Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
магнита, т. е. к концам ряда опилок. Этим путем опилки, вместо того чтобы
образовать на бумаге спутанную систему точек, располагаются рядами -
зернышко к зернышку, пока не составятся из них длинные волокна,
показывающие своим направлением расположение силовых линий в каждой части
поля.
Математики не видят в этом опыте ничего, кроме способа обнять одним
взглядом направления в различных местах равнодействующей двух сил,
направленных к каждому полюсу магнита; несколько сложный результат
простого закона силы.
Но Фарадей, идя целым рядом ступеней, замечательных как своей
геометрической определенностью, так и своим умозрительным остроумием,
сообщил этой концепции силовых линий ясность и точность, далеко
оставляющие за собой ясность и точность, каковые математикам удалось
сообщить своим формулам.
Во-первых, силовые линии Фарадея не должно рассматривать в отдельности,
они образуют у него систему, расположенную в пространстве определенным
образом - так, что число линий, проходящих сквозь площадь, например, в
один квадратный дюйм, дает напряжение силы, действующей сквозь эту
площадь. Таким образом становится возможным численное определение силовых
линий. Сила магнитного полюса измеряется числом линий, из него выходящих;
электротоническое состояние цепи измеряется числом линий, сквозь нее
проходящих.
Во-вторых, каждая индивидуальная линия имеет непрерывное существование в
пространстве и во времени. Когда кусок стали делается магнитом или когда
электрический ток начинает течь, то возникающие силовые линии не остаются
каждая на своем собственном месте, но по мере возрастания силы внутри
магнита или тока появляются новые линии и постепенно распространяются
вовне, так что вся система развертывается изнутри, подобно Ньютоновым
кольцам в нашем первом опыте. Таким образом каждая силовая линия
сохраняет свое тождество в
58
течение всего своего существования, хотя и ее вид и размеры могут до
некоторой степени изменяться.
У меня нет времени описывать методы, посредством которых каждый вопрос,
относящийся к силам, действующим на магниты, или на токи, или к индукции
токов в проводящих цепях, может быть решен рассмотрением силовых линий
Фарадея. В этих случаях они никогда не могут быть забыты. Руководясь этим
новым символизмом, Фарадей с математической точностью развил целую теорию
электромагнетизма языком, свободным от математических вычислений, которая
приложима как к самым сложным, так и к простейшим случаям. Но Фарадей не
остановился на этом. От концепции геометрических силовых линий он перешел
к концепции физических силовых линий. Он заметил, что движение, которое
стремится произвести магнитная или электрическая сила, несомненно таково,
что стремится укоротить силовые линии и побуждает их раздвигаться в
стороны. Таким образом, он открыл, что в среде имеет место некоторое
состояние напряжений, проявляющееся в натяжении, подобном натяжению
веревки, в направлении силовых линий, соединенном с давлением во всех
направлениях, к ним перпендикулярных.
Такова эта новая концепция действия на расстоянии, сводящая его к явлению
такого же рода, как и действие на расстоянии, вызываемое натяжением
веревки и давлением стержня. Когда мускулы нашего тела приводятся в
возбуждение стимулом, который мы способны прилагать к ним некоторым,
неизвестным нам путем, то волокна стремятся укорачиваться и в то же время
раздвигаться в стороны. В мускуле появляется состояние напряжения, и
орган приходит в движение. Но такое объяснение мускульного действия
далеко не полно. В нем ничего не говорится о причине возбуждения
состояния напряжения, в нем не исследуются и силы сцепления, дозволяющие
мускулам выдерживать это напряжение. Тем не менее тот простой факт, что
вместо одного действия, относительно которого нам известны только причина
и эффект на расстоянии, подставляется другого рода действие, непрерывно
распространяющееся вдоль некоторой материальной субстанции, - уже один
этот факт побуждает нас принять его как действительный вклад в наши
познания о механике живых организмов.
59
По той же причине и фарадеевскую концепцию состояния напряжения в
электромагнитном поле мы можем рассматривать как метод объяснения
действия на расстоянии посредством непрерывной передачи сил, хотя мы и не
знаем, как это состояние напряжения возбуждается.
Но одно из самых плодотворных открытий Фарадея, открытие магнитного
вращения поляризованного света, позволяет нам сделать еще один шаг
вперед. Это явление, если разложить его на простейшие элементы, можно
описать так: из двух световых лучей с круговой поляризацией, совершенно
сходных по конфигурации, но вращающихся в противоположные стороны, тот
распространяется с большей скоростью, который вращается в одном
направлении с электричеством намагничивающего тока.
Отсюда следует, как это показал сэр В. Томсон посредством строго
динамических суждений, что среда, находящаяся под действием магнитной
