Силовая линия в Фарадея «расширенном смысле ы является синонимом Максвелла » ы линии индукции . [1] Согласно Дж. Дж. Томсону , Фарадей обычно обсуждает силовые линии как цепочки поляризованных частиц в диэлектрике, но иногда Фарадей считает, что они существуют сами по себе, как будто они простираются в вакууме. [2] В дополнение к силовым линиям Дж. Дж. Томсон - подобно Максвеллу - также называет их трубками электростатической индуктивности или просто трубками Фарадея. [2] С точки зрения 20-го века силовые линии - это энергетические связи, встроенные в единую теорию поля 19-го века, которая привела к более математически и экспериментально сложным концепциям и теориям, включая уравнения Максвелла, электромагнитные волны и относительность Эйнштейна.
Силовые линии возникли у Майкла Фарадея, теория которого утверждает, что вся реальность состоит из самой силы . Его теория предсказывает, что электричество, свет и гравитация имеют конечные задержки распространения. Теории и экспериментальные данные более поздних ученых, таких как Максвелл, Герц, Эйнштейн и другие, согласуются с разветвлениями теории Фарадея. Тем не менее теория Фарадея остается отличной. В отличие от Фарадея, Максвелл и другие (например, Дж. Дж. Томсон) считали, что свет и электричество должны распространяться через эфир . В теории относительности Эйнштейна нет эфира, но физическая реальность силы намного слабее, чем в теориях Фарадея. [3] [4]
Историк Нэнси Дж. Нерсесян в своей статье «Концепция поля Фарадея» проводит различие между идеями Максвелла и Фарадея: [5]
Специфические черты концепции поля Фарадея, в ее «любимой» и наиболее полной форме, заключаются в том, что сила является субстанцией, что она является единственной субстанцией и что все силы взаимопреобразуемы посредством различных движений силовых линий. Эти черты «любимого понятия» Фарадея не получили продолжения. Максвелл в своем подходе к проблеме нахождения математического представления для непрерывной передачи электрических и магнитных сил считал их состояниями напряжения и деформации в механическом эфире. Это было частью совершенно иной сети убеждений и проблем, с которой работал Максвелл.
Взгляды Фарадея
Сначала Фарадей рассматривал физическую реальность силовых линий как возможность, однако несколько ученых согласны с тем, что для Фарадея их физическая реальность стала убеждением. Один ученый датирует это изменение 1838 годом. [6] Другой ученый датирует это окончательное укрепление своей веры 1852 годом. [7] Фарадей экспериментально изучил силовые линии магнитного поля и линии электростатической силы, показав, что они не соответствуют действию на расстоянии. модели. В 1852 году Фарадей написал статью «О физическом характере линий магнитной силы», в которой исследовал гравитацию, излучение и электричество и их возможные отношения со средой передачи, распространением передачи и принимающей сущностью.
Виды Максвелла
Первоначально Максвелл придерживался агностического подхода в своей математизации теорий Фарадея. Это видно в статьях Максвелла 1855 и 1856 годов: «О силовых линиях Фарадея» и «Об электротоническом состоянии Фарадея». В статье 1864 года « Динамическая теория электромагнитного поля » Максвелл отдает научный приоритет электромагнитной теории света Фарадею и его статье 1846 года « Мысли о лучевых колебаниях ». [8] Максвелл писал:
Фарадей обнаружил, что когда плоско поляризованный луч проходит через прозрачную диамагнитную среду в направлении линий магнитной силы, создаваемых соседними магнитами или токами, плоскость поляризации начинает вращаться.
Концепция распространения поперечных магнитных возмущений в ущерб нормальным четко изложена профессором Фарадеем в его «Мыслях о лучевых колебаниях». Предложенная им электромагнитная теория света по сути совпадает с той, которую я начал развивать в этой статье, за исключением того, что в 1846 году не было данных для расчета скорости распространения.
Труба силы
Максвелл изменил Фарадей фразы силовых линии для силовых трубок , при выражении своего жидкостного предположения , связанное с его математизацией теории Фарадея. [6] трубка силы , которая также называется трубка электростатической индукции или поля трубки , являются линии электрической силы , которая перемещается таким образом , что ее начало прослеживает замкнутую кривую на положительной поверхности, ее конец будет проследить соответствующую замкнутую кривую на отрицательная поверхность, а сама силовая линия будет создавать индуктивную трубчатую поверхность. Такая трубка называется « Соленоид ». Давление под прямым углом к трубке силы, равной половине произведения диэлектрической и магнитной плотности. Если из-за роста поля силовые трубки расширяются в стороны или в ширину, возникает магнитная реакция на это увеличение силы электрического тока. Однако, если силовая трубка движется в конце, сопротивление для ограничения скорости незначительное или отсутствует. Силовые трубки поглощаются телами, передающими импульс и гравитационную массу. Силовые трубки - это группа электрических силовых линий.
Магнитные кривые
В самом начале своего исследования (около 1831 г.) Фарадей называет модели явно непрерывных кривых, прослеживаемых в металлических опилках вблизи магнитных кривых . Позже он называет их просто примером магнитных силовых линий или просто силовых линий. [9] Со временем Фарадей также стал использовать фразу «магнитное поле». [10]
Смотрите также
Другие соответствующие документы
- Фарадей, Майкл, «Мысли о вибрациях лучей», Philosophical Magazine, май 1846 г., или Experimental Researches, iii, p. 447
- Фарадей, Майкл, Экспериментальные исследования, Серия 19.
Заметки
- ^ 1907 Британская энциклопедия, стр. 64
- ^ a b Заметки о недавних исследованиях электричества и магнетизма , Джозеф Джон Томсон, Джеймс Клерк Максвелл, 1883 г.
- ^ Направление сил , Уильям Берксон, 1974
- ^ Силы и поля , Мэри Б. Гессе , 1961
- ^ Фарадей заново открыл: Очерки жизни и творчества Майкла Фарадея, 1791-1867 , Дэвида Гудинга, Фрэнка А.Дж. Джеймса, Stockton Press , 1985, ISBN 0-943818-91-5 , ISBN 978-0-943818-91-7 , 258 страниц, страница 183-
- ^ a b Истоки теории поля , Л. Пирс Уильямс (Корнельский университет), 1966, Random House, стр. 88 (а), стр.124 (б)
- ^ Энергия, сила и материя , PM Harman, 1982, Cambridge University Press, стр. 80
- ^ В Уильямс. «Подкрадываясь к Эйнштейну» . Проверено 29 октября 2008 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Экспериментальные исследования Фарадея в электричестве: первая серия, Говард Дж. Фишер, 2004, Green Lion Press, стр. 22 et al.
- ↑ Колин А. Рассел , Майкл Фарадей: Физика и вера , 2000, Oxford University Press , стр. 99-100 Глава 9 «Электромагнетизм:« Играя на полях Господа »