От лат evaporo испаряю и греч grapho пи­шу), метод получения изображений объектов в их собственном (обычно ик) тепловом излучении. Предложен нем

Вид материала

Документы

Содержание Электрическое поле Электрическое смещение Электрическое сопротивле­ние R, равная отношению напря­жения U Электроакустические и электромеханические ана­логии Электроакустический пре­образователь Электровакуумные приборы Электровалентная связь Электродвижущая сила Историческая справка. Г. Я. Мякишев.

Подобный материал:

• Реферат по русскому языку на тему: «Типы словарей», 284.65kb.
• Метод распознавания изображений гистологических препаратов в задачах медицинской диагностики, 31.25kb.
• Конспект лекций для 16-и часового курса начертальная геометрия издание 2-ое, 578.52kb.
• Обработка и передача изображений, 243.48kb.
• Социоло́гия (от лат socius общественный; др греч. λόγος мысль, причина) наука о закономерностях, 85.75kb.
• Isbn 5-7262-0634 нейроинформатика 2006, 165.42kb.
• М. В. Лычагин Зав кафедрой д э. н., профессор, 986.65kb.
• Предложен метод неразрушающего акустического контроля многофазных макрооднородных композитных, 14.58kb.
• От греч autos -сам, bios жизнь, grapho пишу, лит прозаический жанр; как правило, последовательное, 2051.5kb.
• М. В. Корытова научный руководитель Р. Т. Файзуллин, д т. н., профессор Омский государственный, 26.14kb.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, частная форма проявления (наряду с магн. полем) электромагнитного поля, опре­деляющая действие на электрич. за­ряд (со стороны поля) силы, не зави­сящей от скорости движения заряда. Представление об Э. п. было введено М. Фарадеем в 30-х гг. 19 в. Согласно Фарадею, каждый покоящийся заряд создаёт в окружающем пр-ве Э. п. Поле одного заряда действует на другой заряд и наоборот; так осуще­ствляется вз-ствие зарядов (концеп­ция близкодействия). Осн. количеств. хар-ка Э. п.— напряжённость элект­рического поля Е, к-рая в данной точке пр-ва определяется отношением силы F, действующей на заряд, помещён­ный в эту точку, к величине заряда q:E=F/q. Э. п. в среде наряду с напряжённостью характеризуется век­тором электрической индукции D. Распределение Э. п. в пр-ве можно изображать с помощью силовых линий напряжённости Э. п. Силовые линии потенц. Э. п., порождаемого электрич. зарядами, начинаются на положит. зарядах и оканчиваются на отрицательных (или уходят на бесконечность). Силовые линии вихревого Э. п., порож­даемого перем. магн. полем, замкнуты.

Г. Я. Мякишев.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СМЕЩЕНИЕ, ве­личина, пропорц. вектору электриче­ской индукции. Термин введён Дж. Максвеллом, в совр. физ. лит. не при­меняется. См. Максвелла уравнения.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕ­НИЕ, 1) величина, характеризую­щая противодействие проводника или электрич. цепи электрич. току.

Э. с. участка цепи при постоянном напряжении (токе) — скалярная ве­личина R, равная отношению напря­жения U на его концах к силе тока I при отсутствии на этом участке ис­точников эдс (см. Ома закон). В этом случае Э. с. наз. омическим или актив­ным. Оно зависит от материала про­водника, его размеров и формы. Для однородного по составу провод­ника при пост. сечении S и длине l R=l/S, где  — уд. Э. с., характе­ризующее материал проводника. Ча­сто (особенно при рассмотрении физ. природы Э. с.) вместо  вводят уд. электропроводность =1/.

Э. с. металлов связано с рассеянием эл-нов проводимости на тепловых колебаниях крист. решётки и струк­турных неоднородностях (примесных атомах, дефектах решётки). Поэтому обычно R зависит от темп-ры Т и лишь при Т 0, когда тепловые коле­бания не влияют на Э. с., оно опреде­ляется полностью крист. структурой и не зависит от Т. При очень низких Т Э. с. нек-рых металлов и сплавов резко падает (явление сверхпроводи­мости). Э. с. приводит к рассеянию электрич. энергии — переходу её в теп­ловую (см. Джоуля — Ленца закон).

