История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
^У. Томсон (Кельвин) Camb. and Dub. Math. Journal, I (ноябрь 1845 г.), с.
75; перепечатано в его Papers on Electrostatics and Magnetism, §43 и
далее; Ф. О. Моссоти Arch, des sc. phys. VI (Женева, 1847 г.), с. 193;
Mem. della Soc. Ital. Modena (2), XIV
(1850), с. 49.
Фарадей
229
полярное распределение электрического заряда на дробинке эквивалентно
объемному распределению в пространстве плотности
р = - divP.
Теперь фундаментальное уравнение электростатики можно записать в
подходящих единицах
div d = р;
что при усреднении дает
div Е = pi + р,
где pi обозначает объемную плотность свободного электрического заряда, т.
е. исключая объемную плотность диполей, или
div(E + Р) = pi,
или
div(eE) = pi.
Это фундаментальное уравнение электростатики, которое видоизменили, чтобы
учесть влияние диэлектрической проницаемости е.
Представление о действии, которое постепенно распространяется в среде под
влиянием соседних частиц, прочно закрепилось в разуме Фарадея, и он
применял его почти для каждой области физики. "Мне представляется
возможным, - писал он в 1838 году1, - и даже вероятным, что действие
магнитного поля можно сообщать на расстоянии через действие промежуточных
частиц практически так же, как передаются на расстоянии индуктивные силы
статического электричества; на некоторое время промежуточные частицы
принимают более или менее похожее состояние, которое (несмотря на очень
несовершенное представление) я несколько раз называл электрото-ническим
состоянием"2.
Этот же набор идей оказался достаточным и для объяснения электрических
токов. Фарадей предположил3, что проводимость может быть "действием
соседних частиц, которое зависит от сил, получившихся в процессе
электрического возбуждения; эти силы приво-
4
дят частицы в состояние натяжения или поляризации ; и, находясь
хЕхр. Res., §1729.
^Это название придумали в 1831 году для обозначения состояния материи,
под-верженной воздействию магнитоэлектрической индукции. Ср. Exp. Res.,
§60.
3?хр. Res. III, с. 513.
4Как электростатическая индукция в диэлектриках.
230
Глава 6
в этом состоянии, соседние частицы обладают способностью сообщать друг
другу эти силы, которых их ослабляют, вследствие чего происходит разряд".
После десятилетней усиленной работы, которая последовала за открытием
индукционных токов, в 1841 году, Фарадей обнаружил, что она повлияла на
его здоровье1, поэтому он отдыхал в течении четырех лет. Второй период
его блестящих открытий начался в 1845 г.
В разные времена множество исследователей проводили много-2
численные опыты с целью установления связи между магнетизмом и светом.
Эти опыты обычно принимали форму попыток намагнитить тело, подвергая его
особыми способами воздействию особых видов излучения; и о получении
успешного результата сообщали не однажды, но он ни разу не подтвердился
при повторном проведении опыта.
Первым истинный путь указал сэр Джон Гершель. Открыв связь между внешним
видом кристаллов кварца и их свойством вращения плоскости поляризации
света, Гершель заметил, что прямолинейный электрический ток, отклоняющий
стрелку вправо и влево на всем протяжении, обладает геликоидальной
асимметрией, подобной
той, которую демонстрируют кристаллы. Поэтому аналогия "привела
3
меня, - писал он , - к заключению о том, что между электрическим током и
поляризованным светом существует подобная связь, которую так или иначе
можно обнаружить, и что плоскость поляризации отклоняется под
воздействием магнитоэлектричества".
Гершель так и не проверил свое предсказание на опыте; это сделал Фарадей,
который еще в 1834 году4 пропустил поляризованный свет через раствор
электролита во время прохождения тока в надежде увидеть изменение
поляризации. Эта ранняя попытка закончилась неудачей; но в сентябре 1845
года, он изменил опыт, поместив между полюсами возбужденного
электромагнита кусок толстого стекла, и обнаружил, что плоскость
поляризации луча света вращается, когда
^Описание симптомов его болезни вызвало предположение о том, что он inter
alia отравился ртутью: он очень часто использовал чаши с ртутью в
электрических соединениях. Нет сомнения в том, что иногда ртуть
проливалась на пол лаборатории и, в конце концов, испарялась.
2Например, Моричини из Рима в 1813 году: Quart. Journ. Sd. XIX, с. 338;
Самюэль Хантер Кристи из Кембриджа в 1823 году: Phil. Trans. (1826), с.
219; и Мэри Сомервилл в том же году: Phil. Trans. (1826), с. 132.
3Сэр Джон Гершель в книге Бенса Джонса Life of Faraday, с. 203.
4?лр. Res., §951.
Фарадей
231
луч проходит через стекло параллельно силовым линиям магнитного 1
поля .
В следующем году швейцарский физик, Э. Ф. Вартман, описал опыты,
указывающие на то, что явление, в точности похожее на вращение плоскости
поляризации света в магнитном поле, описанное Фарадеем, можно наблюдать,
если пропустить инфракрасные лучи через каменную соль в сильном магнитном
поле. Абсолютное подтверждение этого результата немного позднее получили
