Аналіз наукової діяльності Д.К. Максвелла. Сутність статистичної природи другого початку термодинаміки. Історія відкриття математичної теорії електромагнітного поля. Струм зміщення як величина, пропорційна швидкості зміни електричного поля в часі.
В цей час були розвинуті нові філософські погляди на матерію, простір, час і сили, які багато в чому змінювали колишню механістичну картину світу. Матерія в цій картині існує в двох формах - речовини і поля, між якими є непрохідна грань: речовина не перетворюється в поле і навпаки. Цю гідродинамічну модель електричного струму, що виходить із уявлень Фарадея, Максвелл не вважав відображенням дійсності, проте вона повинна була служити допоміжним засобом і полегшувати новий підхід до електродинаміки шляхом застосування механічної аналогії. Тут Максвелл вперше дає точне визначення електромагнітного поля: «Теорія, яку я пропоную, може бути названа теорією електромагнітного поля, тому що вона має справу з простором, оточуючим електричні або магнітні тіла, і може бути названа також динамічної теорією, оскільки вона допускає, що в цьому просторі наявна матерія, яка перебуває в русі, за допомогою якої і виробляються спостережувані електромагнітні явища. Максвелл прийшов до висновку, що електричні дії розповсюджуються з кінцевою швидкістю, що відповідає швидкості світла в порожньому просторі, тобто збіг швидкості розповсюдження електромагнітних хвиль у вакуумі зі швидкістю світла наводить Максвелла на велике відкриття: світло являє собою електромагнітну хвилю.Проте на відміну від ідей, що сприяли появі механічної картини світу, філософські ідеї, які зіграли позитивну роль у розвитку електродинамічної картини, були значною мірою стихійно-діалектичними. Фарадей, керуючись новими філософськими поглядами на природу, поклав в основу фізичної картини світу континуальні уявлення про матерію. Вона дала змогу із загальної точки зору охопити велике коло явищ, починаючи від електростатичного поля нерухомих зарядів і закінчуючи електромагнітним полем і світлом зокрема, змінити уявлення людства про навколишнє середовище і розширити світобачення. Це означає, що внутрішній механізм явищ, які відбуваються в середовищі й спричинюють появу електричних і магнітних полів, в теорії не розглядається. Залежність цих величин від властивостей середовища, фізичний зміст явищ, які відбуваються в середовищі при поляризації і намагнічуванні, в теорії Максвелла не розглядаються.
Вывод
Шлях до побудови теорії електромагнітних явищ також починався з філософських ідей. Цими ідеями керувався М. Фарадей, вносячи в фізику континуальне розуміння матерії та повязане з ним поняття близькодії. Проте на відміну від ідей, що сприяли появі механічної картини світу, філософські ідеї, які зіграли позитивну роль у розвитку електродинамічної картини, були значною мірою стихійно-діалектичними.
Важливо зазначити, що хоча поняття суцільного середовища, ефіру, енергії та її перетворень підводили до поняття поля, останнє спромоглось сформуватись та укріпитись у фізиці лише тоді, коли М. Фарадей, керуючись новими філософськими поглядами на природу, поклав в основу фізичної картини світу континуальні уявлення про матерію.
Теорія Максвелла мала велике значення для розвитку класичної фізики. Вона дала змогу із загальної точки зору охопити велике коло явищ, починаючи від електростатичного поля нерухомих зарядів і закінчуючи електромагнітним полем і світлом зокрема, змінити уявлення людства про навколишнє середовище і розширити світобачення.
Якщо М. Фарадей установив тісний звязок між електричним і магнітним полями, то Дж. Максвелл поширив цей звязок на світло і електромагнітне поле.
Теорія Максвелла є феноменологічною теорією електромагнітного поля. Це означає, що внутрішній механізм явищ, які відбуваються в середовищі й спричинюють появу електричних і магнітних полів, в теорії не розглядається.
Електричні й магнітні властивості середовища характеризуються в теорії Максвелла відносною діелектричною проникністю є і відносною магнітною проникністю. Залежність цих величин від властивостей середовища, фізичний зміст явищ, які відбуваються в середовищі при поляризації і намагнічуванні, в теорії Максвелла не розглядаються.
Теорія Максвелла є макроскопічною теорією електромагнітного поля. В ній розглядаються електричні й магнітні поля, утворені макроскопічними зарядами і струмами, тобто зарядами, що зосереджені в обємах, значно більших, ніж обєми окремих атомів і молекул. Крім того, припускається, що відстань від джерел полів до точок спостереження також значно більша, ніж розміри молекул.
Тому помітні зміни полів, досліджуваних у теорії Максвелла, можливі лише на великих відстанях порівняно з розмірами атомів і молекул. Нарешті, періоди змінних електричних і магнітних полів мають бути значно більшими за періоди внутрішньо-молекулярних процесів.
Насправді макроскопічні заряди й струми є сукупністю мікроскопічних зарядів і струмів, які утворюють свої електричні й магнітні поля, що неперервно змінюються в кожній точці простору. Тому результуючі електричні й магнітні поля завжди змінні.
Теорія Максвелла, як і попередні уявлення Фарадея про електричні й магнітні поля, є послідовною теорією близькодії. Вона ґрунтується на тому, що електричні й магнітні взаємодії відбуваються через посередників - електричне й магнітне поля, в яких вони поширюються зі скінченою швидкістю. Дж. Максвелл довів, що швидкість поширення електричних і магнітних взаємодій дорівнює швидкості світла в певному середовищі. Саме це дало йому змогу розвинути електромагнітну теорію світла.
До відкриття електромагнітного поля речовина фактично ототожнювалась із матерією. З відкриттям поля речовина вже не могла бути єдиним представником матерії: поряд із речовиною другим видом матерії було поле. Це мало важливі філософські наслідки.
Відкриття електромагнітного поля створює природничонауковий фундамент узагальнення поняття матерії та визначення цієї філософської категорії. Внаслідок цього, можна вважати, що Максвелл був фундатором електромагнітної картини світу, який штовхнув інших геніальних науковців до розширення цієї картини і подальшій її розбудові.
Список литературы
максвелл термодинаміка електромагнітний
1. Максвелл Дж.К. Вибрані твори по теорії електромагнітного поля - с. 323.
2. Максвелл Дж.К. Трактат з електрики та магнетизму: В 2 т. - М., 1989. - Т.2 - с.334, 338.
3. Максвелл Дж.К. Трактат з електрики та магнетизму: В 2 т. - М., 1989. - Т.2 - с.335.
4. Максвелл Дж.К. Вибрані твори по теорії електромагнітного поля. - М., 1954. - с. 251-341.
5. Максвелл Дж.К. Вибрані твори по теорії електромагнітного поля. - М., 1954. - с. 253.
6. Опанасюк А.С. Сучасна фізична картина світу: Навчальний посібник. - Суми: Вид-во Сум ДУ, 2005.- c.9.
7. Планк М. Джеймс Клерк Максвелл і його значення для теоретичної фізики // Максвелл Дж. К. Статті та розмови. - М., 1968 - с. 242.
8. Пугач Б.Я. Фундаментальні проблеми історії та філософії науки. - Х., 2004. - с. 225-227.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