В цепи перем. тока любой провод­ник конечных размеров, помимо активного сопротивления, обладает индуктивным я ёмкостным сопротив­лениями, так что отношение U/I действующих значений U и I не сов­падает с R (см. Переменный ток). В перем. электрич. поле Э. с. металлов возрастает с увеличением частоты v. Это объясняется тем, что распределе­ние плотности тока по сечению провод­ника перестаёт быть равномерным: чем больше v, тем сильнее ток концен­трируется у поверхности (скин-эф­фект).

Э. с. измеряют омметрами и измерит. мостами. Единица Э. с. в СИ — Ом.

2) Структурный элемент электрич. цепи, включаемый в цепь для огра­ничения или регулирования силы тока.

ЭЛЕКТРОАКУСТИКА, раздел прик­ладной акустики, содержание к-рого составляют теория, методы расчёта и конструирование электроакустиче­ских преобразователей. Часто к Э. от­носят теорию и методы расчёта электромеханич. преобразователей (звуко­снимателей, рекордеров, виброметров,

865


электромеханич. фильтров и трансфор­маторов и др.), связанных с электроакустич. преобразователями общно­стью физ. механизма, методов расчёта и конструирования. Э. тесно связана также со мн. др. разделами приклад­ной акустики, поскольку рассматри­ваемые ею электроакустич. преобра­зователи либо органически входят в состав разл. акустич. аппаратуры (напр., при звуковещании, звукозапи­си и воспроизведении звука, в УЗ дефектоскопии и технологии, в гидро­акустике, акустич. голографии), либо широко применяются при эксперим. исследованиях (напр., в архитектур­ной и строит. акустике. медицине, геологии, океанографии, сейсмораз­ведке, при измерении шумов). Осн. задача Э.— установление соотноше­ний между сигналами на входе и вы­ходе преобразователя и отыскание ус­ловий, при к-рых преобразование осуществляется наиболее эффективно или с миним. искажениями.

Э. как самостоят. раздел приклад­ной акустики сложилась в 1-й пол. 20 в. Первые работы по расчётам элек­троакустич. преобразователей от­носятся к кон. 19 — нач. 20 вв. и связаны с развитием телефонии, ис­следованиями колебаний пьезоэлектрич. и магнитострикц. резонаторов. Существенным для прогресса Э. яви­лось создание метода электроакустич. аналогий и эквивалентных схем (см. Электроакустические и электромеха­нические аналогии), использование ме­тода электромеханич. многополюсни­ков и метода эквивалентных схем для систем с распределёнными парамет­рами, амплитуда колебаний к-рых существенно зависит от их координат аналогично электрич. длинным линиям и волноводам.

• Фурдуев В. В., Электроакустика, М.— Л., 1948; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1, ч. А, М., 1966, т. 1, ч. Б, М., 1967; С к у ч и к Е., Основы акустики, пер. с англ., т. 1—2, М., 1976.

Р. Е. Пасынков.

ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ АНА­ЛОГИИ, аналогии в законах движе­ния механич. колебат. систем и элект­рич. колебательных контуров. Гл. достоинство Э. и э. а.— возможность использовать методы расчёта и анали­за электрич. колебат. систем при рас­смотрении св-в механич. и акустич. систем (рис.), основана на сходстве дифф. ур-ний, описывающих состояние этих систем.



Примеры электрич. и механич. аналогов: а — последовательный и параллельный оди­ночные электрич. контуры; б — механич. система с одной степенью свободы; в — акус­тич. резонатор.




На основании сопо­ставления сходных ур-ний составля­ется таблица соответствия электрич., механич. и акустич. аналогов, причём в зависимости от того, выбрано ли ур-ние последовательного или параллель­ного электрич. контура для сопостав­ления, различают 1-ю (прямую) и 2-ю (инверсионную) системы аналогий (см. табл.). При рассмотрении акустич. систем наибольшее распространение получила 1-я система аналогий.

Э. и э. а. особенно полезны при определении св-в сложных механич. систем с неск. степенями свободы, аналитич. исследование к-рых реше­нием дифф. ур-ний весьма трудоёмко. Такие системы представляют в виде совокупности электрич. контуров и полученную электрич. схему (экви­валентную схему) анализируют приё­мами электротехники. Метод Э. и э. а. применяется для расчёта электромеха­нич. и электроакустич. преобразовате­лей.

