1.3. Свойства электромагнитного поля

Электромагнитное поле представляет собой особый вид материи. Четыре вектора дают количественную характеристику этого вида материи. Первые два из них можно непосредственно измерить по силовому воздействию поля на неподвижные и движущиеся заряды. Например, поле в электроннолучевой трубке осциллографа изменяет траекторию летящих электронов; величина этого поля определяется по отклонению. светящейся точки на экране.

Определение электромагнитного поля полностью отвечает наиболее общему научному определению материи, которое дано

В. И. Лениным: «Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них».

Важнейшими характеристиками физических форм материи и ее движения являются масса и энергия. Положению диалектического материализма о несотворимости и неуничтожимости материи и ее движения соответствуют универсальные законы сохранения массы и энергии.

Физика имеет дело с двумя видами движущейся материи — веществом и полем, каждый из «их обладает как энергией, так и массой. Например, энергия электромагнитного излучения Солнца ощущается нами непосредственно и может измеряться тепловыми приборами (в диапазоне тепловых волн) или радиотехническими измерителями мощности. В настоящее время транспортировка энергии на земле осуществляется в основном электромагнитными полями, распространяющимися вдоль линий электропередач.

Инертная масса электромагнитного толя впервые была обнаружена в опытах П. Н. Лебедева по измерению светового давления. Эти опыты явились (первым несомненным доказательством существования у электромагнитного поля инертной массы Высокая скорость распространения электромагнитных волн означает, что весьма значительным энергиям соответствуют ничтожные массы. Так, радиостанция мощностью в течение одного часа излучает элекромагнитное поле массой

Гравитационная масса поля была определена во время полного солнечного затмения по искривлению луча от звезды, проходящего вблизи Солнца. При наличии полей тяготения скорость электромагнитной волны не является строго, постоянной, равной с. Однако в гравитационном поле Земли изменение скорости волны невелико. Например, при падении волны со стокилометровой высоты ее скорость увеличивается на что составляет всего 10-11 часть от величины с. В космосе встречаются более сильные гравитационные поля. Так, луч, приходящий на Землю от Солнца, замедлен на следовательно, и этот эффект весьма незначителен. Заметим, что инертная и гравитационная 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 накладываться друг на друга, они взаимно непроницаемы. В противоположность этому в одном объеме могут существовать, накладываясь, различные толя.

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

друга. Магнитная и диэлектрическая (проницаемости характеризуют влияние вещества на магнитное и электрическое поле в макроскопических масштабах.

Частицы вещества имеют массу покоя Частицы электромагнитного (поля (фотоны) массы покоя не имеют, они существуют только в движении со скоростью с. Вещество никогда не может достигнуть этой скорости, так как его масса при обратилась бы в бесконечность. Отметим в заключение, что 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 магнитную составляющие относительно. Известно, что электрические поля связаны с электрическими зарядами, а магнитные поля образуются при движении последних. Вокруг неподвижного относительно наблюдателя электрического заряда можно обнаружить только электрическое 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 меняет соотношение между величинами электрического и магнитного полей для одного и же распределения зарядов и томов.

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