41.Для экспериментатора

Фарадея было существенным

то, что переменный во времени

магнитный поток возбуждает в

проводящем контуре электрический

ток. С точки зрения теории

Максвелла суть явления

электромагнитной индукции

заключается в понимании физической

природы тех сторонних сил,

работа которых определяет ЭДС

индукции. Именно такой подход

позволил Дж. К. Максвеллу ввести

понятие вихревого электрического поля,

источником которого является

переменное во времени магнитное

поле.Исходя из симметрии

физических процессов в природе,

можно предположить, что переменное

во времени электрическое поле

порождает магнитное поле. К этому

же выводу пришел Дж. К. Максвелл,

применяя теорему о циркуляции вектора

напряженности магнитного поля для

анализа протекания квазистационарного

тока через конденсатор.

Самоиндукция — возникновение

ЭДС индукции в замкнутом проводящем

контуре при изменении тока,

протекающего по контуру.При

изменении тока в контуре

пропорционально меняется и

магнитный поток через поверхность,

ограниченную этим контуром. Изменение

этого магнитного потока, в силу закона

электромагнитной индукции, приводит

к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС.

Это явление и называется самоиндукцией.

(Понятие родственно понятию

взаимоиндукции, являясь как бы его

частным случаем).Направление ЭДС

самоиндукции всегда оказывается

таким, что при возрастании тока

в цепи ЭДС самоиндукции препятствует

этому возрастанию (направлена против тока),

а при убывании тока — убыванию (сонаправлена

с током). Этим свойством ЭДС самоиндукции

сходна с силой инерции.Величина ЭДС

самоиндукции пропорциональна скорости

изменения силы тока :

При определении вида

движения обычно исходят

либо из поведения той или

иной кинематической характеристики,

либо из причин, приводящих к данному

виду движения. Так, равномерное

и прямолинейное движение определяется

как движение с постоянной скоростью,

равноускоренное и равнозамедленное

движение – это движение с постоянным

ускорением. При определении вращательного

движения мы выбрали такую кинематическую

характеристику, как траектория, и

сказали, что вращение – это такое

движение, при котором траекторией является

окружность. А вот при определении

колебательного движения, разные авторы

поступают по-разному. Одни авторы исходят

из кинематических характеристик, а

другие – из причин, приводящих к

колебательному движению. В последнем

случае фигурируют такие динамические

категории, как масса, сила, энергия.

Поскольку мы сейчас изучаем кинематику,

а изучение динамических характеристик

нас ждет впереди, то и определение

колебательного движения будет дано,

исходя из кинематических понятий.

Причем говорить мы будем только о

механическом колебательном движении,

в соответствии с тематикой данной

книги. Как же авторы некоторых

учебников и пособий определяют

колебательное движение? Приведу

несколько примеров. «Колебательным

движением тела, или просто колебанием,

называется такое движение, которое

многократно повторяется через определенные

промежутки времени» (из пособия по

физике для поступающих в вузы,

преподавателей средней школы и

техникумов). «В природе и технике

часто приходится встречаться с

повторяющимися процессами – колебаниями»

(из книги для учащихся физико-математических

школ, студентов первых курсов вузов,

учителей физики). «В природе и

технике очень часто возникают процессы,

с большей или меньшей точностью

повторяющиеся во времени. Такие

процессы называются колебаниями»

(из учебного пособия для студентов

химико-технологических специальностей

высших учебных заведений).

Вот фрагмент определения

колебательного движения,

которое приводится в книге,

предназначенной для студентов

физических факультетов университетов:

при колебаниях «…одна и та же

траектория проходится

колеблющимся телом поочередно

в противоположных направлениях…».

Еще одна фраза из той же книги:

«Характерной особенностью всех

колебательных движений является

их периодичность, то есть

регулярная повторяемость через

определенные равные отрезки времени Т».

Давайте проанализируем эти определения

(определения, встречающиеся в других

книгах, существенно от приведенных не отличаются).

Обращает на себя внимание то, что,

по мнению авторов, отличительными

особенностями колебательного

движения являются:

1) это – многократно повторяющееся

движение (процесс);

2) повторяемость во времени

происходит либо «с большей или

меньшей точностью», либо эта

«повторяемость через определенные

равные отрезки времени Т»;

3) при колебаниях «…одна и та

же траектория проходится

колеблющимся телом поочередно

в противоположных направлениях…».

Механическими колебаниями называют

движения тел, которые точно (или

приблизительно) повторяются через

равные промежутки времени. Примерами

механических колебаний являются

колебания математического

или пружинного маятников.

Свободные (собственные) колебания

совершаются под действием внутренних

сил колебательной системы, а

вынужденные — под действием внешней

переменной силы. Колебательные

движения происходят по закону синуса

(косинуса), если: 1) сила,

действующая на тело в любой точке

траектории, направлена к положению

равновесия, а в самой точке

равновесия равна нулю; 2) сила

пропорциональна отклонению тела от

положения равновесия.