• Фурдуев В. В., Электроакустика, М.— Л., 1948; О л ь с о н Г., Динамиче­ские аналогии, пер. с англ., М., 1947; Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; С к у ч и к Е., Прос­тые и сложные колебательные системы, пер. с англ., М., 1971.

Р. Е. Пасынков.

ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕ­ОБРАЗОВАТЕЛЬ, устройство, преоб­разующее эл.-магн. энергию в энер­гию упругих волн в среде и обратно. В зависимости от направления пре­образования различают Э. п.: излу­чатели и приёмники. Э. п. широко используют для излучения и приёма звука в технике связи и звуковоспро­изведения, для измерения и приёма упругих колебаний в УЗ технике, гид­роакустике и в акустоэлектронике. Наиболее распространённые Э. п. линейны, т. е. удовлетворяют требо­ванию неискажённой передачи сиг­нала, и обратимы, т. е. могут работать и как излучатель, и как приёмник, и подчиняются взаимности принципу. В большинстве Э. п. имеет место двой­ное преобразование энергии: электро­механическое, в результате к-рого часть подводимой к преобразователю электрич. энергии переходит в энер­гию колебаний нек-рой механич. си­стемы, и механоакустическое, при

к-ром колебания механич. системы в среде создают звуковое поле.

Существуют Э. п., не имеющие ме­ханич. колебат. системы и создающие колебания непосредственно в среде, напр. электроискровой излучатель, возбуждающий интенсивные звук. колебания в результате искрового разряда в жидкости, излучатель, дей­ствие к-рого основано на электрострикции жидкостей. Эти излучатели необратимы и применяются редко. К особому классу Э. п. относятся приёмники звука (также необрати­мые), основанные на изменении элект­рич. сопротивления чувствит. эле­мента под влиянием звук. давления, напр. угольный микрофон или ПП приёмники, в к-рых используется тензорезистивный эффект. Когда Э. п. служит излучателем, на его входе за­даются электрич. напряжение U и ток i, определяющие его колебат, скорость v и звук. давление р в созда­ваемом им поле; на входе Э. п.— приём­ника действует давление р или коле­бат. скорость v, обусловливающие напряжение V и ток I на его выходе (на электрич. стороне). Теоретич. рас­чёт Э. п. устанавливает связь между его входными и выходными парамет­рами.

Колебат. механич. системами Э. п. могут быть стержни, пластинки, оболочки разл. формы (полые цилинд­ры, сферы, совершающие разл. вида колебания), механич. системы более сложной конфигурации. Колебат. скорости и деформации, возникающие в системе под воздействием сил, рас­пределённых по её объёму, могут, в свою очередь, иметь достаточно слож­ное распределение. В ряде случаев, однако, в механич. системе можно ука­зать элементы, колебания к-рых с до­статочным приближением характери­зуются только кинетич. и потенц. энергиями и энергией механич. потерь. Эти элементы имеют характер соот­ветственно массы М, упругости 1/С и активного механич. сопротивления r (т. н. системы с сосредоточенными параметрами). Часто реальную систе­му удаётся искусственно свести к эквивалентной ей (в смысле баланса энергий) системе с сосредоточенными

866


параметрами, определив т. н. эк­вивалентные массу М_экв, упругость 1/C_экв и сопротивление трению r_м. Расчёт механич. систем с сосредото­ченными параметрами может быть произведён методом электромеханич. аналогий (см. Электроакустические и электромеханические аналогии). В большинстве случаев при электроме­ханич. преобразовании преобладает преобразование в механич. энергию энергии либо электрического, либо магн. полей (и обратно), соответственно чему обратимые Э. п. могут быть раз­биты на след. группы: электродинамич. преобразователи, действие к-рых основано на электродинамич. эффекте (излучатели) и эл.-магн. индукции (приёмники), напр. громкоговоритель, микрофон; электростатические, дей­ствие к-рых основано на изменении силы притяжения обкладок конден­сатора при изменении напряжения на нём и на изменении заряда или на­пряжения при относит. перемещении обкладок конденсатора (громкогово­рители, микрофоны); пьезоэлектриче­ские преобразователи, основанные на прямом и обратном пьезоэффекте (см. Пьезоэлектричество); эл.-магн. пре­образователи, основанные на колеба­ниях ферромагнитного сердечника в перем. магн. поле и изменении маг­нитного потока при движении сердеч­ника; магнитострикционные преобра­зователи, использующие прямой и обратный эффект магнитострикции.

