Майкл Фарадей - основоположник электромагнитного поля
Сказка о том, как открыли Майкла Фарадея, который открыл электромагнитное поле
Майкл Фарадей — биография
Майкл Фарадей — английский физик , основоположник учения об электромагнитном поле , иностранный почетный член Петербургской АН Знак зодиака — Дева. Обнаружил химическое действие электрического тока, взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, магнетизмом и светом. Открыл электромагнитную индукцию — явление, которое легло в основу электротехники. Установил законы электролиза, названные его именем, открыл пара- и диамагнетизм, вращение плоскости поляризации света в магнитном поле эффект Фарадея. Доказал тождественность различных видов электричества. Фарадей ввел понятия электрического и магнитного поля, высказал идею существования электромагнитных волн. Учился у химика и физика, одного из основателей электрохимии Электрохимия — раздел физической химии, в котором изучаются свойства систем, содержащих подвижные ионы растворов, расплавов или твердых электролитов , а также явления, возникающие на границе двух фаз напр. Электрохимия разрабатывает научные основы электролиза, электросинтеза, гальванотехники, защиты металлов от коррозии, создания химических источников тока и др. Электрохимические процессы играют важную роль в жизнедеятельности организмов, например, в передаче нервных импульсов. Основоположник современной концепции поля в электродинамике , автор ряда фундаментальных открытий, в том числе закона электромагнитной индукции, законов электролиза, явления вращения плоскости поляризации света в магнитном поле, один из первых исследователей воздействия магнитного поля на среды. Майкл Фарадей родился 22 сентября года в Лондоне, в семье кузнеца. Кузнецом был и его старший брат Роберт, всячески поощрявший тягу Майкла к знаниям и на первых порах поддерживавший его материально. Мать Фарадея, трудолюбивая, мудрая, хотя и необразованная женщина, дожила до времени, когда ее сын добился успехов и признания, и по праву гордилась им. Скромные доходы семьи не позволили Майклу окончить даже среднюю школу , и тринадцати лет он поступил учеником к владельцу книжной лавки и переплетной мастерской, где ему предстояло пробыть 10 лет. Все это время Фарадей упорно занимался самообразованием — прочитал всю доступную ему литературу по физике и химии, повторял в устроенной им домашней лаборатории опыты, описанные в книгах, посещал по вечерам и воскресеньям частные лекции по физике и астрономии. Деньги по шиллингу на оплату каждой лекции он получал от брата. На лекциях у Фарадея появились новые знакомые, которым он писал много писем, чтобы выработать ясный и лаконичный стиль изложения; он также старался овладеть приемами ораторского искусства. Один из клиентов переплетной мастерской, член Лондонского королевского общества Дено, заметив интерес Фарадея к науке, помог ему попасть на лекции выдающегося физика и химика Гемфри Дэви в Королевском институте. Фарадей тщательно записал и переплел четыре лекции и вместе с письмом послал их лектору. В Дэви не без некоторого колебания пригласил Фарадея на освободившееся место ассистента в Королевский институт, а осенью того же года взял его в двухгодичную поездку по научным центрам Европы. Это путешествие имело для Фарадея большое значение: Гей-Люссак, которые в свою очередь обратили внимание на блестящие способности молодого англичанина. После возвращения в в Королевский институт Майкл Фарадей приступил к интенсивной работе, в которой все большее место занимали самостоятельные научные исследования. В он начал читать публичный курс лекций по физике и химии в Обществе для самообразования. В этом же году появляется и его первая печатная работа. В в жизни Фарадея произошло несколько важных событий. Он получил место надзирателя за зданием и лабораториями Королевского института т. В том же году он женился и, как показала вся его дальнейшая жизнь, был весьма счастлив в браке. В период до Майкл Фарадей опубликовал около 40 научных работ, главным образом по химии. Постепенно его экспериментальные исследования все более переключались в область электромагнетизма. После открытия в Гансом Эрстедом магнитного действия электрического тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетизмом. В в его лабораторном дневнике появилась запись: Однако Фарадей продолжал и другие исследования, в том числе в области химии. Так, в ему первому удалось получить хлор в жидком состоянии. Спустя год после избрания в Королевское общество Майкла Фарадея назначают директором лаборатории Королевского института, а в он получает в этом институте профессорскую кафедру. В , несмотря на стесненное материальное положение, Фарадей решительно отказывается от всех побочных занятий, выполнения любых научно-технических исследований и других работ кроме чтения лекций по химии , чтобы целиком посвятить себя научным изысканиям. Вскоре он добивается блестящего успеха: Десять дней напряженнейшей работы позволили Фарадею всесторонне и полностью исследовать это явление, которое без преувеличения можно назвать фундаментом, в частности, всей современной электротехники. Но сам Фарадей не интересовался прикладными возможностями своих открытий, он стремился к главному — исследованию законов Природы. Открытие электромагнитной индукции принесло Фарадею известность. Но Майкл по-прежнему был очень стеснен в средствах, так что его друзья были вынуждены хлопотать о предоставлении ему пожизненной правительственной пенсии. Эти