Концепции макромира классической физики и концепции микромира современной науки
Теория волны света в начале XIX века была вновь выдвинута английским физиком Т.Юнгом и французским ученым О.Д.Френелем. Т.Юнг на основе теории волны сумел объяснить явление интерференции, то есть явление усиления или ослабления друг другом во взаимном порядке когерентных волн света, встречающихся в любой точке пространства. Согласно теории волны усиления или ослабления друг другом когерентных волн света зависит от совпадения друг с другом выпуклостей или впадин встречающихся волн.
Явление интерференции дифракции объяснялись только в рамках теории волны и не находили никакого своего объяснения в рамках корпускулярной теории света.
В этот период существовала другая область физики, которая адекватно не считалась с механическими законами – область электромагнитных явлений. Опыты английского естествознателя М.Фарадея и теоретические исследования физика К.Максвелла перевернули с ног на голову существующие представления о существовании единственного вида материи - дискретного вещества и заложили основу электромагнитной картины мира. Датский естествознатель Х.Эрстед, изучавший магнитное влияние электрического тока в 20-х годах прошлого века открыл явление электромагнетизма. Продолжавший исследования в этом направлении М.Фарадей доказал на чувствительных опытах, что изменение магнитного поля, проходящего через замкнутый контур, порождает течение индукции в этом контуре. Это явление, которое открыло новый период в истории физики, получило название электромагнитной индукции. Обладающий талантом великого исследователя и широким воображением Фарадей на основе анализа результатов реализованных в жизнь физических опытов выдвинул понятие «силовые линии» и с его помощью дал точное описание меняющегося от точки к точке влияния электрических сил в «силовом поле». Опираясь на представления о силовых линиях он вскоре выдвинул гениальную мысль о том, что в природе существует родственная связь между электричеством и светом. Исходя из идеи единства света и электричества Фарадей в новой оптике, которую он хотел создать и обосновать экспериментальным путем начал рассматривать свет как колебание в силовом поле и в результате пришел к заключению о том, что учение об электричестве и оптика находятся во взаимной связи друг с другом и создают единую область.
К.Максвелл, доказывавший исследования М.Фарадея в области электромагнетизма, подошел к его идее о магнетизме и электричестве с математической точки зрения и выразил ее математическими формулами. В понимании Фарадея понятие «силовое поле» было только вспомогательным математическим понятием. К.Максвелл же придал этому понятию физическое значение и рассматривал его как независимую реальность. Он по этому поводу писал: «Электромагнитная область – часть пространства, содержащая и окружающая находящиеся в состоянии электричества или магнетизма тела».[2] Максвелл на основе объединения обнаруженных экспериментальным путем законов электромагнитных явлений и явления электромагнитной индукции чисто математическим способом создал систему дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные процессы. Давший полное описание электромагнитных явлений в границах их применения Максвелл создал систему уравнений точь-в-точь как система механики Ньютона – завершенную, адекватную, совершенную с точки зрения логики. Из этих уравнений вытекал вывод о том, что вполне возможно существование электромагнитного поля, «не связанного» ни с каким электрическим зарядом. Согласно дифференциальным уравнениям Максвелла вихревые электрические и магнитные поля определяются не их изменением, а изменением другого поля с течением времени: интенсивность вихревого электрического поля определяется изменением с течением времени магнитного поля и наоборот, интенсивность вихревого магнитного поля определяется временными изменениями электрического поля 
.
Поэтому, если в какой-либо точке пространства существует меняющихся с течением времени магнитное поле, значит вокруг этой точки создается меняющееся с временем (вихревое) электрическое поле и наоборот. В результате этого процесса происходит постоянное изменение векторов электрическое и магнитного полей, уже не связано с электрическим зарядом и рассматривается в пространстве как отдельное от него независимое существование. Теоретические вычисления показали, что скорость рассеивания электрического поля в пространстве равна скорости волны по своей природе являются электромагнитными волнами. Выдвинутая в 1945 году М.Фарадеем и обоснованная в 1862 году К.Максвеллом идея о едином происхождении света и электричества в 1888 году была подтверждена немецким физиком Г.Герцем экспериментально. В опытах между заряженными шариками, получались электромагнитные волны и эти волны, попадая на виток кругового провода, создают в нем ток. Герц, изучавший отражение и интерференцию электромагнитных волн, доказал существование их волнообразного процесса и измерил длину волн. Герц, измерив скорость электромагнитных волн на основе скорости колебаний, заметил, что их скорость равна скорости света. Опыты Герца непосредственно утвердили истинность гипотезы Максвелла. После опытов Герца понятие «поле» в физике стало не вспомогательным математическим сочетанием, а было утверждено как объективно существующая физическая реальность. Таким образом, был обнаружен новый вид поля, материал нового качества присущий ей.
Таким образом, в конце XIX века физика пришла к выводу о том, что материя существует в двух формах: дискретное вещество и непрерываемое поле.[3]
Вещество – вид материи, обладающий покоящейся массой или механической массой. Вещество состоит из атомов и существует в 7 агрегатных состояниях: твердое, жидкое, газ, плазма, эпиплазма, нейтрон, вакуум.
Другой вид материи – поле – это материальная среда, связывающая тела друг с другом и переносящая влияние с одного тела на другое. В качестве примеров физических полей можно назвать гравитационное (притяжения) поле, электрическое поле, магнитное поле, электромагнитное поле, поле ядерных сил, различные мезонские поля и другие.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10