Электродинамика және арнаулы салыстырмалық теориясы «Физика», «Физика және информатика»

Табиғатта электромагниттік әсерлер кең таралғандықтан электродинамиканың да қолдану аумағы кең, әсіресе оның техникада қолданылуының маңызы жоғары. Заттың құрылымы және қасиеттерін түсінуде осы теорияның қызметі ерекше орын алады. Электрлік құбылыстардың қазіргі тео-риясының пайда болуының алғы шарттары – эмпирикалық фактілер мен жеке фундаменталды заңдардың ашылуы сияқ-ты жаңалықтарының жинақталуы болып табылады.

Электродинамика физикалық құбылыстардың өте кең аумағын қамтиды. Ол макроскопиялық өрістерге, токтарға, зарядтар үлестірімдігіне арналған кез келген есепті теория-лық жолмен шеше алады. Осы тұрғыдан ол механика саласы сияқты теорияның ең көрінекті моделі болып табылады. Ол белгілі бір құбылыстарды, жеке заңдарды түсіндіріп қана қоймай, жаңа эффектілерді болжауға да шамасы жетеді. Мысалы: Максвеллдің электромагниттік толқындардың мүм-кіндігі жөніндегі болжамы дәлелденіп қана қоймай, жарық-тың теориясына айналды.

Электромагниттік толқындарды ерекше материалдық субстанция болатындығы жөніндегі көзқарас арнаулы салыс-тырмалық теория пайда болғаннан кейін ғана орнығып қалды. Бірақ бұл көзқарас Максвелл теңдеулерінен де қоры-тылып шығады, өйткені бұл теңдеулерден энергия, импульс, импульс моментінің сақталу заңдары да қорытылып шығады. Өрістің зарядтармен байланысын үзіп, жеке объект болу мүмкіндігі жөніндегі теорияның қорытындысы да маңызды. Бұл еркін электромагниттік өріс (1-сурет). Өріс механика са-ласындағыдай көмекші математикалық ұғым емес, ол физи-калық болмыс. Макроскопиялық электродинамика – заттың атомдық-молекулалық құрылымын және зарядтың дискретті-гін ескермейді. ХІХ ғасырдың аяғында Максвелл теориясын және атомизм идеяларын біріктіріп, Лоренц зат құрылымы-ның біртұтас электрондық теориясын құруға әрекет жасады. Бірақ Лоренц теориясын қарастыру біздің мақсатқа кірмейді.

Электромагнетизмнің пайда болуы және дамуы.

Электр мен магнетизмді ғылыми түрде зерттеудің негі-зін салған Гилберт болды. (ХҮІ ғасырдың екінші жартысын-да). Ол магнит өрістердің әсерімен магниттік стрелканың қозғалысын, магниттелу құбылысын түсіндірді, денелердің электрленетіндігін ашты, «электричество» терминін енгізді. Кавендиш, 1771 жылы электр зарядтардың өзара әсер күші-нің зарядтардың өзара қашықтықтарының квадратына кері пропорционал болатындығын тәжірибе жүзінде анықтады. 1784-85 жылдары Ш.Кулон қозғалмайтын электр зарядтары-ның өзара әсерлесуінің фундаменттік заңын ашты. Ал 1781 жылы Гальвани электр тогі құбылысын ашты. Вольта 1800 жылы ең алғашқы ток көзі – «вольт бағанын» жасады. 1820 жылы Эрстед токтың магниттік әсері болатындығын анықта-ды. Электродинамиканың дербес ғылым болып қалыптасуын Ампер есемімен байланыстырады. Ол «кернеу», «ток» ұғы-мын 1820 жылы қолдана бастады. Токтардың механикалық өзара әсерлесуінің заңдылықтарын анықтайды. Тұрақты маг-ниттердің магниттік өрістердің табиғатын заттардағы микро-скопиялық молекулалық токтар арқылы түсіндірудің әрекетін жасады. 1827 жылы Ом- ток күші мен кернеудің арасындағы байланысты тапса, 1831 жылы М.Фарадей электромагниттік индукция заңын ашады, сол арқылы электрлік өріс пен маг-нит өрістерінің арасында маңызды байланыстарды анықтай-ды. Сол заманда электр мен магнетизм жайындағы бастапқы эмпирикалық білімнің ерекшелігі: олардың әрқайсысы және оптика дербес ғылым болатын. Теориялық жалпылау проце-сінің арқасында табиғаты бөлек болып есептелінетін құбы-лыстар мен объектілерінің ортақ табиғаты анықталады. Бұл жалпылау нәтижесінде Максвелл 1860-1865 жылдары элект-ромагниттік өрістің теориясын дамытады. Электр өрісі және магниттік өріс дегені- электромагниттік өрістің құрамдас бөліктері екендігі анықталды, бір-бірімен байланыстылығы, ал электромагнетизмнің эмпирикалық заңдары өрісті сипат-тайтын негізгі теңдеулерден қорытылып шығарылатындығы көрсетіледі. Максвелл теориясының орнығуына Герцтің 1888 жылы электромагниттік толқындарды ашуы көп көмектесті.