хлопоты увенчались успехом лишь в Когда же у Фарадея возникло впечатление, что министр казначейства относится к этой пенсии как к подачке ученому, он направил министру письмо, в котором с достоинством отказался от всякой пенсии. Министру пришлось просить извинения у Фарадея. В Майкл Фарадей изучал прохождение электрических токов через растворы кислот, солей и щелочей, что привело его к открытию законов электролиза. Эти законы Фарадея законы впоследствии сыграли важную роль в становлении представлений о дискретных носителях электрического заряда. До конца х гг. Фарадей выполнил обширные исследования электрических явлений в диэлектриках. Постоянное огромное умственное напряжение подорвало здоровье [en] Фарадея и вынудило его в прервать на пять лет научную работу. Вернувшись к ней вновь, Фарадей в открыл явление вращения плоскости поляризации света, распространяющегося в прозрачных веществах вдоль линий напряженности магнитного поля Фарадея эффект. И действительно, оно явилось первым указанием на существование связи между оптикой и электромагнетизмом. Убежденность в глубокой взаимосвязи электрических, магнитных, оптических и других физических и химических явлений стала основой всего научного миропонимания Фарадея. Другие экспериментальные работы Фарадея этого времени посвящены исследованиям магнитных свойств различных сред. В частности, в им были открыты явления диамагнетизма и парамагнетизма. В болезнь вновь заставила Фарадея прервать работу. Он значительно ослабел, стал катастрофически терять память. Ему приходилось записывать в лабораторный журнал все, вплоть до того, куда и что он положил перед уходом из лаборатории, что он уже сделал и что собирался делать далее. Чтобы продолжать работать, он должен был отказаться от многого, в том числе и от посещения друзей; последнее, от чего он отказался, были лекции для детей. Даже далеко не полный перечень того, что внес в науку Фарадей, дает представление об исключительном значении его трудов. В этом перечне, однако, отсутствует то главное, что составляет громадную научную заслугу Фарадея: Если до него господствовало представление о прямом и мгновенном взаимодействии зарядов и токов через пустое пространство, то Майкл Фарадей последовательно развивал идею о том, что активным материальным переносчиком этого взаимодействия является электромагнитное поле. Об этом прекрасно написал Джеймс Клерк Максвелл , ставший его последователем, развивший далее его учение и облекший представления об электромагнитном поле в четкую математическую форму: Там, где математики видели центры напряжения сил дальнодействия, Фарадей видел промежуточный агент. Точка зрения на электродинамику с позиций концепции поля, основоположником которой был Фарадей, стала неотъемлемой частью современной науки. Труды Фарадея ознаменовали наступление новой эры в физике. Майкл Фарадей сделал за свою жизнь столько открытий, что их хватило бы доброму десятку ученых, чтобы обессмертить свое имя. Майкл Фарадей родился в Лондоне, в одном из беднейших его кварталов. Его отец был кузнецом, а мать — дочерью земледельца-арендатора. Квартира, в которой появился на свет и провел первые годы своей жизни великий ученый, находилась на заднем дворе и помещалась над конюшнями. Когда Фарадей достиг школьного возраста, его отдали в начальную школу. Курс, пройденный Майклом, был очень узок и ограничивался только обучением чтению, письму и началам счета. В нескольких шагах от дома, в котором жила семья Фарадеев, находилась книжная лавка, которая вместе с тем была и переплетным заведением. Сюда-то и попал Фарадей, закончив курс начальной школы, когда возник вопрос о выборе профессии для него. Фарадею в это время минуло только 13 лет. Само собою разумеется, что, пользуясь для чтения таким случайным источником, как переплетная мастерская, Фарадей не мог придерживаться какой-либо системы, а должен был читать все, что попадется под руку. Но уже в юношеском возрасте, когда Фарадей только начинал свое самообразование, он стремился опираться исключительно на факты и проверять сообщения других собственными опытами. Эти стремления проявлялись в нем всю жизнь как основные черты его научной деятельности. Физические и химические опыты Фарадей стал проделывать еще мальчиком при первом же знакомстве с физикой и химией. Некоторые из заказчиков его хозяина, принадлежавшие к научному миру и посещавшие переплетную мастерскую, заинтересовались преданным науке учеником переплетчика и, желая дать ему возможность получить хоть какие-то систематические познания в любимых науках — физике и химии, — устроили ему доступ на лекции тогдашних ученых, предназначавшиеся для публики. Однажды Майкл Фарадей посетил одну из лекций Хэмфри Деви, великого английского физика, изобретателя безопасной лампы для шахтеров. Фарадей сделал подробную запись лекции, переплел ее и отослал Деви. Тот был настолько поражен, что предложил Фарадею работать с ним в качестве секретаря. Вскоре Деви отправился в путешествие по Европе и взял с собой Фарадея. За два года они посетили крупнейшие европейские университеты. Вернувшись в Лондон в году. Фарадей начал работать ассистентом в одной из лабораторий Королевского института в Лондоне. В то время это была одна из лучших физических лабораторий мира. С по год Фарадей напечатал ряд мелких заметок и небольших мемуаров по химии К году относится первая работа Фарадея по физике, посвященная исследованию поющего пламени. По большому счету, этот период был для Фарадея лишь подготовительною школой. Он не столько работал самостоятельно, сколько учился и готовился к тем блестящим работам, которые составили эпоху в истории физики и химии. Со своей невестой Фарадей был в наилучших отношениях еще с детства. Брак Фарадея был очень счастлив. Материальное положение его к этому времени также было упрочено, его избрали смотрителем дома Королевского института, а затем директором химической лаборатории с соответствующим содержанием. Вместе с тем это избрание давало ему теперь прекрасную возможность работать для науки без всяких помех и стеснений. Уже в это время он составил вполне правильное понятие о сущности явления отклонения магнитной стрелки под действием тока. Фарадей на целых десять лет оставляет занятия в области электричества, посвятив себя исследованию целого ряда предметов иного рода. В том же году, еще работая над вопросом о вращении магнитной стрелки под влиянием тока, он случайно натолкнулся на явление испарения ртути при обыкновенной температуре. Позже Фарадей посвятил немало внимания изучению этого предмета и, основываясь на своих исследованиях, установил совершенно новый взгляд на сущность испарения. Теперь же он оставил этот вопрос, увлекаясь все новыми предметами исследований. Так, вскоре он стал заниматься опытами над составом стали и впоследствии любил одаривать своих друзей стальными бритвами из открытого им сплава. В году Фарадеем было произведено одно из важнейших открытий в области физики — он впервые добился сжижения газа и вместе с тем установил простой, но действительный метод обращения газов в жидкость. В году Майкл Фарадей сделал несколько второстепенных открытий в области физики. Среди прочего он установил тот факт, что свет влияет на цвет стекла, изменяя его. В следующем году Фарадей снова обращается от физики к химии, и результатом его работ в этой области является открытие бензина и серно-нафталиновой кислоты. Нет надобности объяснять, какое громадное значение имеет открытие первого из этих веществ. Многие из этих работ могли сами по себе обессмертить имя их автора. Но наиболее важными из научных работ Фарадея являются его исследования в области электромагнетизма и электрической индукции. Строго говоря, такой значительный отдел физики, трактующий явления электромагнетизма и индукционного электричества, имеющий в настоящее время громадное значение для техники, был создан Фарадеем из ничего. Третий вид проявления электрической энергии, открытый Фарадеем, электричество индукционное, отличается тем, что оно соединяет в себе достоинства двух первых видов — статического и гальванического электричества — и свободно от их недостатков. Только после исследований Фарадея в области электромагнетизма и индукционного электричества, только после открытия им этого вида проявления электрической энергии появилась возможность превратить электричество в послушного слугу человека и совершать с ним те чудеса, которые творятся теперь. Исследования в области электромагнетизма и индукционного электричества, составляющие наиболее ценный алмаз в венце славы Фарадея, поглотили большую часть его жизни и его сил. По своему обыкновению Фарадей начал ряд опытов, долженствовавших выяснить суть дела. На одну и ту же деревянную скалку Майкл намотал параллельно друг другу две изолированные проволоки; концы одной проволоки он соединил с батареей из десяти элементов, а концы другой — с чувствительным гальванометром. Оказалось, что в тот момент, когда в первую проволоку пропускается ток, а также когда это пропускание прекращается, во второй проволоке также возбуждается ток, имеющий в первом случае противоположное направление с первым током и одинаковое с ним во втором случае и продолжающийся всего одно мгновение. Эти вторичные мгновенные токи, вызываемые влиянием первичных индукцией, названы были Фарадеем индуктивными, и это название сохранилось за ними доселе. Будучи мгновенными, моментально исчезая вслед за своим появлением, индуктивные токи не имели бы никакого практического значения, если бы Фарадей не нашел способ при помощи остроумного приспособления коммутатора беспрестанно прерывать и снова проводить первичный ток, идущий от батареи по первой проволоке. Благодаря этому во второй проволоке беспрерывно возбуждаются все новые и новые индуктивные токи, становящиеся, таким образом, постоянными. Так был найден новый источник электрической энергии, помимо ранее известных трения и химических процессов , — индукция, и новый вид этой энергии — индукционное электричество. Эти открытия повлекли за собой новые. Если можно вызвать индуктивный ток замыканием и прекращением гальванического тока, то не получится ли тот же результат от намагничивания и размагничивания железа? Он проводит опыт такого рода: Через одну проволоку пропускался ток от гальванической батареи, а концы другой были соединены с гальванометром. И вот, когда ток замыкался или прекращался и когда, следовательно, железное кольцо намагничивалось или размагничивалось, стрелка гальванометра быстро колебалась и затем быстро останавливалась, то есть в нейтральной проволоке возбуждались все те же мгновенные индуктивные токи — на этот раз уже под влиянием магнетизма. Таким образом, здесь впервые магнетизм был превращен в электричество. Фарадей также заметил, что действие магнита проявляется и на некотором расстоянии от него. Это явление он назвал магнитным полем. Затем Фарадей приступает к изучению законов электрохимических явлений. Первый закон, установленный Майклом Фарадеем, состоит в том, что количество электрохимического действия не зависит ни от величины электродов, ни от напряженности тока, ни от крепости разлагаемого раствора, а единственно от количества электричества, проходящего в цепи; иначе говоря, количество электричества необходимо пропорционально количеству химического действия. Закон этот выведен Фарадеем из бесчисленного множества опытов, условия которых он разнообразил до бесконечности. Второй, еще более важный закон электрохимического действия, установленный Фарадеем, состоит в том, что количество электричества, необходимое для разложения различных веществ, всегда обратно пропорционально атомному весу вещества, или, выражаясь иначе, для разложения молекулы частицы какого бы то ни было вещества требуется всегда одно и то же количество электричества. Обширные и разносторонние работы не могли не отразиться на здоровье Фарадея. В последние годы этого периода своей жизни он работал уже с большим трудом. В и годах состояние Фарадея было таково, что он нередко вынужден был прерывать свои занятия и уезжать куда-нибудь в приморские местечки Англии. В году друзья убедили Фарадея поехать в Швейцарию, чтобы основательным отдыхом восстановить силы для новых работ. Это был первый настоящий отдых за долгое время. Жизнь Фарадея с тех пор, как он вступил в Королевский институт, сосредоточивалась, главным образом, на лаборатории и научных занятиях. В этих открытиях, в приводивших к ним научных занятиях и состояла жизнь Фарадея. Он весь отдавался научным занятиям, и вне их у него не было жизни. Он отправлялся рано утром в свою лабораторию и возвращался в лоно семьи лишь поздно вечером, проводя все время среди своих приборов. И так он провел всю деятельную часть своей жизни, решительно ничем не отвлекаясь от своих научных занятий. Это была жизнь настоящего анахорета науки, и в этом, быть может, кроется секрет многочисленности сделанных Фарадеем открытий. Возможность всецело отдаться научным занятиям для Фарадея обусловливалась, однако, не только известной материальной обеспеченностью, но еще более тем, что все внешние жизненные заботы были сняты с него женою, его настоящим ангелом-хранителем. Любящая жена приняла на себя все тяготы жизни, чтобы дать возможность мужу всецело отдаться науке. Никогда в течение продолжительной совместной жизни Фарадей не чувствовал затруднений материального свойства, которые ведала лишь жена и которые не отвлекали ум неутомимого исследователя от его великих работ. Семейное счастье служило для Фарадея и лучшим утешением в неприятностях, выпадавших на его долю в первые годы его научной деятельности. Ученый, переживший свою жену, писал о своей семейной жизни, упоминая о себе в третьем лице, следующее:. Немногие люди могут дать о себе подобную автобиографическую справку. Это показывают английские источники и года смерти на их общей могиле. В Швейцарии Фарадей пробыл около года. Здесь он, кроме переписки с друзьями и ведения дневника, не имел никаких других занятий. Пребывание в Швейцарии весьма благотворно сказалось на здоровье Фарадея, и он, вернувшись в Англию, мог приступить к научной деятельности Работы этого последнего периода его жизни были посвящены всецело явлениям магнетизма, хотя открытия, сделанные за этот период, не имеют того грандиозного значения, какое справедливо признается за открытиями великого ученого в области индукционного электричества. Им было установлено, что под действием магнита поляризованный луч света изменяет свое направление. Это открытие дало толчок целому ряду исследований Фарадея в данной области. Он так обстоятельно обследовал открытое им явление, что после него в этом отношении не сделано почти ничего нового. От магнитов исследователь перешел к электрическим токам. Во время этих опытов Майкл Фарадей сделал новое великое открытие. Вторую половину сороковых годов заняли работы над магнетизмом кристаллов. Затем Фарадей обратился к только что открытым тогда Банкаляри магнитным явлениям пламени. Фарадей обращается к вопросам чисто философского характера. Он старается выяснить природу вещества, определить отношения между атомом и пространством, между пространством и силами, останавливается на вопросе о гипотетическом эфире как носителе сил и так далее. Однако ученый прославился не только многочисленными открытиями. Фарадей хотел, чтобы его открытия были понятны и тем, кто не получил специального образования. Для этого он занялся популяризацией научных знаний. С года Фарадей начал читать свои знаменитые рождественские лекции. Позже она была издана отдельной книгой и стала одним из первых научно-популярных изданий в мире. Эта инициатива была подхвачена и развита многими другими научными организациями Ученый не прекращал научной деятельности до самой кончины. Майкл Фарадей скончался 25 августа года в возрасте семидесяти шести лет. Есть что сказать, дополнить или заметили ошибку? Спам, оскорбления, сквернословие, SEO-ссылки, реклама , неуважительное обращение, и т. Инвестируйте в SkyWay , потому что это выгодно. Лайкните, комментируйте, поделитесь с друзьями! И чуть ниже оставьте комментарий. Не быть придирой - чтобы других не сердить и самим не позориться. Кто сам ничего не умеет и не может сделать, тот первым лезет критиковать и делает это бесцеремонно. Ну, небезупречный сайт, местами белыми нитками шит, кое-где ссылки сдохли - пусть даже так. Никто не запрещает сказать об этом И чем ничтожнее критикан, тем он наглее Бальтасар Грасианов, виртуальный философ и кибер-маньерист, кавалер Ордена Бинокля.
Фарадей и Максвелл являются одними из наиболее крупных ученых XIX в. Оба они имели очень широкий круг научных интересов, были людьми разносторонними. Но, по всей вероятности, наиболее крупным их достижением, которое правильно было бы рассматривать как общее, обоим им принадлежащее, является введение понятия электромагнитного ноля и разработка его теории хотя Фарадей родился на 40 лет раньше Максвелла и вместе в буквальном смысле этого слова они никогда не работали. Позднее в это направление большой вклад внес немецкий физик Генрих Рудольф Герц - Вот как оценивают исследования в области электромагнитного ноля А. Несколько слов о Фарадее. Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества, иностранный почетный член Петербургской Академии наук Майкл Фарадей - родился в Лондоне, в семье кузнеца. Он учился в начальной школе, но уже в возрасте 14 лет его официальное образование закончилось - Фарадей поступил учеником в переплетную мастерскую. Интерес к науке Фарадей проявлял с раннего возраста: Лекции Дэви произвели на Фарадея большое впечатление и усилили стремление посвятить свою жизнь науке. Он обратился к Дэви с письмом, в котором просил принять его на работу в Королевский институт, где проводил свои исследования Дэви, и в г. Сначала Фарадей сопровождал Дэви в его поездке в Европу, ознакомился с рядом лабораторий Франции и Италии, затем помогал Дэви в его исследованиях в Королевском институте, проявив при этом блестящие способности. Научная деятельность Фарадея и в дальнейшем протекала в Королевском институте; он вскоре получил возможность проводить исследования самостоятельно. Первый период научной деятельности Фарадея был посвящен химии. Ему удалось получить бензол, который в дальнейшем стал широко применяться при получении многих химических веществ. Широкую известность приобрели его работы по сжижению газов. Начиная с г. С помощью электролиза можно получить, например, водород из воды, алюминий из глинозема Аl 2 О 3 , произвести никелирование поверхности металлических изделий, т. Фарадей установил основные количественные законы электролиза, носящие теперь его имя. В соответствии с этими законами количество прошедшего через электролит электричества q пропорционально массам тn превращенных веществ. Фарадей был человеком не только талантливым, но также и на редкость целеустремленным. Зная об открытом в. Эрстедом магнитном действии тока, Фарадей поставил себе целью решить обратную задачу превратить магнетизм в электричество. Большим его успехом было открытие электромагнитной индукции. Это явление заключается в следующем. Если в магнитном поле о сущности физического поля - главном предмете настоящего раздела - будет сказано немного ниже движется электрический проводник или, наоборот, около проводника движется, например, постоянный магнит, в проводнике возникает электродвижущая сила, а если проводник замкнут, в цепи появляется электрический ток Взаимоперемещения проводника и магнита обязательно должны быть такими, чтобы проводник пересекал линии магнитного поля. На этом рисунке М - постоянный магнит, А Б - проводник, Г - гальванометр. Постоянный магнит может быть заменен первичной цепью Э 1 электрического тока, питание которой производится от батареи В рис. В этом случае магнитное поле создается протекающим в контуре Э 1 электрическим током. Перемещение цепи Э 1 по отношению к цепи Э 2 или, наоборот, перемещение цепи Э2 по отношению к цепи Э1 или изменение силы тока в первичном контуре Э1 вызывает появление тока во вторичном контуре Э 2 , о чем можно судить по показаниям гальванометра Г. Таким образом, Фарадей опытным путем показал, что между магнетизмом и электричеством существует прямая динамическая а не статическая связь. Это открытие имело огромное научное и практическое значение. Любопытное соображение высказал по этому поводу Дж. По сути дела, в этом открытии Фарадея заключалась судьба всей тяжелой электропромышленности, однако потребовалось чуть ли не 50 лет для того, чтобы оказалось возможным извлечь все вытекающие из него выгоды. Сам Фарадей был весьма мало склонен работать в направлении практического применения своего открытия. Это объяснялось отнюдь не тем, что Фарадей был человеком не от мира сего; но он по собственному опыту достаточно хорошо знал деловой мир и отношение правительства, чтобы понимать, какого огромного количества времени и каких хлопот ему будет стоить попытка продвинуть те или иные из своих идей в стадию практической эксплуатации. Он считал, что может употребить свое время с большей пользой. Наука в истории общества, М. 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. Поэтому он представлял себе электрическое и магнитное ноля как особое состояние эфира, пронизанного силовыми линиями силовыми трубками , как это показано на рис. 