Cтраница 2
Эта система основных положений, или постулатов, играет в электродинамике такую же роль, какую в классической механике играют аксиомы Ньютона. В частности, справедливость этих основных постулатов макроскопической электродинамики ( как и справедливость аксиом Ньютона) может быть наиболее убедительным образом обоснована не индуктивным методом ( на который только и можно опираться при отыскании основных закономерностей, но который, однако, не может дать совершенно строгого доказательства их справедливости), а согласием с опытом всей совокупности следствий, вытекающих из теории и охватывающих все закономерности макроскопического электромагнитного поля. В главе VII мы рассмотрим некоторые из этих следствий, относящихся, в частности, к электромагнитным волнам. Наконец, в главе VIII мы рассмотрим электромагнитные явления в движущихся средах, ограничившись случаем, когда скорость этих сред мала по сравнению со скоростью света. [16]
Из уравнения ( 2.60 а) видно, что поляризация ведет себя подобно гармоническому осциллятору, возбуждаемому электрическим полем, и коэффициент связи пропорционален разности населенностей. Уравнение (2.606) для разности населенностей является уравнением баланса мощности и связывает изменения энергии, запасенной в единице объема среды, с возбуждением вида PS-E. Уравнения ( 2.60 в) и ( 2.60 г) описывают поведение макроскопического электромагнитного поля, причем влияние среды на поле определяется членом вида Ps. Эта система связанных уравнений взята в качестве основы в гл. [17]
Объекты второго рода представлены прежде всего квантами электромагнитного поля - фотонами - и, возможно, гравитонами, нейтрино. Эти частицы существуют, лишь двигаясь со скоростью с. Формула (4.16) выполняется для энергии и импульса макроскопического электромагнитного поля, распределенных в некоторой области пространства. [18]
Иное дело, что практически квазирелятивистское уравнение находит себе сравнительно узкое применение. Так, в пределах Солнечной системы для описания движения в гравитационном поле достаточно в большинстве случаев классической механики. То же относится и к другим перечисленным выше силам, так как релятивистские уравнения динамики здесь вполне заменяются классическими. В основном этим уравнениям подчиняется движение заряженных материальных точек, моделирующих малые тела, элементарные частицы в макроскопическом электромагнитном поле. [19]
В § 14 указывалось, что знак мнимой части диэлектрической проницаемости б2 ( со) дает ответ на вопрос: будет среда поглощать или усиливать проходящую через нее электромагнитную волну с частотой со. За счет внешнего воздействия можно приготовить и поддерживать среду в таком состоянии, что для определенной частоты со мнимая часть диэлектрической проницаемости будет отрицательна и, следовательно, среда будет усиливать проходящую электромагнитную волну с такой частотой. Она может не только усиливать проходящую через нее электромагнитную волну, но и служить источником ( генератором) когерентного электромагнитного излучения в отсутствие внешней электромагнитной волны. Физическим явлением, лежащим в основе такого процесса усиления, является вынужденное ( индуцированное) излучение, открытое А. Эйнштейном в 1916 г. Оно заключается в том, что квант электромагнитного излучения, частота которого совпадает с частотой некоторого атомного перехода ( резонансный квант), вынуждает возбужденный атом излучить квант с точно такими же, как и у него, характеристиками. Так как макроскопическое электромагнитное поле содержит большое число квантов, то для его формирования необходимо, чтобы появившиеся кванты не покидали среду, способствуя излучению атомами таких же квантов. Это достигается путем помещения среды в резонатор, представляющий собой в простейшем случае два зеркала, коэффициент отражения которых для излучения рассматриваемой частоты близок к единице. [20]