Св-ва Э. п.— приёмника характе­ризуются его чувствительностью в режиме холостого хода _xx=V/p и внутр. сопротивлением Z_эл. По виду частотной зависимости V/p различают широкополосные и резонансные при­ёмники. Работу Э. п.— излучателя ха­рактеризуют: чувствительность, рав­ная отношению р на определ. расстоя­нии от него на оси хар-ки направлен­ности к U или i; внутр. сопротивле­ние, представляющее собой нагрузку для источника электрич. энергии; акустоэлектрич. кпд _а/эл=W_ак/W_эл, где W_ак — активная излучаемая акустическая мощность, W_эл — ак­тивная электрич. потребляемая мощ­ность, W_ак=Z_нv²₀ (v₀ — колебат. ско­рость точки центра приведения на излучающей поверхности, Z_н — меха­нич. сопротивление акустич. нагруз­ки, равное сопротивлению излучения Z_s, при контакте Э. п. со сплошной средой). Перечисленные параметры зависят от частоты. Величины р и _а/эл достигают макс. значения на частотах механич. резонанса, вслед­ствие чего мощные излучатели де­лают, как правило, резонансными. Конструкции Э. п. существенно за­висят от их назначения и применения и поэтому весьма разнообразны.

• Фурдуев В. В., Электроакустика, М.— Л., 1948; X а р к е в и ч А. А., Тео­рия преобразователей, М.— Л., 1948; М а т а у ш е к И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; Ультразвуковые пре­образователи, пер. с англ., М., 1972.

Б. С. Аронов, Р. Е. Пасынков.

ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ, приборы, принцип действия к-рых обус­ловлен движением эл-нов в высоком вакууме. К Э. п. относятся электрон­ные лампы (выпрямительные, гене­раторные, усилительные, смеситель­ные, индикаторные и др.), электрон­ные приборы СВЧ (клистрон, магнетрон, амплитрон, лампа бегущей волны, лампа обратной волны и др.), электронно-лучевые и фотоэлектрон­ные приборы (кинескоп, иконоскоп, супериконоскоп, ортикон, видикон, плюмбикон, секон, вакуумный фото­элемент, фотоэлектронный умножи­тель, электронно-оптич. преобразователь, рентгеновские трубки и др.). Э. п. широко используются в радио- и телевизионной передающей и при­ёмной аппаратуре, в измерит. и вычис­лит. технике, в устройствах автомати­ки, в медицинских приборах и т. д.

• Власов В. Ф., Электронные и ион­ные приборы, 3 изд., М., 1960; Лебедев И. В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 2, М., 1972; Современные приёмно-усилительные лампы, М., 1967.

Т. М. Лифшиц.

ЭЛЕКТРОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ, то же, что ионная связь.

ЭЛЕКТРОГИРАЦИЯ, возникнове­ние или изменение оптической актив­ности в кристаллах под действием электрич. поля. Напр., в центросимметричном кристалле PbМоО₄ при напряжённости поля 10 кВ возникает оптич. активность, дающая уд. враще­ние плоскости поляризации света ~5° см^-1 на длине волны =400 нм. В кристаллах кварца обнаружена квадратичная зависимость Э. от на­пряжённости поля. В нек-рых сегнетоэлектриках (напр., 5PbO•3GeO₂) от напряжённости поля зависит знак оптической активности. В об­ласти темп-р фазового перехода Э. в сегнетоэлектриках обычно выше, чем Э. в диэлектриках.

• Агранович В. М., Гинз­бург В. Л., Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии и теории эк­ситонов, 2 изд., М., 1979; Федо­ров Ф. И., Теория оптической актив­ности кристаллов, «УФН», 1972, т. 108, в. 4.

И. С. Желудев.

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА, эдс, физ. величина, характеризующая дей­ствие сторонних (непотенциальных) сил в источниках пост. или перем. тока; в замкнутом проводящем конту­ре равна работе этих сил по перемеще­нию единичного положит. заряда вдоль всего контура. Если через Е_сгр обозначить напряжённость поля сто­ронних сил, то эдс ξ в замкнутом контуре L равна



где dl — элемент длины контура.