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 отстаивал представление 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. Создание теории электромагнитного поля принадлежит Максвеллу - также крупнейшему, общепризнанному и разностороннему ученому. Прежде чем говорить о научных исследованиях и успехах Максвелла, кратко остановимся на его биографии. Английский физик, член Лондонского королевского общества, организатор и первый директор Кавендишской лаборатории Джеймс Клерк Максвелл - родился в г. Эдинбурге, в семье шотландского дворянина. Он учился в Эдинбургском и Кембриджском университетах, причем, будучи студентом, проявил не только блестящие способности и трудолюбие, по и необычайную живость характера. Вот что говорится в книге В. Это еще надо проверить! И Джеймс с двух до половины третьего ночи носится по коридорам общежития: Сначала он бежит верхним коридором, спускается по правой лестнице на этаж, затем нижним коридором назад, по левой лестнице вверх. По окончании Кембриджского университета Максвелл занимал должность профессора Маршал-колледжа в Абердине, после этого - в Лондонском университете, а с г. Его научная деятельность очень разностороння. Выше уже сказано о выдающихся работах Максвелла в области молекулярно-кинетической теории газов. Его работы охватывают также механику, теорию упругости, оптику. Максвелл в г. 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. Не получивший систематического образования и слабо владевший математическими методами, Фарадей настойчиво утверждал, что принцип дальнодействия противоречит реальным физическим представлениям, одно тело не может воздействовать па другое через ничто. Как действуют друг на друга два магнита, находящиеся на некотором расстояния? Если через ничто , то почему железные опилки, если ими покрыть слой бумаги и поднести эту бумагу к магниту, образуют особые правильные линии? Не свидетельствует ли это о том, что в пространстве даже если это вакуум есть нечто? Максвелл все в большей мере принимал концепцию силовых линий Фарадея, но для общего признания этой концепции нужна была теория. Максвелл послал эту статью Фарадею и получил следующий ответ:. Дорогой сэр, я получил Вашу статью и очень благодарен Вам за нее. Я поначалу испугался, увидев, какая мощная сила математики приложена к предмету, а затем удивился тому, насколько хорошо предмет ее выдержал Этой весной Вы были настолько добры, что выслали мне копню последнем статьи и скрашивали, что я о ней думаю Сейчас, насколько мне известно, Вы являетесь первым человеком, у которого возникла идея о том, что тела действуют друг на друга на расстоянии посредством обращения окружающей среды в состояние напряжения, идея, в которую действительно следует поверить. У нас были когда-то потоки крючочков, летающих вокруг магнитов, и даже картинки, на которых изображены окруженные ими магниты; по пет ничего более ясного, чем наше описание всех источников силы, поддерживающих состояние энергии во всем, что их окружает, состояние, усилением или ослаблением которого можно измерить проделанную в системе работу. Мне кажется, что Вы ясно видите, как силовые линии огибают препятствия, гонят всплески напряжения в проводниках, сворачивают вдоль определенных направлений в кристаллах и несут с собой везде все то же самое количество способности к притяжению, распределенной более разреженно или густо в зависимости от того, расширяются эти линии или сжимаются Но когда мы встречаемся лицом к лицу с вопросом о гравитации: Полярна ли она чему-нибудь "за вселенной" или чему-нибудь еще? Имеет ли она какое-нибудь отношение к электричеству? Или она покоится на самых глубинных фундаментах материи, массы или инерции? Я только попытался сейчас показать Вам, почему я не считаю гравитацию опасным объектом в смысле применения Ваших методов. Вполне возможно и на нее пролить свет, воплощая те же идеи, которые математически выражаются функциями Лапласа и сэра В. Гамильтона в планетарной теории Не правда ли, уважаемые читатели, какое удивительно интересное письмо? Сколько в нем идей. Уже в -г. Может быть, это будет несколько бесцеремонно по отношению к читателям, но мы хотим привести еще одно письмо Фарадея, являющееся ответом на приведенное письмо Максвелла:. Ваше письмо для меня - это первый обмен мнениями о проблеме с человеком Вашего образа мышления. Оно очень полезно для меня, и я буду снова и снопа перечитывать его и размышлять над ним Есть одна вещь, о которой я хотел бы Вас спросить. Когда математик, занятый исследованием физических действий и их результатов, приходит к своим заключениям, не могут ли они быть выражены общепонятным языком так же полно, ясно и определенно, как и посредством математических формул? Там же, с, В нем Максвелл использовал введение им же ранее в - гг. Понятие тока смещения понадобилось Максвеллу потому, что по его теории, впоследствии подтвержденной опытом, магнитное поле создается не только движением электрических зарядов т. Здесь мы должны сделать маленькое замечание. Максвелл писал Фарадею, что, ему кажется, Фарадей ясно видит силовые линии. Возможно, читатель этой книги видят, какие трудности испытывает ее автор, стараясь по возможности просто объяснить сложные физические явления. Но иногда наступает предел, и тогда приходится вместо объяснения существа дела говорить о значении открытия, об оценке его крупными учеными. Так обстоит дело с уравнениями Максвелла. Привести их здесь означало бы заняться очень сложными объяснениями, ие отвечающими духу и цели этой книги. Ограничимся тем, что заметим следующее. Из первого уравнения Максвелла а их всего четыре следует, что электрическое поле образуется зарядами, а его силовые линии имеют начало и конец в зарядах. Второе уравнение показывает, что силовые линии магнитного поля всегда замкнуты па себя, а поле не имеет магнитных зарядов. И, наконец, четвертое уравнение представляет собой уравнение электромагнитной индукции, открытой Фарадеем; из него следует, что изменение магнитного поля приводит к возникновению электрического ноля. Из уравнений Максвелла следует, что электромагнитное возмущение в пространстве распространяется посредством электромагнитных волн, позднее уже после смерти Максвелла экспериментально обнаруженных Генрихом Герцем. Максвелл установил также, что распространение электромагнитной волны происходит со скоростью, равной скорости света, и что свет имеет электромагнитную природу, т. Из теории Максвелла следовало также, что электромагнитные волны, в том числе и енотовые, производят давление. И этот вывод теории был подтвержден - русский физик П. Лебедев открыл и измерил давление света в г. 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. 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. Как уже говорилось, электромагнитное поле может с конечной скоростью распространяться в пространстве. Это явление именуется электромагнитными волнами. Свет видимый представляет собой электромагнитные волны длиной приблизительно 0,1 - 1 мкм. По длине волны различают следующие электромагнитные волны рис. В середине XX в. Было открыто также обратное явление - превращение вещества в поле, происходящее в результате аннигияции от лат. Процесс, обратный аннигиляции,- рождение пар. В свете всего сказанного об электромагнитном поле может возникнуть вопрос: Признавая уместность этого вопроса, мы обратимся к нему немного позднее. Мы рассказали кратко о выдающихся ученых Фарадее и Максвелле, о их великом открытии электромагнитного поля. Многие ученые считают, что введение в науку понятия электромагнитного поля и математическое определение законов поля, данное в уравнениях Максвелла, является самым крупным событием в физике со времен Ньютона. Но все-таки в характеристике Фарадея и Максвелла был бы допущен большой пробел, если бы мы не коснулись еще одной стороны дела, а именно: Фарадей и Максвелл были блестящими популяризаторами науки и очень любили этот род деятельности. Фарадей регулярно выступал с популярными лекциями но разным вопросам естествознания в большом лекционном зале Королевского института, а. Всего Фарадей прочитал девятнадцать циклов лекций, м, может быть, текст ни одной из них не дошел бы до нас Фарадей не делал каких-либо записей , если бы не одно счастливое обстоятельство. Один из слушателей, Вильям Крукс, в то время молодой человек, а в дальнейшем известный физик и химик до сих пор сохранилось и л звание трубок Крукса, в которых проводится исследование электрических разрядов в газах и катодных лучей , президент Лондонского королевского общества, дословно записал по крайней мере два цикла лекций Фарадея: Особый успех имела вторая. Вот что говорит Фарадей в начале лекции: Вот почему я надеюсь, что не разочарую вас, избрав своей темой свечу, а не что-нибудь поновее. Вы получите большое удовольствие. Ни возраст, ни образование при этом значения не имеют. Максвелл также был талантливым популяризатором науки. Он, как и Фарадей, нередко читал доклады по физике для широкой аудитории. Его научно-популярные книги, переведенные на многие языки, в том числе и на русский, пользовались широкой известностью. Судьба эфира, к которому мы теперь возвращаемся, была окончательно решена опытом известного американского физика, почетного члена АН СССР Альберта Абрахама Майкелъсона - , показавшего независимость скорости света от движения Земли в г. Для того чтобы лучше разобраться в этом совсем не простом вопросе рассмотрим следующий мысленный опыт. Представим себе, что