Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Концепции современного естествознания

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ СТАНОВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА

ТЕМА 6 НАЧАЛО КРУШЕНИЯ МЕХАНИСТИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА

Основные вопросы: 1. Открытие электромагнетизма. Фарадей, Максвелл, Герц. 2. Понятие поля. 3. Можно ли электромагнитные взаимодействия свести к механическим? 4. Парадигма целостного мира.

1. ОТКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА. ФАРАДЕЙ, МАКСВЕЛЛ, ГЕРЦ

Во второй половине XIX в. большинство ученых было убеждено, что все физические явления сводятся к механическим взаимодействиям и могут быть объяснены на основе механических принципов — этому способствовали главным образом блестящие достижения механики, основанные на законах Ньютона.

Механика была поставлена в положение «царицы наук». Развитию механистических представлений способствовали, в частности, успехи в описании на базе механики движений жидкостей и газов, колебаний упругих тел, а также создание кинетической теории теплоты: окончательно было установлено, что теплорода не существует, а теплота есть движение.

Сложившаяся к концу XIX в. механистическая картина мира (механицизм) уподобляла мир огромному и жесткому часовому механизму, ход которого до мельчайших деталей неукоснительно следует логике причины и следствия, воплощенной в законах Ньютона.

Крушение механистической картины мира происходило постепенно. Начало ему было положено открытиями в области электромагнетизма, которые связаны с именами Фарадея (1791-1867), Максвелла (1831-1879) и Герца (1857— 1894). В 1831 г. Майкл Фарадей экспериментальным путем обнаружил явление электромагнитной индукции. В середине XIX в. Джеймс Максвелл, основываясь на идеях Фарадея, объединил учение об электрических и магнитных явлениях в единую теорию — электродинамику (до этого электрические и магнитные явления длительное время изучались отдельно). В 1865 г. Максвелл опубликовал свою фундаментальную работу «Динамическая теория электромагнитного поля», в которой были приведены математические уравнения электродинамики. Согласно Максвеллу, состояние электромагнитного поля характеризуется четырьмя векторами: напряженности электрического поля, магнитного поля, а также электрической и магнитной индукции. Уравнения Максвелла позволяют при заданных начальных значениях параметров поля и граничных условиях для некоторого объема выявить динамику электромагнитного поля, т. е. определить указанные четыре вектора в любой момент времени.

Первое экспериментальное подтверждение теории электродинамики получено в 1887 г.: Генрих Герц создал генератор электромагнитных волн и осуществил их прием на некотором расстоянии от передатчика. Так впервые были искусственно созданы радиоволны.

Из уравнений Максвелла следовало, что в электромагнитном поле существуют волны, которые распространяются с огромной, но все же конечной скоростью 300 000 км/с. То, что скорость распространения электромагнитных волн с высокой точностью совпадает со скоростью света в вакууме, навело Максвелла на мысль, что свет представляет собой электромагнитные волны определенного диапазона частот. Таким образом, Максвелл сделал решающий шаг в построении единой теории разных физических взаимодействий, объединив в своей электродинамике электричество, магнетизм и свет. Эта теория объяснила множество явлений, связанных со светом (таких как интерференция, дифракция, преломление, отражение, рассеяние). В дальнейшем оказалось, что к электромагнитным излучениям, помимо видимого света, относятся инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, имеющие преимущественно тепловое происхождение.

Другой вид электромагнитного излучения — рентгеновское — также имеет тепловое происхождение или порождается движением заряженных частиц в магнитных полях. Источником космического рентгеновского излучения служат двойные звезды (одна из пары звезд мала, обладает огромной плотностью и «втягивает» вещество второй звезды;

при падении на ее поверхность оно разогревается и становится источником рентгеновского излучения).

При столкновении заряженных частиц космических лучей с атомами земной атмосферы происходит коротковолновое излучение (у-излучение и рентгеновское). Радиоактивный распад атомных ядер является главным «поставщиком» у-излучения у поверхности Земли.

Излучают электромагнитные волны и все живые существа. Прежде всего, как любое нагретое тело, — инфракрасное излучение. При исследовании физических полей человека обнаружено излучение не только в инфракрасном, но и в радиодиапазоне. Некоторые животные, например светлячки и глубоководные рыбы, испускают видимый свет, который получается за счет химических реакций (так называемый холодный свет). При реакциях, связанных с делением клеток растительных и животных тканей, излучается ультрафиолет. Таким образом, электромагнитные излучения различных типов пронизывают весь космос, Землю и все находящиеся на ней тела.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы