Файл: Семенов Н.А. Техническая электродинамика учеб. пособие для электротехн. ин-тов связи.pdf

В. И. Лениным1 ): «Материя есть философская категория для обоз­ начения объективной реальности, которая дана человеку в ощу­ щениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них».

Важнейшими характеристиками физических форм материи и ее движения являются масса и энергия. Положению диалектичес­

Физика имеет дело с двумя видами движущейся материи — ве­ ществом и полем, каждый иіз них обладает как энергией, так и массой. Например, энергия электромагнитного излучения Солнца •ощущается нами непосредственно и может измеряться тепловыми приборами (в диапавоне тепловых воли) или радиотехническими измерителями мощности. В настоящее .время транспортировка энер­ гии на земле 'осуществляется в основном электромагнитными поля­ ми, распространяющимися вдоль линий электропередач.

Инертная масса электромагнитного поля впервые 'была обнару­ жена в опытах П. Н. Лебедева по измерению светового давления. Эти опыты явились первым несомненным докавательством сущест­ вования у электромагнитного поля инертной массы 'tn=W/c2. іВьісокая скорость распространения электромагнитных волн означает, что весьма значительным энергиям соответствуют ничтожные мас­ сы. Так, радиостанция мощностью 1000 кВт в течение одного часа излучает элекромагнитное поле массой 0,04 мг.

Гравитационная масса поля была определена во время полного солнечного затмения по искривлению луча от звезды, .проходящего вблизи Солнца. При наличии полей тяготения скорость электро­ магнитной волны не является строго постоянной, равной с. Однако в гравитационном поле Земли изменение скорости волны невелико. Например, при падении волны со стокилометровой высоты ее ско­

эффект весьма незначителен. Заметим, что инертная и гравитацион­ ная массы поля, как и соответствующие массы вещества, равны между собой.

Различие между полем и веществом состоит в том, что частицы вещества (по классическим представлениям) не могут наклады­ ваться друг на друга, они взаимно непроницаемы. В противополож­ ность этому в одном объеме могут существовать, накладываясь, различные поля.

Вещество и поле могут занимать один и тот же объем, они взаимно проницаемы, при этом наблюдается их влияние друг на

4 ) В. И. Л е н и н «Материализм и эмпириокритицизм». Соч. изд. 5, т. 18. Гос. изд. «Политическая литература», 1961 г.

друга. Магнитная и диэлектрическая проницаемости характеризуюг влияние вещества на магнитное и электрическое поле в макроско­ пических масштабах.

Частицы вещества имеют массу покоя т0. Частицы электромаг­

различия между веществом и полем до некоторой степени условны.. Частицам вещества присущи волновые свойства, а фотоны света можно рассматривать, как частицы.

Деление электромагнитного поля на электрическую и магнит ную составляющие относительно. Известно, что электрические поля связаны с электрическими зарядами, а магнитные поля образуются при движении последних. Вокруг неподвижного относительно наб­ людателя электрического заряда можно обнаружить только элект­ рическое поле; в то же время движущийся наблюдатель измерит иное значение электрического поля и обнаружит магнитное поле. Переход от одной галлилеевой системы отсчета к другой даже при малых относительных скоростях (и<Сс) меняет соотношение между величинами электрического и магнитного полей для одного и тогоже распределения зарядов и токов.

В противоположность этому электрическая и магнитная компо­ ненты электромагнитной волны находятся в строго определенном количественном соотношении, одинаковом для любых галлилеевых систем отсчета. В этом случае на первый план выступает неразрыв­ ное единство обеих составляющих в переменном электромагнитном" поле.

1.4. Материальные уравнения

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА СРЕД

Электромагнитные взаимодействия между зарядами, токами и по­ лями зависят от свойств среды. Макроскопические параметры среды в каждой точке поля входят в материальные уравнения, связываю­

Макроскопические параметры еа , Ра, а различных сред и их за­ висимости от внешних факторов исследуются в ряде разделов тео­ ретической физики и определяются экспериментально. Здесь дает­ ся лишь сводка основных электромагнитных свойств сред.

,Параметры большинства известных сред в обычных условиях

скалярны и постоянны. При этом соответствующие пары векторов

напряженности поля линейная зависимость нарушается, среда ста­

Приведем несколько примеров сред, не подчиняющихся закону Ома. Явно выраженная нелинейная зависимость между / и Е наб­ людается в полупроводниках. Конвекционный ток в вакууме теле­ визионной или осциллографической трубки не испытывает никакого сопротивления, поэтому он течет при £ = 0. Отклонения от закона Ома наблюдаются также в очень сильных электрических полях, при газовом разряде и в ряде других случаев.

') В дальнейшем, если не сделано специальных оговорок, среды считаются линейными, изотропными .и однородными.