|
|
ОглавлениеГлава 2. Естественнонаучная картина мира Глава 3. Механика и механистическая картина мира Глава 4. Электромагнитная концепция мира Глава 5. Концепция относительности пространства–времени Глава 6. Термодинамика и концепция необратимости Глава 7. Концепция дискретности и квантовая механика Глава 8. Концепция атомизма и элементарные частицы Глава 9. Концепция детерминизма и стохастические законы Глава 10. Концепция космической эволюции и Вселенная Глава 11. Концептуальные уровни в познании веществ и химических систем Глава 12. Концепция геологических процессов и геосферных оболочек на Земле Глава 13. Концепция уровней биологических структур и организация живых систем Глава 14. Концепция биосферы и экология Глава 15. Концепция биологической и глобальной эволюции Глава 16. Концепция человека в естествознании Глава 17. Синергетика и концепция самоорганизации Глава 18. Концепция системного метода исследования Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КОНЦЕПЦИЯ МИРАХотя электрические и магнитные явления были известны давно, но изучались они обособленно друг от друга. Дальнейшее их исследование показало, что между ними существует глубокая взаимосвязь, что заставило ученых искать эту связь и создать единую электромагнитную теорию. Первым важным шагом на этом пути было открытие датского ученого Эрстеда (1777–1851). Поместив над проводником, по которому идет электрический ток, магнитную стрелку, он обнаружил, что она отклоняется от первоначального положения. Это привело ученого к мысли, что электрический ток создает магнитное поле. Позднее английский физик Майкл Фарадей (1791–1867), вращая замкнутый контур в магнитном поле, открыл, что в нем возникает электрический ток. На основе опытов Эрстеда, Фарадея и других ученых английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) создал свою электромагнитную теорию, т. е. теорию о существовании единого электромагнитного поля. Таким путем было показано, что в мире существуют не только вещество в виде тел, но и физические поля. Одно из них было известно еще во времена Ньютона, хотя в его механике оно не фигурирует, поскольку предполагалось, что гравитационные силы действуют в пустом пространстве. Теперь это пространство называется гравитационным полем. После того как объектом изучения физиков наряду с веществом стали разнообразные поля, картина физического мира приобрела более сложный характер. Тем не менее, в первое время ученые пытались объяснить электромагнитные процессы, в том числе и световые явления, с помощью механических моделей, основанных на понятиях и принципах механистической картины мира. В этом можно убедиться, обратившись к краткой истории появления первых гипотез о природе электричества и магнетизма. 4.1. ГИПОТЕЗЫ О НЕВЕСОМЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЯХОстатки старых представлений об электричестве до сих пор сохранились в научном языке. Мы постоянно слышим, как физики говорят, что электрический ток течет от высокого потенциала к низкому, как будто электричество подобно жидкости. В самом начале исследований электрические и магнитные явления действительно рассматривались как невесомые, положительно и отрицательно заряженные жидкости, поскольку с помощью таких гипотез можно было объяснить известные к тому времени эксперименты. Такие опыты проводят обычно при изучении курса физики в средней школе. Если натереть эбонитовую палочку кусочком шерстяной ткани и поднести потом к металлической головке электроскопа, то его листочки расходятся. Отсюда делается вывод, что в результате трения эбонитовая палочка зарядилась отрицательно и этот заряд передала электроскопу. Листочки электроскопа, заряженные одноименным электричеством, отталкиваются друг от друга и поэтому расходятся. Аналогично этому, если натереть стеклянную палочку кошачьим мехом, она зарядится положительно. При прикосновении к головке электроскопа листочки, заряженные одноименным положительным электричеством, также разойдутся. Гипотеза о существовании невесомых электрических жидкостей основывается на следующих предположениях: – электричество представляет собой определенную субстанцию, подобную жидкости; – в каждом незаряженном теле находится одинаковое количество положительного и отрицательного электричества, и поэтому они взаимно нейтрализуют друг друга. При этом, какое электричество называть положительным или отрицательным – вопрос чисто условного соглашения; – в результате определенных действий, например, трения, один вид электричества можно отделить от другого; – имеются два вида тел, в одних из них электрические жидкости могут двигаться свободно, и поэтому они называются проводниками. В других – они не могут двигаться, и поэтому называются изоляторами. К проводникам относят металлы, землю, человеческое тело. К изоляторам – фарфор, стекло, резину и т. д. Все эти предположения хотя и объясняют простейшие опыты с электрическими явлениями, но они связаны с попытками распространения механистической концепции о невесомых жидкостях на явления, принципиально отличные от явлений механических. Вот почему при механистическом подходе электричество уподобляют жидкости и говорят о течении электричества или электрическом токе. Поскольку течение жидкости происходит при разных ее уровнях, постольку пришлось и для электричества ввести понятия разности потенциалов. Возникает, однако, вопрос: отличается ли вес заряженного тела от электрически нейтрального тела? Опыт показывает, что их вес является одинаковым. Чтобы согласовать этот факт с допущением о существовании электрических жидкостей, пришлось объявить их невесомыми субстанциями, а тем самым частично отойти от механистической концепции. Распространению механистической концепции способствовали также количественные измерения зависимости электрических сил от величины электрических зарядов и расстояния между ними. Тщательные измерения, проведенные французским ученым Кулоном, позволили ему открыть закон, который весьма похож на закон всемирного тяготения Ньютона. Согласно закону Кулона сила взаимодействия между электрическими зарядами прямо пропорциональна произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Следовательно, сила взаимодействия между электрическими зарядами, как и массами тел в законе Ньютона, убывает с квадратом расстояния. Но уже здесь обнаруживаются различия. Если в законе Ньютона массы могут только притягиваться друг другу, то в законе Кулона разноименно заряженные тела притягиваются, а одноименно заряженные – отталкиваются друг от друга. Невесомые субстанции раньше в большом числе придумывались для объяснения целого ряда новых явлений немеханической природы. Так, например, теплоту рассматривали тоже как невесомую субстанцию, подобную жидкости, которую называли теплородом. По аналогии с жидкостью теплород течет от горячего тела к холодному, если привести их в соприкосновение. В результате этого их температура станет одинаковой. Однако совсем иначе происходит с электричеством, ибо при взаимодействии разноименно заряженные тела становятся электрически нейтральными. Внимание! Авторские права на книгу "Концепции современного естествознания" (Рузавин Г.И.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