Потенц. силы электростатич. поля не могут поддерживать пост. ток в цепи, т. к. работа этих сил на замкну­том пути равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровожда­ется выделением энергии — нагрева­нием проводников. Сторонние силы приводят в движение заряж. ч-цы внутри генераторов, гальванич. эле­ментов, аккумуляторов и др. источников тока. Происхождение сторонних сил может быть различным: в генера­торах — это силы со стороны вихре­вого электрич. поля, возникающего при изменении магн. поля со временем, или Лоренца сила, действующая со стороны магн. поля на эл-ны в дви­жущемся проводнике; в гальванич. элементах и аккумуляторах — это хим. силы и т. д. Эдс источника равна электрическому напряжению на его зажимах при разомкнутой цепи. Эдс определяет силу тока в цепи при заданном её сопротивлении (см. Ома закон). Измеряется, как и электрич. напряжение, в вольтах.

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА класси­ческая, теория (неквантовая) по­ведения электромагнитного поля, осу­ществляющего взаимодействие меж­ду электрич. зарядами (электромаг­нитное взаимодействие). Законы клас­сич. макроскопич. Э. сформулированы в Максвелла уравнениях, к-рые позво­ляют определять значения хар-к эл.-магн. поля — напряжённости электрич. поля E и магн. индукции B — в ва­кууме и в макроскопич. телах в зависимости от распределения в пр-ве электрич. зарядов и токов. Вз-ствие неподвижных электрич. зарядов описывается ур-ниями электростати­ки, к-рые можно получить как след­ствие ур-ний Максвелла. Микроско­пич. эл.-магн. поле, создаваемое отд. заряж. ч-цами, в классич. Э. опреде­ляется Лоренца — Максвелла уравне­ниями, к-рые лежат в основе классич. статистич. теории эл.-магн. процессов в макроскопич. телах; усреднение этих ур-ний приводит к ур-ниям Максвелла.

Среди всех известных видов вз-ствия электромагнитное занимает первое место по широте и разнообразию про­явлений. Это связано с тем, что все тела построены из электрически заряженных (положительных и отри­цательных) ч-ц, эл.-магн. вз-ствие между к-рыми, с одной стороны, на много порядков интенсивнее гравита­ционного и слабого, а с другой — явл. дальнодействующим в отличие от сильного вз-ствия. Эл.-магн. вз-стви­ем определяется строение ат. оболочек (см. Атом), сцепление атомов в моле­кулы (силы хим. связи) и образование конденсиров. в-ва (см. Межатомное взаимодействие, Межмолекулярное

взаимодействие). Законы классич. Э. неприменимы при больших частотах и, соответственно, малых длинах электромагнитных волн, т. е. для процессов, протекающих на малых пространственно-временных интерва­лах. В этом случае справедливы зако­ны квантовой электродинамики.

Историческая справка. Простей­шие электрич. и магн. явления были известны ещё в древние времена. Были найдены минералы, притягивающие кусочки железа, а также обнаружено, что янтарь (по-гречески — электрон),

867


потёртый о шерсть (электризация тре­нием), притягивает лёгкие предметы. Однако лишь в 1600 англ. учёный У. Гильберт впервые разграничил электрич. и магн. явления. Он открыл существование магн. полюсов и неот­делимость их друг от друга, устано­вил, что земной шар — гигантский маг­нит. В 17 — 1-й пол. 18 вв. проводи­лись многочисл. опыты с наэлектризов. телами, были построены первые элек­тростатич. машины, основанные на электризации трением, установлено существование электрич. зарядов двух родов (франц. физик Ш. Ф. Дюфе), обнаружена электропроводность металлов (англ. учёный С. Грей). С изобретением первого конденсатора — лейденской банки (1745) — появилась возможность накапливать большие электрич. заряды. В 1747—53 амер. учёный Б. Франклин изложил пер­вую последоват. теорию электрич. явлений, окончательно установил электрич. природу молнии и изобрёл молниеотвод.

Во 2-й пол. 18 в. началось коли­честв. изучение электрич. явлений. Появились первые измерит. приборы — электроскопы разл. конструкций, электромеры. Англ. физик Г. Кавендиш (1773) и франц. физик Ш. Кулон (1785) экспериментально установили закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов (работы Кавендиша были опублико­ваны лишь в 1879). Этот осн. закон электростатики (Кулона закон) впер­вые позволил создать метод коли­честв. определения электрич. заря­дов, основанный на измерении вз-ст­вия между ними. Кулон установил закон вз-ствия полюсов длинных маг­нитов и ввёл понятие магн. зарядов.

