§ 45. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Сила Лоренца. До сих пор мы рассматривали действие электрических и магнитных полей на электрические заряды лишь в отдельности. Опыт показывает, что при одновременном воздействий на движущийся электрический заряд электрического и магнитного полей сила действующая на электрический заряд, равна векторной сумме сил

Эта сила взаимодействия электрических зарядов, учитывающая существование электрического и магнитного полей, называется силой Лоренца.

Электромагнитное поле. Может показаться, что описание взаимодействия электрических зарядов с помощью введения понятий электрического и магнитного полей дает разные результаты при выборе различных инерциальных систем отсчета, так как магнитная составляющая силы Лоренца зависит от скорости движения электрического заряда. Однако это не так.

Дело в том, что при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую изменяется не только магнитная составляющая силы Лоренца но и ее электрическая составляющая . Причиной изменения напряженности электрического поля при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую является возникновение наряду с электростатическим полем неподвижных зарядов индукционного электрического поля. В результате, хотя каждое из полей, электрическое и магнитное, изменяется при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую, их совместное действие на электрические заряды оказывается одинаковым в любой инерциальной системе отсчета.

Тот факт, что относительны не только значения напряженности и индукции электрического и магнитного полей, но и само их существование, а совместное действие на электрические заряды оказывается не зависящим от выбора инерциальной системы отсчета, заставляет сделать вывод, что в природе не существуют электрические и магнитные поля как самостоятельные материальные объекты. Существует лишь единое электромагнитное поле, действие которого на электрический заряд определяется выражением:

Это выражение позволяет условно разделять электромагнитное поле на два самостоятельных — электрическое и магнитное. Такое условное разделение в настоящее время оправдывается лишь упрощением объяснений ряда явлений и расчетов при умелом выборе соответствующей системы отсчета.

Рис. 91. К задаче 38