ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
34. ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА?
Мы приступаем теперь к изучению нового раздела физики «Электродинамика». Само это название показывает, что речь пойдет о процессах, которые определяются движением и взаимодействием электрически заряженных частиц. Такое взаимодействие называется электромагнитным. Изучение природы этого взаимодействия приведет нас к одному из самых фундаментальных понятий физики — понятию электромагнитного поля.
Электродинамика — это наука о свойствах и закономерностях поведения особого вида материи — электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрически заряженными телами или частицами.
Среди четырех типов взаимодействий, открытых наукой,— гравитационных, электромагнитных, сильных (ядерных) и слабых — именно электромагнитные взаимодействия занимают первое место по широте и разнообразию проявлений. В повседневной жизни и технике мы чаще всего встречаемся с различными видами электромагнитных сил. Это силы упругости, трения, силы наших мышц и мышц различных животных.
Электромагнитные взаимодействия позволяют видеть книгу, которую вы читаете, так как свет — одна из форм электромагнитного поля. Сама жизнь немыслима без этих сил. Живые существа и даже человек, как показали полеты космонавтов, способны длительное время находиться в состоянии невесомости, когда силы всемирного тяготения не оказывают никакого влияния на жизнедеятельность организмов. Но если бы на мгновение прекратилось действие электромагнитных сил, то сразу исчезла бы и жизнь.
При взаимодействии частиц в самых малых системах природы — в атомных ядрах — и при взаимодействии космических тел электромагнитные силы играют важную роль, в то время как сильные и слабые взаимодействия определяют процессы только в очень малых масштабах, а гравитационные — только в космических. Строение атомной оболочки, сцепление атомов в
молекулы (химические силы) и образование макроскопических количеств вещества определяются исключительно электромагнитными силами. Трудно, почти невозможно указать явления, которые не были бы связаны с действием электромагнитных сил.
К созданию электродинамики привела длинная цепь планомерных исследований и случайных открытий, начиная с обнаружения способности янтаря, потертого о шелк, притягивать легкие предметы и кончая гипотезой великого английского ученого Джемса Клерка Максвелла о порождении магнитного поля переменным электрическим полем. Лишь во второй половине XIX в., после создания электродинамики, началось широкое практическое использование электромагнитных явлений. Изобретение радио А. С. Поповым — одно из важнейших применений принципов новой теории.
При развитии электродинамики впервые научные исследования предшествовали техническим применениям. Если паровая машина была построена задолго до создания теории тепловых процессов, то сконструировать электродвигатель или радиоприемник оказалось возможным лишь после открытия и изучения законов электродинамики.
Бесчисленные практические применения электромагнитных явлений преобразовали жизнь людей на всем земном шаре. Современная цивилизация немыслима без широчайшего применения энергии электрического тока.
Наша задача состоит в изучении основных законов электромагнитных взаимодействий, а также в знакомстве с основными способами получения электрической энергии и использования ее на практике.