След. этап в развитии Э. связан с открытием в кон. 18 в. итал. учёным Л. Гальвани «животного электриче­ства» и с работами его соотечествен­ника А. Вольты, к-рый правильно истолковал опыты Гальвани присут­ствием в замкнутой цепи двух разно­родных металлов и жидкости и изоб­рёл первый источник электрич. тока — гальванич. элемент (т. н. вольтов столб, 1800), с помощью к-рого стало возможным создавать электрический ток в течение длит. времени. В 1802 В. В. Петров, построив гальванич. элемент большой мощности, открыл электрич. дугу, исследовал её св-ва и указал на возможность её примене­ния. В 1807 англ. учёный Г. Дэви, пропустив ток через водные р-ры щело­чей, т. е. осуществив их электролиз, получил неизвестные ранее металлы — натрий и калий. В 1826 нем. физик Г. Ом определил количеств. зависи­мость электрич. тока от напряжения в цепи (Ома закон), а в 1830 нем. учё­ный К. Ф. Гаусс сформулировал осн. теорему электростатики (см. Гаусса теорема). Англ. физик Дж. П. Джоуль установил (1841), что кол-во теп­лоты, выделяемой в проводнике элект­рич. током, пропорц. квадрату силы то­ка; этот закон был обоснован (1842) точными экспериментами Э. X. Ленца (закон Джоуля — Ленца).

Наиболее фундам. открытие было сделано в 1820 дат. физиком X. Эр­стедом; он обнаружил действие элек­трич. тока на магн. стрелку — явле­ние, свидетельствующее о связи между электрич. и магн. явлениями. В том же году франц. физик А. М. Ампер установил закон вз-ствия электрич. токов (Ампера закон). Он показал также, что св-ва пост. магнитов могут быть объяснены, если предположить, что в молекулах намагнич. тел цир­кулируют пост. электрич. токи (мол. токи). Т. о., согласно Амперу, все магн. явления сводятся к вз-ствию токов, магн. же зарядов не существует. С открытиями Эрстеда и Ампера обыч­но связывают рождение Э. как науки.

В 30—40-х гг. в развитие Э. внёс большой вклад англ. учёный М. Фа­радей - - творец общего учения об эл.-магн. явлениях, в к-ром все элек­трич. и магн. процессы рассматрива­ются с единой точки зрения. С помо­щью опытов он доказал, что действия электрич. зарядов и токов не зависит от способа их получения. В 1831 Фара­дей открыл явление электромагнит­ной индукции — возбуждение элект­рич. тока в контуре, находящемся в перем. магн. поле. Это явление, наб­людавшееся также в 1832 амер. учё­ным Дж. Генри, положило начало бурному развитию электротехники. В 1833—34 Фарадей установил законы электролиза. В дальнейшем он пытал­ся также доказать взаимосвязь элект­рич. и магн. явлений с оптическими и открыл поляризацию диэлектриков (1837), явления парамагнетизма и диамагнетизма (1845), магн. вращение плоскости поляризации света (Фара­дея эффект, 1845) и др. Фарадей пред­положил, что наблюдаемое вз-ствие электрических зарядов и токов осу­ществляется через создаваемые ими в пр-ве электрич. и магн. поля, введя т. о. сами эти поля как реальные физ. объекты. Он исходил из концеп­ции близкодействия, отрицая распро­странённую в то время концепцию дальнодействия, согласно к-рой тела действуют друг на друга через пусто­ту. При этом Фарадей ввёл также по­нятие о силовых линиях как механич. натяжениях в гипотетич. среде — эфире. Идеи Фарадея о реальности эл.-магн. поля не сразу получили призна­ние. Первая матем. формулировка законов эл.-магн. индукции была дана нем. физиком Ф. Нейманом в 1845. Им же были введены важные понятия само- и взаимоиндукции токов. Зна­чение этих понятий полностью раскры­лось, когда англ. физик У. Томсон (лорд Кельвин) развил теорию элект­рич. колебаний в контуре, состоящем из конденсатора — электроёмкости — и катушки — индуктивности (1853).

