Электродинамика

— Э. называется тот отдел учения об электрических явлениях, в котором рассматриваются притяжения или отталкивания, которые возникают между проводниками, по которым течет электрический ток. В основе Э. лежат опыты Ампера (произведенные в 1822 г.). Результаты, к которым пришел Ампер, известны.

1) Два параллельных проводника, по которым проходит ток, притягиваются, если в них токи одинаково направлены, и отталкиваются, если токи направлены в противоположные стороны. Фиг. 1 изображает прибор, служащий для обнаружения этого свойства.

Подвижной контур abcd, по которому течет электрический ток, совершенно определенно устанавливается относительно неподвижной проволоки fg, по которой также идет ток, именно к проволоке fg притягивается сторона bc или ad в зависимости от того, как течет ток в fg. В случае изображенном на рисунке, сторона bс должна оттолкнуться, а сторона ad притянуться к fg. Однако контур аbсd и без присутствия контура ef устанавливается определенным образом, а именно, в плоскости, перпендикулярной к магнитному меридиану (см. Электромагнетизм). Чтобы ослабить действие магнитного поля на подвижный контур, Ампер изобрел "астатический" контур, устроенный, как показано на фиг. 2.

В нем рядом расположены 2 четыреугольника, которые ток пробегает в противоположных направлениях, и, следовательно, магнитное поле земли, стремящееся повернуть оба четыреугольника в противоположные стороны, не будет или почти не будет действовать на астатический подвижный контур. 2) От токов параллельных Ампер перешел к случаю отталкиванию двух элементов тока, лежащих на одной оси и по которым течет ток в одном и том же направлении. Этот случай может быть осуществлен таким образом (фиг. 3).

В доске сделано два параллельных желоба М и N, заполненных ртутью. В ртуть опущены проводники X и Y от батареи. Соединение между двумя желобами устанавливается при посредстве подвижной скобки, горизонтальные части которой, кроме кончиков, тщательно изолированы. При замыкании тока скобка отплывает от Х и У.

3) Далее Ампер разобрал случай электродинамического взаимодействия двух элементов тока, произвольно расположенных. Известно, как обыкновенно формулируется в элементарных курсах вывод Ампера. Два скрещивающихся тока притягиваются, если они одновременно приближаются или одновременно удаляются от линии скрещения (кратчайшего расстояния). Два скрещивающихся тока отталкиваются, если один приближается, а другой удаляется от линии скрещения. Отсюда вывод. Два непараллельных тока всегда стремятся стать параллельными и одинаково направленными. Это свойство может быть обнаружено, напр., на приборе фиг. 4.

На этом свойстве основан электродинамометр. На основании его же Фарадей достроил несколько вертушек, приходящих во вращение при пропускании через них тока. Укажу вкратце некоторые другие выводы Ампера.

1) Два рядом расположенных параллельных и равных проводника, по которым идут токи одинаковой силы, но противоположного направления, не оказывают никакого действия на подвижный контур. Следовательно, изменение направления тока в проводнике не меняет силы электродинамического действия его на третий проводник, но меняет направление этого действия на противоположное.

2) Два проводника, один прямой, другой зигзаговидный, расположенные параллельно подвижному контуру и на равных расстояниях от него, действуют на подвижный контур с одинаковой силой, если по нему течет одинаковый ток. Следовательно, мы имеем право рассматривать электродинамическое действие элемента тока как совокупность электродинамических действий трех его проекций.

Совокупность всех наблюденных Ампером явлений привела его к следующему элементарному электродинамическому закону.

Пусть мы имеем два элемента тока; длины их — ds и ds1; силы тока в них — i и i1; расстояние между ними — r; углы, составляемые ими с линией соединения, q и q 1; угол между элементами — e. Тогда для силы электродинамического взаимодействия этих двух элементов мы получаем такое выражение:

fdsds

1 = k1 i i1(dsds1) (cose — 3/2 cosq cosq 1)/r2.

Эта формула показывает, что в случае, если cose = 3/2 cosq cosq 1,

электродинамического взаимодействия не будет. Один такой случай:

e = 90°, q = 90°, q 1 = 0. Коэффициент k1 зависит от выбора единиц, а также от свойств среды (замечу, что Грассман и Фр. Нейман, исходя из несколько иных соображений, дали иные, хотя и подобные, выражения для элементарного электродинамического действия). Формула, выше написанная, может служить для определения "электродинамической" единицы силы тока.

Положим k1 = 1; ds = ds1, e  = 0; q  = q 1 = 90°; i = i1,

тогда fdsds = i2dsds/r2.

