Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 3. Электромагнитные колебания и волны

§ 22. Электромагнитное поле

Электромагнитное поле и системы отсчёта

1. Электромагнитное поле и системы отсчёта. Изучая основы электродинамики, вы узнали, что в пространстве вокруг любого неподвижного заряда существует электрическое поле. Если же заряд движется, то помимо электрического вокруг него существует и магнитное поле. Так, покоящийся электрон порождает в окружающем его пространстве только электрическое поле, в то время как движущийся электрон порождает ещё и магнитное.

Изучив механику, вы узнали, что покой и движение тел относительны: в одно и то же время данное тело может покоиться относительно одних систем отсчёта и двигаться относительно других. Причём, согласно принципу относительности Галилея, все инерциальные системы отсчёта равноправны. По этой причине, рассматривая любой заряд, всегда можно указать как системы отсчёта, относительно которых данный заряд покоится, так и такие системы, относительно которых заряд движется.

Так, например, если один человек перевозит в автобусе некое тело, имеющее заряд q, то это тело покоится относительно системы отсчёта, связанной с автобусом, и в то же время движется относительно системы отсчёта, связанной с Землёй. И поэтому человек в автобусе сможет отметить существование только электрического поля вокруг заряда q, а поджидающий этот автобус на остановке человек будет справедливо считать, что заряд q создаёт как электрическое, так и магнитное поле.

Поэтому можно утверждать, что говорить о существовании только электрического или только магнитного поля в данной точке пространства не имеет смысла, если не указывается система отсчёта, относительно которой рассматриваются поля. Электрическое и магнитное поля — это проявления единого электромагнитного поля.

Гипотеза Максвелла

2. Источниками электрического поля могут служить не только электрические заряды: Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, при котором вихревое электрическое поле порождается переменным магнитным полем. Максвелл сделал предположение о возможности обратного явления: переменное электрическое поле должно порождать магнитное. Причём чем быстрее изменяется электрическое поле, тем больше значение магнитной индукции возникающего магнитного поля.

Согласно гипотезе Максвелла, линии магнитной индукции возникающего магнитного поля должны охватывать линии напряжённости создающего его электрического поля. Если напряжённость электрического поля увеличивается то направление вектора магнитной индукции определяется по отношению к направлению вектора напряжённости по правилу правого винта (рис. 81, а).

В случае, когда напряжённость уменьшается, магнитная индукция определяется по правилу левого винта (рис. 81,6).

Окончание >>>