Большое значение для развития Э. имело создание новых приборов и методов измерения, а также единая система электрич. и магн. единиц измерений, созданная Гауссом и нем. физиком В. Вебером (см. Гаусса си­стема единиц). В 1846 Вебер указал на связь силы тока с плотностью электрич. зарядов в проводнике и скоростью их упорядоч. перемещения. Он установил также закон вз-ствия движущихся точечных зарядов, ко­торый содержал новую универсаль­ную электродинамич. постоянную, представляющую собой отношение электростатич. и эл.-магн. единиц заряда и имеющую размерность ско­рости. При эксперим. определении этой постоянной (Вебер и Ф. Кольрауш, Германия, 1856) было полу­чено значение, близкое к скорости света; это явилось определ. указа­нием на связь эл.-магн. явлений с оптическими.

В 1861—73 Э. получила своё разви­тие и завершение в работах Дж. Мак­свелла. Опираясь на эмпирич. законы эл.-магн. явлений и введя гипотезу о порождении магн. поля перем. элек­трич. полем, Максвелл сформулиро­вал фундам. ур-ния классич. Э., наз­ванные его именем. При этом он, по­добно Фарадею, рассматривал эл.-магн. явления как нек-рую форму механич. процессов в эфире. Из ур-ний Максвелла вытекало важное следст­вие — существование эл.-магн. волн, распространяющихся со скоростью света. После экспериментов нем. физика Г. Герца (1886—89), обнару­жившего существование эл.-магн. волн, теория Максвелла получила решающее подтверждение. Вслед за открытием Герца были предприняты попытки установить беспроволочную связь с помощью эл.-магн. волн, за­вершившиеся созданием радио (А. С. Попов, 1896). Ур-ния Максвелла легли в основу эл.-магн. теории света.

В кон. 19 — нач. 20 вв. начался новый этап в развитии Э. Исследова­ния электрич. разрядов в газах увен­чались открытием англ. физиком Дж. Дж. Томсоном дискретности электрич. зарядов. В 1897 Томсон измерил отношение заряда эл-на к его массе, а в 1898 определил абс. вели­чину заряда эл-на. Голл. физик X. Ло­ренц, опираясь на открытие Томсона и молекулярно-кинетич. теорию, за­ложил основы электронной теории строения в-ва (см. Лоренца — Максвел­ла уравнения). В классич. электрон­ной теории в-во рассматривается как совокупность электрически заряжен­ных ч-ц, движение к-рых подчинено законам классич. механики. Ур-ния Максвелла получаются из ур-ний элек­тронной теории статистич. усредне­нием.

Попытки применения законов клас­сич. Э. к исследованию эл.-магн. процессов в движущихся средах натол­кнулись на существ. трудности. Стремясь разрешить их, А. Эйнштейн

868


пришёл (1905) к относительности теории. Эта теория окончательно опровергла идею существования эфи­ра, наделённого механич. св-вами. После создания теории относительно­сти стало очевидным, что законы Э. не могут быть сведены к законам клас­сич. механики. На малых простран­ственно-временных промежутках ста­новятся существенными квант. св-ва эл.-магн. поля, не учитываемые клас­сич. Э. Квант. теория эл.-магн. про­цессов — квантовая электродинами­ка — была создана во 2-й четв. 20 в.

С открытием новых фактов и созда­нием новых теорий значение классич. Э. не уменьшилось, были определены лишь границы её применимости. В этих пределах ур-ния Максвелла и классич. электронная теория сохра­няют силу, являясь фундаментом большинства разделов электротехни­ки, радиотехники, электроники и оп­тики (исключение составляет кванто­вая электроника). С помощью ур-ний Максвелла решаются мн. проблемы поведения плазмы в лаб. условиях и в космосе (см. Плазма, Управляемый термоядерный синтез, Звёзды) и мн. др. задачи теор. и прикладного хар-ра.

• Максвелл Дж. К., Избр. соч. по теории электромагнитного поля, пер. с англ., М., 1952; Лоренц Г. А., Теория электронов и ее применение к явлениям света и теплового излучения, пер. с англ., 2 изд., М., 1953; Т а м м И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Кудрявцев П. С., История физики, [2 изд.], т. 1—2, М., 1956; Л ь о ц ц и М., История физики, пер. с итал., М., 1970.

Г. Я. Мякишев.