в пространстве, заполненном эфиром, выделен замкнутый объем, также заполненный эфиром. Что произойдет, когда замкнутый объем начнет двигаться? Если бы он был заполнен не эфиром, а воздухом, то все произошло бы, как в том трюме корабля, о котором говорил Галилей,- при равномерном и прямолинейном движении замкнутого объема все происходило бы так же, как будто бы замкнутый объем оставался неподвижным. Галилей объяснял это тем, что воздух и все другое, заполняющее замкнутый объем, движется или покоится вместе с ним. Но в рассматриваемом нами мысленном опыте мы имеем дело не с воздухом, а с эфиром, и мы не можем заранее сказать, увлечет ли с собой начавший двигаться замкнутый объем заполняющий его эфир или же замкнутый объем не увлечет с собой заполняющий его эфир, а будет проходить через него, как решето через воду. Поэтому мы должны рассмотреть по крайней мере два предельных случая: Рассмотрим сначала первый случай: Тогда для наблюдателя А, находящегося в замкнутом объеме и движущегося вместе с ним, свет, возникающий от источника, также движущегося вместе с замкнутым объемом, будет казаться распространяющимся с равной скоростью во все стороны. Для наблюдателя же В, находящегося вне движущегося замкнутого объема, будет представляться, что свет имел бы большую скорость, если бы источник приближался к нему, и меньшую, если бы источник отдалялся от пего. Но такой вывод противоречит опыту Майкельсона, согласно которому скорость света в вакууме в эфире неизменна во всех инерциальных системах отсчета. Рассмотрим теперь второй случай: Допустим также простоты ради, что источник света остается, как и внешний наблюдатель В, неподвижным г. В этом случае внешнему наблюдателю В будет казаться, что свет распространяется и о все стороны с равной скоростью. Наблюдателю же А, движущемуся внутри замкнутого объема и вместе с ним, будет представляться, что свет достигал бы его быстрее в случае, когда замкнутый объем движется в сторону источника, и, наоборот, медленнее, если движение замкнутого объема происходит от источника. Как видим, снова возникает противоречие с опытом Майкельсона. Какой же из всего сказапного следует вывод? Как поступить с понятием эфира? Можно ли рассматривать свет как волны эфира? Ответ на эти вопросы позаимствуем у Эйнштейна и Инфельда: Все предположения относительно поведения эфира ни к чему не приводили! Приговор эксперимента всегда был отрицательным. Во-первых, построение простой механической модели эфира оказалось невозможным и было отброшено. Этим в значительной степени был вызвал крах механистической точки зрения. Во-вторых, мы должны были потерять надежду на то, что благодаря существованию эфирного моря будет выделена одна система координат, что позволило бы нам опознать не только относительное, но и абсолютное движение. Это было бы единственным, если не считать переносы воли, способом наблюдения и подтверждения существования эфира. Все наши попытки сделать эфир реальным провалились. Он не обнаружил ни своего механического строения, пи своего абсолютного движения. От всех свойств эфира не осталось ничего, кроме того свойства, из-за которого его и придумали, а именно кроме способности передавать электромагнитные волны. Все попытки открыть свойства эфира привели к трудностям и противоречиям. После стольких неудач наступает момент, когда следует совершенно забыть об эфире и постараться никогда больше не упоминать о нем. Новости Библиотека Учёные Ссылки Карта сайта О проекте. Силовые линии электрических полей направлены: Силовые линии электрического поля направлены от положительного заряда к отрицательному. Силовые линии поля простого стержневого магнита. Электромагнитная индукция Таким образом, Фарадей опытным путем показал, что между магнетизмом и электричеством существует прямая динамическая а не статическая связь. Силовые линии электрического поля направлены от положительного заряда к отрицательному Рис. Силовые линии поля простого стержневого магнита 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. Максвелл послал эту статью Фарадею и получил следующий ответ: Фарадей - профессору Д. Альбермарл-стрит, 25 марта Дорогой сэр, я получил Вашу статью и очень благодарен Вам за нее. Всегда истинно Ваш М. Ответ Максвелла не вызывает сомнений в его отношении к концепции Фарадея: Может быть, это будет несколько бесцеремонно по отношению к читателям, но мы хотим привести еще одно письмо Фарадея, являющееся ответом на приведенное письмо Максвелла: Алъбермарл-стрит Лондон, 13 ноября Электромагнитный спектр В середине XX в.
Технические характеристики предохранительных клапанов
Право и обязанность википедия
Причины роста животау женщины кроме беременности
Дворовые детские площадки своими руками фото
Боль в правом подреберье ночью