|
Начну с рассмотрения весьма простого явления. В точке 1 находится заряд е (см. рисунок). Тогда на расстоянии а от него в точке 2 возникает электрическое поле напряженностью (1) Если в точке 2 будет находиться заряд е', то между обоими зарядами возникнет механическая сила электростатической природы. (2) Если заряд е движется со скоростью и, то в точке на расстоянии а возникает еще магнитное поле напряженностью (3) где с — скорость света. Если заряд е в точке 2 движется параллельно заряду с той же скоростью и, то на него действует сила электромагнитной природы. Как хорошо известно, она равна Таким образом, полная сила между параллельно движущимися зарядами будет равна Отсюда видно, что основная сила создается электростатическим взаимодействием и из нее вычитается сила магнитного взаимодействия (член с коэффициентом и2/с2), которая возникает при движении зарядов е и е' в магнитном поле. Теперь положим, что наблюдатель тоже движется с той же скоростью и параллельно зарядам. Тут мы встречаемся с парадоксом, так как этот наблюдатель, в отличие от покоящегося, будет описывать ту же силу взаимодействия частиц как чисто электростатическую. Для него магнитное поле как бы не будет существовать. Этот простой пример наглядно выявляет природу электромагнитного поля, и я его обычно привожу на лекциях студентам. В наши дни этот парадокс хорошо объясняется теорией относительности. Я вспомнил о нем, так как в несколько более общей форме он разбирается у Максвелла в последней главе его «Трактата по электричеству и магнетизму». Но в то время трактовка этого явления вызывала существенные затруднения. Я привел этот пример для того, чтобы привлечь ваше внимание к тому, что первое изда ние «Трактата» Максвелла вышло ровно 100 лет тому назад. (3) где с — скорость света. Если заряд е в точке 2 движется параллельно заряду с той же скоростью и, то на него действует сила электромагнитной природы. Как хорошо известно, она равна (4) (5) На рисунке воспроизведена заглавная страница этой замечательной книги, которую я купил еще в 1921 г. за несколько шиллингов у букиниста на рынке в Кембридже.) Я думаю, что нашей конференции, посвященной магнетизму, нельзя пройти мимо этой юбилейной даты. Если «Principia» Ньютона являются теоретическим обобщением экспериментальных работ Галилея и положили основу механики, то «Трактат» Максвелла следует рассматривать как теоретическое обобщение экспериментальных работ Фарадея, положивших основу современной электродинамики. — 198 —
|