Отсюда электродинамическая единица силы тока будет та, при которой между двумя параллельными, находящимися на расстоянии, равном единице, и перпендикулярными к линии соединения, элементами тока происходит электродинамическое действие, равное единице, если его относить к единице длины проводников. Электродинамическая единица силы тока в Ö 2 раз меньше электромагнитной единицы силы тока. Интегрируя выражение, данное Ампером, при разных условиях, можно выразить силу электродинамического действия в разных случаях. Так напр., Ампер нашел, что электродинамическое действие между двумя параллельными прямыми проводниками с током выражается следующим образом:

Fn

= k1(ii1l/a),

где l — длина проводников, а — расстояние между ними. Равным образом интересно электродинамическое взаимодействие двух электродинамических соленоидов. Ампер назвал электродинамическим соленоидом систему замкнутых токов, ограничивающих равные бесконечно малые площади и расположенных на равных бесконечно малых расстояниях вдоль некоторой оси, проходящей через центры тяжести токов (фиг. 5).

На основании формулы Ампера разбирая несколько более сложный случай взаимодействия замкнутых токов, мы получаем следующее выражение для взаимодействия концов двух бесконечно длинных соленоидов:

F = 1/2k1(l i) (l 1i1)/ g g1 l 2 .

Эта сила направлена по линии соединения концов соленоидов, т. е. по l. Значением букв в этом выражении следующее: l — площадь каждого тока в первом соленоиде, l 1 — площадь каждого тока во втором соленоиде, g —расстояние двух соседних токов в первом соленоиде, g1 — то же расстояние во втором, l — расстояние концов соленоидов. Стоит в этой последней формуле подставить вместо 1/2 k' (l i/g) (l 1i1/g1) = тт 1, чтобы получить закон Кулона взаимодействия концов двух магнитов.

F

= mm1/l2.

Отсюда Ампер сделал заключением об эквивалентности электродинамических и электромагнитных действий и о возможности рассматривать каждый "магнитный элемент", как бесконечно малый замкнутый ток, раcположенный в плоскости, перпендикулярной оси магнитного элемента, и обладающий соответственной силой. В подтверждение своей мысли Ампер построил из проволоки спиралевидный соленоид, который при пропускании через проволоку тока вел себя как магнит (см. Электромагнетизм).

Выводы Ампера получили первое строго количественное подтверждение в работе Вебера. (См. Боргман, "Учение об эл. и магн. явл." т. II, стр. 341). С целью количественной поверки закона Ампера Вебер построил измерительный прибор "электродинамометр".

Он состоит (фиг. 6, 7 и 8) из двух катушек, центры которых совпадают. Одна катушка, "мультипликатор", неподвижна; внутри неё на двух тонких металлических проволочках, служащих для привода тока, подвешена вторая катушка таким образом, что при отсутствии тока плоскости оборотов двух катушек взаимно перпендикулярны. Тонкие проводники, на которых подвешена бифилярная катушка, могут быть несколько сближены или раздвинуты. Рисунки дают представление о приборе Вебера; первые два дают два вертикальных сечения; последний — горизонтальное сечение через обе катушки. В подтверждение выводов Ампера Вебер произвел два ряда опытов. Первый ряд опытов подтвердил предположенную Ампером пропорциональность электродинамического действия произведению сил токов в обоих действующих друг на друга проводниках, или, при равенстве сил токов, квадрату силы тока. У Вебера ток проходил последовательно через обе катушки, причем, благодаря введенному параллельно бифилярной катушке шунту, ток в бифилярной катушке был равен 1/246,46 тока в неподвижной катушке. Неподвижная катушка была расположена в магнитном меридиане; подвижная же располагалась перпендикулярно к неподвижной. К северу от неподвижной катушки на расстоянии 583,5 мм от оси электродинамометра располагался магнитометр. Прохождение тока через неподвижную катушку вызывало отклонение стрелки магнитометра. Сила тока в электродинамометре может быть принята пропорциональной тангенсу угла отклонения стрелки магнитометра. При прохождении тока через электродинамометр подвижная катушка выходит из своего положения равновесия, и бифиляр закручивается на некоторый угол. Если этот угол не велик, то можно считать тангенс угла поворота пропорциональным электродинамическому действию.

Таким образом, магнитометр давал возможность судить о силе тока в электродинамометре. Меняя эту силу тока, Вебер судил по изменению угла поворота бифилярной катушки об изменении электродинамического взаимодействия катушек. В то же время он наперед вычислял, каков должен быть угол поворота в магнитометре при данном электродинамическом действии, если принять предположение Ампера. Затем он сличал заранее вычисленный угол поворота с наблюденным. Согласие получилось очень хорошее. Привожу некоторые цифры (см Боргман., "Учение об электр. и магнитн. явлениях", 2-й том, стр. 345):

Число элементов Грове в батарее, дающей ток Отклонение магнита в магнитомере в делениях шкалы a m наблюденное Отклонение бифилярной катушки в делениях шкалы a d a m вычисленное 3 108,426 440,038 108,144 2 72,398 198,255 72,586 1 36,382 50,915 36,786

Таким образом, видно, что электродинамометром можно пользоваться для измерения сил тока, причем зависимость между силой тока i и углом поворота бифилярной катушки a будет такого вида:

i2

= Ctga ,

или, при малых углах, i2 = Ca .

Электродинамометром можно пользоваться и для определения действующей силы" переменных токов, так как изменение направления тока в обеих катушках не изменит знака отклонения. На том же принципе основано устройство и так назыв. электродинамических весов.

Второй ряд опытов Вебера был предпринят для определения зависимости электродинамического взаимодействия двух катушек от их расстояния и относительного расположения.

Фиг. 9 показывает устройство электродинамометра, которым воспользовался Вебер для этой цели, а фиг. 10 — общую схему приборов. Неподвижная катушка укреплена в скамеечке, опирающейся на три ножки. Она может быть расположена как угодно относительно подвижной катушки. Для того, чтобы удобно определять положение неподвижной катушки относительно подвижной, стол покрывался бумагой. Три ножки скамеечки продавливали в бумажке ямочки a , b, g ; таким образом можно было после опыта удобно измерить расстояние катушек. На рисунке пунктиром указаны места, в которых помещалась неподвижная катушка. Расстояние между центрами катушек доходило до весьма значительных величин. Фиг. 10 показывает общее расположение приборов. Ток от батареи идет через коммутатор А, особую катушку В, электродинамометр и возвращается назад в батарею. Катушка B, расположенная плоскостями витков в магнитном меридиане на некотором расстоянии от магнитометра С, служила для определения силы тока в цепи. Ток в катушке В вызывал отклонение магнита в магнитометре, а тангенс угла отклонения пропорционален силе тока в катушке. Неподвижная катушка располагалась плоскостями оборотов в магнитном меридиане; подвижная —перпендикулярно ей. Коммутатор менял направление тока в неподвижной катушке и в катушке В. Подвижная катушка была непосредственно до коммутатора соединена с батареей и в ней направление тока не менялось. Отклонения в магнитометре и электродинамометре определялись по методу трубы и шкалы. Вебер пользовался формулами Ампера для системы круговых оборотов и выводил формулы для моментов вращения подвижной катушки при осуществленных им взаимных положениях катушки. Подставляя в эти выражения силу тока, зная момент вращения, испытываемый подвижной катушкой от закручивания проволок, он мог вычислить угол поворота в делениях шкалы и сравнить с действительно наблюденным. И в этом случае согласие получилось очень хорошее. Сообщаю несколько данных (см. Боргман, "Учение об электрических и магнитных явлениях", 2-й т., стр. 349):

Расстояние

между центрами

катушки Неподв. катушка находится от подвижной катушки к вост. или к зап.

Отклонение в делениях шкалы к сев. или к югу.

Отклонение в делениях шкалы наблюден. вычислен. наблюден. вычислен. 0 мм 22960 22680 22960 22680 300 мм 189,93 189,03 —77,11 —77,17 400 мм 77,45 77,79 —34,77 —34,74 500 мм 39,27 39,37 —18,24 —18,31 600 мм 22,46 22,64

Кроме Вебера, еше Казен, Больтцманн и Нимоллер проверили закон Ампера. Несмотря на столь полное количественное подтверждение выводов Ампера, нужно крайне осмотрительно относиться в его воззрениям, Они пригодны исключительно для описательной картины электродинамических процессов. В них все время идет речь об элементах тока, а между тем мы не можем себе даже представить незамкнутого тока. Дифференциальное выражение, данное Ампером, приводит к выводам, оправдывающимся на опыте; однако, если мы к нему придадим еще какие-нибудь функции, интегралы которых по замкнутым контурам равны нулю, то новое выражение точно также будет оправдываться на опыте, и не будет никакой возможности решить, какое выражение лучше, так как осуществить незамкнутый ток немыслимо.

К. Б.

