Избранные сочинения по теории электромагнитного поля - Клерк Дж.
Скачать (прямая ссылка):
попереч* пы к направлению распространения, и такие волнй могут обладать
всеми свойствами поляризованного света.
(96) Единственной средой, в которой производились опыты для определения
значения к, был воздух, в котором (J. равно единице, откуда по уравнению
(46)
7-о. (72).
Согласно электромагнитным опытам Вебера и Кольра-уша *)
v - 310 740 ООО метров в секунду
является количеством электростатических единиц в одной электромагнитной
единице электричества, и это согласно нашему результату должно быть равно
скорости света в воздухе или вакууме.
Скорость света в воздухе по опытам Физо **) равна:
V = 314 858 ООО,
а согласно более точным опытам Фуко***)
V = 298 000000.
Скорость света в пространстве, окружающем Землю, выведенная из
коэффициента аберрации и из величины
*) Pogg. Ann., стр. 10, август 1856 г. (русск. изд. в сборнике "Из
предистории радио", Изд. All СССР, 1948 г.)
**) Comptes Rendus, т. XXIX, стр. 90, 1849.
***) Там же, т. LV, стр. 501, 792, 1862.
ДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ 321
радиуса земной орбиты, равна:
V --- 308 000000.
(97) Сйедователыю, скорость света, определенная экспериментально,
достаточно хорошо совпадает с величиной v, выведенной из единственного
ряда экспериментов, которыми мы до сих пор располагаем. Значение v было
определено путем измерения электродвижущей силы, при помощи которой
заряжается конденсатор известной емкости, разряжая конденсатор через
гальванометр, чтобы измерить количество электричества в нем в
электромагнитных единицах. Единственным применением света в этих опытах
было использование его для того, чтобы видеть инструменты. Значение V,
найденное Фуко, было получено путем определения угла, па который
поворачивается вращающееся зеркало, пока отраженный им свет прошел туда и
обратно вдоль измеренного пути. При этом не пользовались каким-либо
образом электричеством и магнетизмом. Совпадение результатов, невидимому,
показывает, что свет и магнетизм являются проявлениями свойств одной и
той же субстанции и что свет является электромагнитным возмущением,
распространяющимся через ноле в соответствии с законами
электромагнетизма.
(98) Возвратимся теперь к уравнениям, приведенным в параграфе (94), в
которых встречаются величины / иб, и рассмотрим, может ли
распространиться через среду какой-либо другой род возмущений, зависящий
от этих величин, которые исчезли из окончательных уравнений.
.Если мы определим % из уравнения
+ <и>
и F', G', Н' из уравнений
р'-.р-А, Р'.)
ТО
dFf , dCV dW п "
Их + ~' (70)
21 Максвелл
322 ДЖЕМС КЛЁРК МАКСВВЛЛ
и уравнения, приведенные в параграфе (94), примут вид
*(tm)'"Мт + ет(>+-гг)]' <76>
Дифференцируя эти три уравнения по х, у, z и складывая, мы находим, что
-$¦ + ? (ж, У, А (77)
и что
ftW' = 4i* j
AV*G' = 4^^(r)lf > (78).
А7*Я'-4^^. j
Отсюда возмущения, выражаемые величинами F',G', /Г,
распространяются со. скоростью F = j/"через поле, и так как
dF' , rfG' , dW 0
dx dy ' dz
то результирующая этих возмущении находится в плоскости волны.
(99) Остающаяся часть полных возмущений F, G, Н является частью,
зависящей только от и не подчинена никаким другим условиям кроме условия,
выраженного уравнением
+ _п dt "И dt2 ~ и-
Если мы применим операцию V2 к этому уравнению, оно приобретет вид
ке = - AV2cp {х, у, z). (79)
Так как среда является идеальным изолятором, то е - свободное
электричество - не может перемещаться и,
ДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРЙЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО йоля 323
UJ Г
следовательно, является функцией лишь х, г/, z,
а величина J остается или постоянной, или равна нулю, или равномерно
изменяется во времени. Таким образом, никакое возмущение, зависящее от J,
не может распространяться в виде волны.
(100) Уравнения электромагнитного поля, выведенные из чисто
экспериментальных фактов, показывают, что могут распространяться только
поперечные колебания. Если выйти за пределы нашего экспериментального
знания и предположить определенную плотность субстанции, которую мы могли
бы назвать электрической жидкостью, и выбрать стеклянное или смоляное
электричество в качестве представителей этой жидкости, тогда мы могли бы
иметь продольные колебания, распространяющиеся со скоростью, зависящей от
этой плотности. Однако мы не имеем никаких данных, относящихся к
плотности электричества, и мы даже не знаем, считать ли нам стеклянное
электричество субстанцией или отсутствием субстанции.
Следовательно, наука об электромагнетизме ведет к совершенно таким же
заключениям, как и оптика в отношении направления возмущений, которые
могут распространяться через поле; обе эти науки утверждают поперечность
этих колебаний, и обе дают ту же самую скорость распространения. С другой
стороны, обе науки бессильны, когда к ним обращаются с вопросом о
подтверждении или отрицании существования продольных колебаний (4l).
Отношение между показателем преломления и электромагнитной природой
материи
(101) Скорость света в некоторой среде согласно волновой теории равна:
