совокупность явлений, обусловленных существованием,движением и взаимодействием заряженных тел или частиц - носителейэлектрических зарядов. Связь электричества и магнетизма Взаимодействиенеподвижных электрических зарядов осуществляется посредствомэлектростатического поля. Движущиеся заряды электрический( ток) наряду сэлектрическим полем возбуждают и магнитное поле, то есть порождаютэлектромагнитное поле, посредством которого осуществляютсяэлектромагнитные взаимодействия. Таким образом, электричество неразрывносвязано с магнетизмом. Электромагнитные явления описываются классическойэлектродинамикой, в основе которой лежат уравнения Максвелла.Происхождениетерминов ""электричество"" и ""магнетизм""Простейшие электрические и магнитныеявления известны с глубокой древности. Близ города Магнесия в Малой Азиибыли найдены удивительные камни (по месту нахождения их назвалимагнитными, или магнитами), которые притягивали железо. Кроме того,древние греки обнаружили, что кусочек янтаря (греч. elektron, электрон),потертый о шерсть, мог поднять маленькие клочки папируса. Именно словам""магнит"" и ""электрон"" обязаны своим происхождением термины ""магнетизм"",""электричество"" и производные от них.Электромагнитные силы вприродеКлассическая теория электричества охватывает огромную совокупностьэлектромагнитных процессов. Среди четырех типов взаимодействий -электромагнитных, гравитационных, сильных ядерных( и слабых, существующихв природе, электромагнитные взаимодействия занимают первое место по широтеи разнообразию проявлений. В повседневной жизни, за исключением притяженияк Земле и приливов в океане, человек встречается в основном только спроявлениями электромагнитных сил. В частности, упругая сила пара имеетэлектромагнитную природу. Поэтому смена ""века пара"" ""веком электричества""означала лишь смену эпохи, когда не умели управлять электромагнитнымисилами, на эпоху, когда научились распоряжаться этими силами по своемуусмотрению.Трудно даже перечислить все проявления электрических (точнее,электромагнитных) сил. Они определяют устойчивость атомов, объединяютатомы в молекулы, обусловливают взаимодействие между атомами и молекулами,приводящее к образованию конденсированных (жидких и твердых) тел. Все видысил упругости и трения также имеют электромагнитную природу. Велика рольэлектрических сил в ядре атома. В ядерном реакторе и при взрыве атомнойбомбы именно эти силы разгоняют осколки ядер и приводят к выделениюогромной энергии. Наконец, взаимодействие между телами осуществляетсяпосредством электромагнитных волн - света, радиоволн, теплового излученияи др.Основные особенности электромагнитных силЭлектромагнитные силы неуниверсальны. Они действуют лишь между электрически заряженными частицами.Тем не менее они определяют структуру материи и физические процессы вшироком пространственном интервале масштабов - от 10-13 до 107 см (наменьших расстояниях определяющими становятся ядерные взаимодействия, а набольших - нужно учитывать и гравитационные силы). Главная причина в том,что вещество построено из электрически заряженных частиц - отрицательных -электронов и положительных атомных ядер. Именно существование зарядов двухзнаков - положительных и отрицательных - обеспечивает действие как силпритяжения между разноименными зарядами, так и сил отталкивания междуодноименными, и эти силы очень велики по сравнению с гравитационными.Сувеличением расстояния между заряженными частицами электромагнитные силымедленно обратно( пропорционально квадрату расстояния) убывают, подобногравитационным силам. Но заряженные частицы образуют нейтральные системы -атомы и молекулы, силы взаимодействия между которыми проявляются лишь наочень малых расстояниях. Существенен также сложный характерэлектромагнитных взаимодействий: они зависят не только от расстояний междузаряженными частицами, но и от их скоростей и даже ускорений.Применениеэлектричества в техникеШирокое практическое использование электрическихявлений началось лишь во второй половине 19 в., после создания Дж. К.Максвеллом классической электродинамики. Изобретение радио А. С. Поповым иГ. Маркони - одно из важнейших применений принципов новой теории. Впервыев истории человечества научные исследования предшествовали техническимприменениям. Если паровая машина была построена задолго до создания теориитеплоты (термодинамики), то сконструировать электродвигатель илиосуществить радиосвязь оказалось возможным только после открытия иизучения законов электродинамики.Широкое применение электричества связанос тем, что электрическую энергию легко передавать по проводам на большиерасстояния и, главное, преобразовывать с помощью сравнительно несложныхустройств в другие виды энергии: механическую, тепловую, энергию излученияи т. д. Законы электродинамики лежат в основе всей электротехники ирадиотехники, включая телевидение, видеозапись и почти все средства связи.Теория электричества составляет фундамент таких актуальных направленийсовременной науки, как физика плазмы и проблема управляемых термоядерныхреакций, лазерная оптика, магнитная гидродинамика, астрофизика,конструирование вычислительных машин, ускорителей элементарных частиц идр.Бесчисленные практические применения электромагнитных явленийпреобразовали жизнь людей на земном шаре. Человечество создало вокруг себя""электрическую среду"" - с повсеместной электрической лампочкой иштепсельной розеткой почти на каждой стене.Границы применимостиклассической электродинамикиС прогрессом науки значение классическогоучения об электричестве не уменьшилось. Были определены лишь границыприменения классической электродинамики. Эти границы устанавливаютсяквантовой теорией. Классическая электродинамика успешно описываетповедение электромагнитного поля при достаточно медленных колебаниях этогополя. Чем больше частота колебаний, тем отчетливее обнаруживаютсяквантовые (корпускулярные) свойства электромагнитногополя.Литература:Максвелл Дж. К. Избранные сочинения по теорииэлектромагнитного поля: Пер. с англ. М., 1952.Кудрявцев П. С. Историяфизики. М., 1956.Льоцци М. История физики: Пер. с итал. М., 1970.Тамм И.Е. Основы теории электричества. 10 изд. М., 1989.Г. Я. МякишевЭЛЕКТРО... (от электричество) - часть сложных слов, указывающая наотношение к электричеству.
|