классическая, классическая (неквантовая) теория поведения электромагнитного поля (См. Электромагнитное поле), осуществляющего взаимодействие между электрическими зарядами. Основные законы классической Э. сформулированы в Максвелла уравнениях. Эти уравнения позволяют определить значения основных характеристик электромагнитного поля — напряжённости электрического поля Е и магнитной индукции В — в вакууме и в макроскопических телах в зависимости от распределения в пространстве электрических зарядов и токов.

Микроскопическое электромагнитное поле, создаваемое отдельными заряженными частицами, в классической Э. определяется Лоренца - Максвелла уравнениями, которые лежат в основе классические статистические теории электромагнитных процессов в макроскопических телах; усреднение уравнений Лоренца — Максвелла приводит к уравнениям Максвелла.

Законы классической Э. неприменимы при больших частотах и, соответственно, малых длинах электромагнитных волн (См. Электромагнитные волны), т. е. для процессов, протекающих на малых пространственно-временных интервалах. В этом случае справедливы законы квантовой электродинамики (См. Квантовая электродинамика).

Историю возникновения и развития классической Э. см. в ст. Электричество.

Г. Я. Мякишев.

1. эле́ктродина́мика;
2. эле́ктродина́мики;
3. эле́ктродина́мики;
4. эле́ктродина́мик;
5. эле́ктродина́мике;
6. эле́ктродина́микам;
7. эле́ктродина́мику;
8. эле́ктродина́мики;
9. эле́ктродина́микой;
10. эле́ктродина́микою;
11. эле́ктродина́миками;
12. эле́ктродина́мике;
13. эле́ктродина́миках.

ЭЛЕКТРОДИНА́МИКА, -и, ж. (спец.). Теория электромагнитных процессов в различных средах и в вакууме.

-и, ж.

Раздел физики, изучающий движение и взаимодействие электрических зарядов и связанные с этими процессами явления.

ЭЛЕКТРОДИНА́МИКА, электродинамики, мн. нет, жен. (см. электричество и динамика) (физ.). Отдел физики, изучающий свойства электрического тока, электричества в движении; ант. электростатика.

ж.

Раздел физики, изучающий свойства и взаимодействие движущихся электрических зарядов и связанных с ними явлений.

Ant:

электростатика

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА классическая - теория электромагнитных процессов в различных средах и в вакууме. Охватывает огромную совокупность явлений, в которых основную роль играют взаимодействия между заряженными частицами, осуществляемые посредством электромагнитного поля. Все электромагнитные явления можно описать с помощью уравнений Максвелла, которые устанавливают связь величин, характеризующих электрические и магнитные поля, с распределением в пространстве зарядов и токов. Содержание четырех уравнений Максвелла для электромагнитного поля качественно сводится к следующему:..1) магнитное поле порождается движущимися зарядами и переменным электрическим полем (током смещения);..2) электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями (вихревое поле) порождается переменным магнитным полем;..3) силовые линии магнитного поля всегда замкнуты (это означает, что оно не имеет источников - магнитных зарядов, подобных электрическим);..4) электрическое поле с незамкнутыми силовыми линиями (потенциальное поле) порождается электрическими зарядами - источниками этого поля. Из теории Максвелла вытекает конечность скорости распространения электромагнитного взаимодействия и существование электромагнитных волн.

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА классическая, теория неквантовых электромагнитных процессов, в которых основную роль играют взаимодействия между заряженными частицами в различных средах и в вакууме. Становлению электродинамики предшествовали труды Ш. Кулона, Ж. Био, Ф. Савара, Х. Эрстеда, А. Ампера и др. М. Фарадей открыл закон электромагнитной индукции и ввел понятия электрического и магнитных полей как самостоятельных субстанций (1831). Обобщив предыдущие открытия и опираясь на фарадеевское понятие о поле, Дж.К. Максвелл в 1864 сформулировал уравнения для электромагнитного поля, которые стали общепринятыми после открытия электромагнитных волн Г. Герцем (1886 - 89). Все неквантовые электромагнитные явления можно описать с помощью уравнений Максвелла, которые устанавливают связь величин, характеризующих электрическое и магнитное поля, с распределением зарядов и токов в среде. Электродинамика квантовой области явлений (малые пространственно-временные масштабы, высокие энергии) называется квантовой электродинамикой и является разделом квантовой теории поля. Электродинамика - основа электротехники (в том числе электроэнергетики), радиотехники, телевидения, большинства средств связи и вычислительной техники.

жен.;
физ. electrodynamicsж. electrodynamics.

f.electrodynamics

ж

Elektrodynamik f

электродинамика ж Elektrodynamik f

ж. физ.

