Концепции современного естествознания


Лекция 5. Электромагнитная картина мира



страница6/64
Дата30.07.2018
Размер2.74 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   64
Лекция 5. Электромагнитная картина мира
В ХIХ веке физики разработали новый подход к ньютоновской теории тяготения. Они перенесли внимание с тел, обусловливающих гравитационное взаимодействие, на пространство между взаимодействующими телами. Это произошло тогда, когда физики занялись изучением электромагнетизма. Начало этому изучению положили Майкл Фарадей (1791 – 1867) и Джеймс Клерк Максвелл (1831 – 1879). Они искали суть физических явлений во взаимодействии тел с окружающей их средой.

Теория тяготения Ньютона представляла собой теорию частиц и их взаимодействий. При новом подходе и частицы, и создаваемые ими гравитационные поля играли одинаково важную и взаимодополняющую роль. Частицы служат источником гравитационных полей, которые в свою очередь воздействуют на частицы. Частицы не взаимодействуют друг с другом непосредственно на расстоянии, но каждая частица испытывает ускорение в результате действия на нее гравитационного поля в той точке, где она находится. Теория поля отвергает непосредственное действие на расстоянии, т. е. принцип дальнодействия Ньютона, и пустоту заменяет материальной средой.

Таким образом, на место принципа дальнодействия Ньютона был поставлен принцип близкодействия, согласно которому, физическое действие может передаваться только от точки к точке и только с ограниченной скоростью. Пределом скорости распространения физического действия выступает скорость света в вакууме (с).

Ранее ученые считали, что электричество и магнетизм не связаны между собой. Но однажды датский физик Х.К.Эрстед (1777-1851), показывая опыт с электрическим током, заметил, что каждый раз, когда по проволочному контуру проходил электрический ток, стрелка лежащего рядом компаса вздрагивала. Эрстед обнаружил, что электрический ток создает магнитное поле. Изменяющееся (переменное) электрическое поле создавало магнитное поле.

Фарадей показал, что при прохождении магнита через виток провода, в нем возникает электрический ток. Это означало, что изменение магнитного поля (переменное магнитное поле) создает электрическое поле. Была доказана единая природа электрического и магнитного полей.

Фарадей ввел в науку понятие электромагнитного поля как особой среды физических взаимодействия.

Математическую обработку теории электромагнетизма создал Максвелл. Он начал с рассмотрения четырех основных фактов об электричестве и магнетизме:

1. Электрические заряды отталкиваются или притягиваются с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

2. Движущийся электрический заряд или ток создает магнитное поле.

3. Движущийся магнит создает ток, т. е. электрическое поле.

4. Электрический ток в одной цепи может порождать (индуцировать) ток в соседней цепи.

Создавая теорию электромагнетизма, Максвелл использовал аналогию между «силовыми линиями» поля и «потоком» в гидродинамике. Так, скорость течения «электрической жидкости» соответствовала силе тока, а разница давлений жидкостей – разности электрических потенциалов.



Четыре уравнения Максвелла, использующие векторный анализ, дают математическое описание электромагнитного поля.

Самым неожиданным для Максвелла оказалось то, что электромагнитное поле может существовать самостоятельно: оно отрывается от колеблющегося заряда и распространяется в пространстве. Электрическое и магнитное поле в ходе своего изменения взаимно возбуждают друг друга, в результате чего возникают электромагнитные волны, которые распространяются со скоростью света в вакууме.Максвелл теоретически предсказал существование электромагнитных волн, определив, что они распространяются со скоростью света. Он открыл, что свет – это электромагнитная волна.

Через 10 лет после смерти Максвелла, в 1889 году, немецкий физик Генрих Герц (1857 – 1894) обнаружил электромагнитные волны неоптического диапазона – радиоволны. Сегодня физикам известен целый спектр электромагнитных волн: радиоволны, свет (оптический диапазон), рентгеновское излучение, гамма-излучение и др.

Законы Ньютона, и особенно его теория тяготения, а также последовавшая за ней теория электромагнетизма заложили фундамент для дальнейшего развития научного представления об устройстве мира.



Каталог: doci -> kafedri -> phil
phil -> Примерная тематика докладов аспирантов по философии науки в 2015-2016 уч г. Общие проблемы философии науки «Венский кружок»
phil -> Примерная тематика рефератов аспирантов по истории науки в 2015-2016 уч г
phil -> Вопросы к экзамену по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Кандидатский экзамен по истории и философии науки
phil -> Чернов С. А. Начала философии. Ч. 2 – Учеб пособие – спбгут спб, 2005
phil -> Ш37 Рецензент
phil -> Вопросы к зачёту по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Русская философия о роли личности в истории государства


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   64


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница