электромагнитных взаимодействий.( сигнал, испущенный источником, но не принятый приёмником, живет самостоятельной жизнью как реальное образование, обладающее энергией, которая по Максвеллу, сосредоточена в поле) 3)Теория Максвелла по-новому поставила вопрос о взаимосвязи электричества и магнетизма. Их единство проявляется том, что изменяющееся электрическое поле порождает магнитное, а изменяющееся магнитное порождает электрическое, т. е. электрические и магнитные поля есть частные проявления единого электромагнитного поля. 4)Теория Максвелла на основе понятия поля свела в единую систему все знания по электричеству и магнетизму(Все законы электрических и магнитных взаимодействий, все законы тока, выведенные раньше, получаются из уравнений Максвелла как следствия) 5)Из решения уравнений вытекает, что электромагнитное поле распространяется в пространстве в виде волн и скорость электромагнитных волн равна скорости света (тем самым устанавливается не только существование нового объекта, но и выдвигается идея об электромагнитной природе света, а значит, устанавливается единство оптики и электромагнетизма) 6)Теория Максвелла разрушила теорию дальнодействия 7)Магнитных атомов не существует