Закон - электромагнетизм
Cтраница 3
Ток к обмотке рамки подводится, как это показано на рис. 15, через спиральные пружины и внутренние пружинодержатели, к которым припаяны концы обмотки. Спиральные пружины одновременно служат для создания противодействующего момента. При протекании по обмотке тока на нее, как известно из физики и электротехники, согласно законам электромагнетизма действует механическая сила. Направление этой силы можно определить по правилу левой руки, а величина ее зависит от магнитной индукции в зазоре, длины рамки, количества витков обмотки и силы тока, протекающего по ней. [31]
Существование электромагнитных волн теоретически было предсказано Максвеллом в 1864 году в работе Динамическая теория электромагнитного поля. В шестой части работы Максвелл показывает, что при отсутствии зарядов система построенных им уравнений имеет решение в виде плоской волны, распространяющейся в вакууме со скоростью с. Сравнивая значение электродинамической постоянной со скоростью света, Максвелл приходит к выводу, что совпадение результатов, по-видимому, показывает, что свет и магнетизм являются проявлением свойств одной и той же субстанции и что свет является электромагнитным возмущением, распространяющимся через поле в соответствии с законами электромагнетизма. Таким образом была создана теория электромагнитных волн и электромагнитная теория света, значение которых в современной физике трудно переоценить. Представления Максвелла первоначально не встретили поддержки. Кон читал курс теоретической оптики на основе классической теории Юнга - Френеля, а Томсон ( Кельвин) до конца своей жизни не принимал теории Максвелла. [32]
В двух последних главах мы прошли длинный путь, начинавшийся с закона Кулона. Мы начинаем понимать, что существование магнитного поля и его необычайно симметричная связь с электрическим полем являются необходимым следствием этих общих принципов. Мы снова напоминаем читателям, что хронологический порядок открытия законов электромагнетизма вовсе не совпадает с нашим изложением. Одна сторона связи между электрическими и магнитными полями, которая подразумевается в уравнениях ( 58), была открыта Майклом Фарадеем в его опытах с переменными электрическими токами. Это было за семьдесят пять лет до того, как кому-либо пришло в голову написать уравнения, подобные заключенным в рамке. [34]
Новые преобразования, конечно, объясняют и нулевой результат опыта Майкельсона - Морли - Миллера, ибо они специально для этого предназначены. Они объясняют и аберрацию, предсказывая одну и ту же аберрацию независимо от того, что движется - звезды или мы. Но они ведут к видоизменению механики Ньютона. Другими словами, из двух бед нам предстоит выбрать наименьшую: старые преобразования нарушают вид законов электромагнетизма, а новые - законов механики. Но старые законы электромагнетизма дают хорошее и простое описание природы в любых экспериментах как при высоких, так и при низких скоростях, а законы механики в своей классической форме все же нарушаются при высоких скоростях. Поэтому мы выбираем новые преобразования, модифицируем с их помощью законы механики и очень довольны, обнаружив, что модифицированные законы прекрасно описывают более точные эксперименты. [35]
Каждое открытие нового фундаментального закона природы обязательно приводило к технической революции. Открытие законов электромагнетизма в короткий срок буквально преобразило наш мир. [36]
Ряд известных свойств света заставлял предполагать, что эта среда, называемая эфиром, заполняет все пространство, имеет пренебрежимо малую плотность и пренебрежимо слабо взаимодействует с веществом. Она служит только носителем распространяющихся в ней электромагнитных волн. Давно было известно, что законы механики одинаковы в различных системах координат, движущихся равномерно одна относительно другой, или, иными словами, законы механики инвариантны относительно преобразований Галилея. Существование эфира подразумевает неинвариантность законов электромагнетизма относительно гали-леевского преобразования координат, так как имеется преимущественная система координат, в которой эфир покоится и в которой скорость света в свободном пространстве равна с. В других системах координат скорость света получается при этом не равной с. Чтобы избавить электромагнетизм от этого недостатка - невыполнения принципа относительности Галилея, имеется несколько путей. [37]
Выбор источников света для этой области беден. В частности, это обусловлено очень низкой выходной мощностью ( при доступных температурах) непрерывных источников света со спектральным распределением, напоминающим распределение излучения черного тела. Существуют газоразрядные источники низкого давления, но они дают отдельные, обычно атомные, спектральные линии. Исключением является синхротронное излучение. Электроны ускоряются по круговым орбитам до скорости, приближающейся к скорости света. По законам электромагнетизма при этом должно испускаться излучение. Синхротронное излучение представляет собой бесструктурный континуум, простирающийся от рентгеновской области до инфракрасной. Пучок излучения хорошо коллимиро-ван; он может пропускаться через монохроматор для получения излучения большой интенсивности в узкой спектральной полосе. Излучение генерируется также в виде импульсов с длительностью до 100 пс, что позволяет проводить эксперименты с временным разрешением. [38]
Следовательно, скорость света, определенная экспериментально, достаточно хорошо совпадает с величиной v, выведенной из единственного ряда экспериментов, которыми мы до сих пор располагаем. Значение v было определено путем измерения электродвижущей силы, при помощи которой заряжается конденсатор известной емкости, разряжая конденсатор через гальванометр, чтобы измерить количество электричества в нем в электромагнитных единицах. Значение V, найденное Фуко, было получено путем определения угла, на который поворачивается вращающееся зеркало, пока отраженный им свет прошел туда и обратно вдоль измеренного пути. Совпадение результатов, повидимому, показывает, что свет и магнетизм являются проявлениями свойств одной и той же субстанции и что свет является электромагнитным возмущением, распространяющимся через поле в соответствии с законами электромагнетизма. [39]
Страницы: 1 2 3