Электромагнитное поле
Электромагнитное поле, как и любое другое, обладает энергией и импульсом. Применительно к определению энергии электромагнитной волны удобно расширить понятие потока (в данном случае энергии) до представления плотности потока энергии. Понятие потока было впервые введено русским физиком Н. А. Умовым (1846—1915),который занимался и более общими вопросами естествознания, в том числе связи живого в природе с энергией. Плотность потока энергии — это величина, определяемая электромагнитной энергией, проходящей через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны, в единицу времени. Физически это означает, что изменение энергии внутри объема пространства определяется ее потоком.
Импульс световой волны проще определить из известной формулы Эйнштейна 
, в которую входит скорость света с как скорость распространения электромагнитной волны. В формуле отражена не только взаимосвязь между энергией Ε и массой т, но и закон сохранения полной энергии в любом физическом процессе, а не отдельно массы и энергии.
Так как энергии Ε соответствует масса т, импульс электромагнитной волны p с учетом скорости с электромагнитной волны будет равен 
Такое рассуждение приведено для наглядности, так как, строго говоря, эту формулу получить из соотношения Эйнштейна некорректно, поскольку экспериментально установлено, что масса покоя фотона как кванта света равна нулю.
|
|
|
С позиций современного естествознания именно Солнце как источник электромагнитного излучения обеспечивает условия жизни на Земле, и эту энергию и импульс мы можем определить физическими законами количественно. Поскольку есть импульс света, значит свет оказывает давление на поверхность Земли. Почему мы не испытываем его? Ответ заключается в приведенной выше формуле, в которой с имеет огромное значение. Экспериментально давление света было обнаружено русским физиком П. Н. Лебедевым (1866—1912), а во Вселенной оно проявляется в наличии и положении кометных хвостов. Примером, подтверждающим, что поле обладает энергией, служит передача сигналов от космических станций или с Луны на Землю. Хотя эти сигналы и распространяются со скоростью света с, но с конечным временем из-за больших расстояний (от Луны сигнал идет за время, равное 1.3 с, от Солнца — 7 с). Вопрос: где сосредоточена энергия излучения между передатчиком на космической станции и приемником на Земле? В соответствии с законом сохранения она содержится именно в электромагнитном поле.
Передача энергии в пространстве может осуществляться только в переменных электромагнитных полях, когда изменяется скорость частицы. При постоянном электрическом токе создается постоянное магнитное поле, которое действует на заряженную частицу перпендикулярно направлению ее движения, и оно не совершает работы. В случае переменного магнитного поля, вызванного переменным электрическим полем, заряды в проводнике испытывают ускорение вдоль направления движения и энергия может передаваться зарядам, находящимся в пространстве вблизи проводника. Поэтому только движущиеся с ускорением заряды могут передавать энергию посредством создаваемого ими переменного электромагнитного поля.
|
|
|
Введенное ранее понятие поля как некоторого распределения соотвествующих величин или параметров в пространстве и времени можно применять ко многим явлениям не только в природе, но и в экономике или социуме при построении соответствующих физических моделей. Необходимо только в каждом случае убеждаться, обнаруживает ли выбранная физическая величина или ее аналог такие свойства, чтобы описание ее с помощью модели поля оказалось полезным. Важно, чтобы в этих моделях учитывалась непрерывность величин, описывающих свойства рассматриваемого поля.
Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 102; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!