- Регистрация
- 5 Ноя 2019
- Сообщения
- 6.133
- Реакции
- 2.413
- Баллы
- 113
Про электрическое поле нам известно только то, что это особый вид материи, который существует вокруг проводников с током.
Любой школьный учебник даёт примерно такое определение электрического поля:
Электрическим полем называется особый вид материи, который окружает электрические заряды.
Есть и более полные определения. Например, википедия описывает электрическое поле так:
Электрическое поле — это физическое поле, которое окружает каждый электрический заряд и оказывает силовое воздействие на все другие заряды, притягивая или отталкивая их.
Также отмечается, что электрическое поле - это одна из составляющих электромагнитного поля. Да и мы уже привыкли к тому, что если в физике появился разговор про электричество, то где-то рядом будет и магнетизм.
Почему важно разобраться
Электрическое поле - фундаментальное понятие физики. Описывается оно подобным приведенным нами образом во всех учебниках и образовательных материалах, но более глубокого понимания проблемы так и нет.
Так рисуют электрическое поле и его силовые линии
Важность правильного понимания термина электрического поля для нас очевидна. Ведь вся электрофизика строится на этом понятии! Так, даже определение электрического тока завязано на том, что участвует электрическое поле.
Электрическим током, как мы помним, называется упорядоченное движение частиц под воздействием электрического поля.
Электрическое поле точно есть!
Физически обнаружить электрическое поле можно очень просто. Опять же, вспомним классический пример из школьной физики. Берем кусочки бумажки и натираем расчёску о волосы. Подносим расчёску к бумажкам и наблюдаем реакцию этих бумажек на поднесение расчёски уже на некотором расстоянии. Тут мы и видим электрическое поле и его действие на пробный заряд! Поле существует вокруг расчёски, а пробный заряд - бумажка.
Классический опыт
Размышления об электрическом поле появились в тот момент, когда стало понятно, что как таковые электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Они воздействуют друг на друга через некоторую прослойку. Но при всём при этом было ясно, что эта прослойка не является обычным воздухом в нашем понимании или какой-либо другой простой средой. Ведь без существования другого заряда, никакого воздействия от этой среды не наблюдалось.
Значит, вокруг заряда действительно должна существовать некоторая материя, способная проходить через предметы и оказывать силовое влияние на помещенную в неё частицу.
Но если состав самого обычного ветра мы можем объяснить и понимаем, что ветер состоит из воздуха, а воздух состоит из частиц газа и так далее, то вот однозначно сказать, что электрическое поле состоит, например, из электронов, мы не можем. Остается только довольствоваться определением "особый вид материи".
В общем-то, такого понимания достаточно для стандартных инженерных изысканий, но для понимания физики процесса было бы полезно разобраться с природой самого поля.
Но что, если попробовать понять состав электрического поля?
Для начала отметим нужный момент. Физика разделяет понятия вещество и поле. Поля бывают самые разные и наука не рассматривает их как вещество, а значит не может разложить каждое поле, подобно веществам, на составляющие части. Мы же пытаемся воспринимать поле как некоторый материал. Это справедливый подход, но всегда нужно помнить, что работаем мы с объектами другой природы! Ученые просто констатируют факт наличия некоторого поля и всё. Но есть и более глубокие изыскания.
Более глубокое объяснение пытались дать сторонники теории эфира, но были в результате лишь осмеяны. По их мнению, все подобные взаимодействия осуществляются посредством эфира - некоторой невидимой субстанции, обеспечивающей все такие влияния и передачи.
Теорию эфира можно оправдать хотя бы тем, что все поля между собой взаимодействуют. Магнитное, электрическое, электромагнитное, электростатическое и другие. Логично следует, что это одни и те же поля одной природы или тот самый всеобъемлющий эфир. Состоят тогда все поля тоже из одинаковых составляющих.
В квантовой физике электрическое поле рассматривается, как скопление фотонов, обладающих некоторой энергией. Но поле не может состоять из фотонов! Поэтому, по мнению ученых электрическое поле образовано виртуальными фотонами - частицами с энергией E=hv и импульсом p=hv/c. При этом эти частицы должны быть лишены массы, а потому они и виртуальные. Не далеко ушло от теории эфира, согласитесь. Но это опять-таки, лишь теория и реально увидеть эти виртуальные фотоны пока никому не удавалось.
Вместо заключения
Похоже и правда остается довольствоваться тем, что электрическое поле - особый вид материи, существующий вокруг проводников и заряженных частиц. А что это за материя... "наука пока не в курсе дела"(с) и ей только ещё предстоит это выяснить.
Ну а пока никто не знает, из чего состоит электрическое поле! И, стало быть научное сообщество, не может разобрать его на атомы, как сделали это с любым привычным материалом типа досок или камней...
И что остается простому люду?
Пока воспринимать поле именно как поле и... принципиально другую субстанцию!
