11. Представления о веществе и поле как видах материи в рамках классической физики. Суть принципа дальнодействия и принципа близкодействия. Теория электромагнитного поля Максвелла.

Классическая наука ассоциируется с Ньютоном. Ньютон, опираясь на труды Галлелея (он открыл закон инерции) создал механистическую картину мира, на основе разработанной им самим механники. Для классической механики характерна обратимость времени. Пространство выглядит простым вместилищем движущихся тел, которые не оказывают на него никакого влияния. Гравитационные силы действуют без какой-либо промежуточной среды. Одним из не укладывающихся в рамках механистической картины мира элементом было открытие явления магнетизма Майклом Фарадеем. На основе его опытов Максвел создал электромагнитную теорию. В ней было сказано о том, что в мире существует не только вещество в виде тел, но и разнообразные физические поля Сразу же после открытия Ньютоном закона всемирного тяготения возникали вопросы: Почему физические тела, обладающие массой, действуют друг на друга на расстоянии и почему заряженные тела взаимодействуют даже через электрически нейтральную среду. В рамках классической механики на эти вопросы ответов небыло. Долгое время считалось, что взаимодействие между телами может осуществиться непосредственно через пустое пространство, которое не принимает участия в передаче взаимодействия, она происходит мгновенно. Это предположение положено в основу концепции дальнодействия. Экспериментальные исследования э\м явлений показали несоответствие концепции дальнодействия физическому опыту, кроме того она находится в противоречии с постулатом специальной теории относительности: Скорость передачи взаимодействия тел ограничена и не должна превышать скорости света в вакууме (300 000 км\с)Именно эта специальная теория относительности легла в основу концепции близкодействия, которая распространяется не только, на э\м поля, но и на другие виды взаимодействий: Взаимодействие между телами осуществляется с помощью тех или иных полей, непрерывно распространяющихся в пространстве. Итак, к концу XIX в. физика пришла к выводу, что материя существует в двух видах: дискретного вещества и непрерывного поля. Вещество и поле различаются как корпускулярные и волновые сущности: вещество дискретно и состоит из атомов, а поле непрерывно. Вещество и поле различаются по своим физическим характеристикам: частицы вещества обладают массой покоя, а поле — нет. Вещество и поле различаются по степени проницаемости: вещество мало проницаемо, а поле — полностью проницаемое. Скорость распространения поля равна скорости света, а скорость движения частиц вещества меньше её на много порядков. Физическая реальность едина и нет пропасти между веществом и полем. Поле обладает свойствами вещества, а вещество — свойствами поля.

12. Вклад Фарадея и Максвелла в развитие современной физики.

Открытие Фарадея явления электромагнитной индукции (возникновение тока в проводнике вблизи движущего магнита) явилось крупнейшим вкладом в развитие представлений о природе электричества и способствовало развитию электоротехники. Изучая связь между электромагнитными и световыми явлениями Фарадей открыл вращение плоскости поляризации света в магнитном поле. Ему принадлежат открытие диамагнетизма, основных законов электролиза, создание основ электрохимии и др. важные исследования. Создание теории электромагнитного поля Максвеллом - Согласно его теории, каждая заряженная частица окружена полем- невидимым ореалом, оказывающим воздействие на другие заряженные частицы, находящиеся поблизости т. е. поле одной заряженной частицы действует на другие заряженные частицы с некоторой силой. Он пришел к выводу о том, что должны существовать так называемые электормагнитные волны, причем скорость их распространения должна быть равна скорости света. Отсюда был сделан совершенно новый вывод: свет есть разновидность электромагнитных волн. Фарадей явился основоположником учения об электрическом и магнитном полях. Согласно концепции, составляющей основу теории электромагнитного поля в настоящее время, наэлектризованное тело создает особое состояние окружающей среды, вследствие чего действие этого наэлектризованного тела передается па другие тела. Фарадей так же, как и Максвелл, признавал существование эфира. Таким образом, как только электрический проводник пересечет силовую линию магнитного поля, в нем тотчас же возникает электродвижущая сила, и, наоборот, движение силовых линий электрического поля порождает магнитное поле.Представления Фарадея об электрическом и магнитном полях отвергали принцип дальнодействия Ньютона, согласно которому действие тел друг на друга передается мгновенно через пустоту на сколь угодно большие расстояния. Фарадей твердо отстаивалпредставление о близкодействии, в соответствии с которым всякое взаимодействие распространяется не как мгновенное, а как постепенное, от точки к точке, хотя, может быть, с очень большой скоростью. Хотя Фарадей был крупнейшим, общепризнанным ученым своего времени, а вклад его в науку исключительно велик, его научное мировоззрение, теоретические концепции, в сущности, отвергались его современниками. Но все же главным из того многого, что было сделано Максвеллом в науке, является создание электродинамики, теории электромагнитного поля. Максвелл проявил большой интерес к еще недостаточно ясным для него силовым линиям Фарадея. Основной работой Максвелла, заключавшей в себе математическую теорию электромагнитного поля, был двухтомный «Трактат об электричестве и магнетизме», изданный в 1873 г. В нем Максвелл использовал введение им же ранее (в 1861 - 1862 гг.) понятие тока смещения - величины, пропорциональной скорости изменения переменного магнитного поля в вакууме или диэлектрике. Понятие тока смещения понадобилось Максвеллу потому, что по его теории, впоследствии подтвержденной опытом, магнитное поле создается не только движением электрических зарядов (т. е. током проводимости или просто током), но и любым изменением во времени электрического поля. По современным воззрениям, физическое поле представляет собой одно из фундаментальных понятий естествознания. Физическое поле есть не что иное, как особая форма существования материи. Электромагнитное поле, открытие которого принадлежит М. Фарадею и Д. Максвеллу (хотя оба они предполагали существование мирового эфира), по современным взглядам, обладает, как и отдельные частицы и механические системы, энергией, количеством движения (импульсом), моментом количества движения. Поле может обмениваться с частицами и макроскопическими телами энергией, количеством движения и моментом количества движения. В этом случае законы сохранения этих величин действуют для всей замкнутой системы, состоящей из поля, частиц и макроскопических тел.