électrodynamique f

ж. физ.

electrodinámica f

ж. физ.

elettrodinamica

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

классическая, теория (неквантовая) поведения электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрич. зарядами (электромагнитное взаимодействие). Законы классич. макроскопич. Э. сформулированы в Максвелла уравнениях, к-рые позволяют определять значения хар-к эл.-магн. поля — напряжённости электрич. поля E и магн. индукции B — в вакууме и в макроскопич. телах в зависимости от распределения в пр-ве электрич. зарядов и токов. Вз-ствие неподвижных электрич. зарядов описывается ур-ниями электростатики, к-рые можно получить как следствие ур-ний Максвелла. Микроскопич. эл.-магн. поле, создаваемое отд. заряж. ч-цами, в классич. Э. определяется Лоренца — Максвелла уравнениями, к-рые лежат в основе классич. статистич. теории эл.-магн. процессов в макроскопич. телах; усреднение этих ур-ний приводит к ур-ниям Максвелла.

Среди всех известных видов вз-ствия электромагнитное занимает первое место по широте и разнообразию проявлений. Это связано с тем, что все тела построены из электрически заряженных (положительных и отрицательных) ч-ц, эл.-магн. вз-ствие между к-рыми, с одной стороны, на много порядков интенсивнее гравитационного и слабого, а с другой — явл. дальнодействующим в отличие от сильного вз-ствия. Эл.-магн. вз-ствием определяется строение ат. оболочек (см. АТОМ), сцепление атомов в молекулы (силы хим. связи) и образование конденсиров. в-ва (см. МЕЖАТОМНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). Законы классич. Э. неприменимы при больших частотах и, соответственно, малых длинах электромагнитных волн, т. е. для процессов, протекающих на малых пространственно-временных интервалах. В этом случае справедливы законы квантовой электродинамики.

Историческая справка.

Простейшие электрич. и магн. явления были известны ещё в древние времена. Были найдены минералы, притягивающие кусочки железа, а также обнаружено, что янтарь (по-гречески — электрон), потёртый о шерсть (электризация трением), притягивает лёгкие предметы. Однако лишь в 1600 англ. учёный У. Гильберт впервые разграничил электрич. и магн. явления. Он открыл существование магн. полюсов и неотделимость их друг от друга, установил, что земной шар — гигантский магнит. В 17 — 1-й пол. 18 вв. проводились многочисл. опыты с наэлектризов. телами, были построены первые электростатич. машины, основанные на электризации трением, установлено существование электрич. зарядов двух родов (франц. физик Ш. Ф. Дюфе), обнаружена электропроводность металлов (англ. учёный С. Грей). С изобретением первого конденсатора — лейденской банки (1745) — появилась возможность накапливать большие электрич. заряды. В 1747—53 амер. учёный Б. Франклин изложил первую последоват. теорию электрич. явлений, окончательно установил электрич. природу молнии и изобрёл молниеотвод.

Во 2-й пол. 18 в. началось количеств. изучение электрич. явлений. Появились первые измерит. приборы — электроскопы разл. конструкций, электромеры. Англ. физик Г. Кавендиш (1773) и франц. физик Ш. Кулон (1785) экспериментально установили закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов (работы Кавендиша были опубликованы лишь в 1879). Этот осн. закон электростатики (Кулона закон) впервые позволил создать метод количеств. определения электрич. зарядов, основанный на измерении вз-ствия между ними. Кулон установил закон вз-ствия полюсов длинных магнитов и ввёл понятие магн. зарядов.

След. этап в развитии Э. связан с открытием в кон. 18 в. итал. учёным Л. Гальвани «животного электричества» и с работами его соотечественника А. Вольты, к-рый правильно истолковал опыты Гальвани присутствием в замкнутой цепи двух разнородных металлов и жидкости и изобрёл первый источник электрич. тока — гальванич. элемент (т. н. вольтов столб, 1800), с помощью к-рого стало возможным создавать электрический ток в течение длит. времени. В 1802 В. В. Петров, построив гальванич. элемент большой мощности, открыл электрич. дугу, исследовал её св-ва и указал на возможность её применения. В 1807 англ. учёный Г. Дэви, пропустив ток через водные р-ры щелочей, т. е. осуществив их электролиз, получил неизвестные ранее металлы — натрий и калий. В 1826 нем. физик Г. Ом определил количеств. зависимость электрич. тока от напряжения в цепи (Ома закон), а в 1830 нем. учёный К. Ф. Гаусс сформулировал осн. теорему электростатики (см. ГАУССА ТЕОРЕМА). Англ. физик Дж. П. Джоуль установил (1841), что кол-во теплоты, выделяемой в проводнике электрич. током, пропорц. квадрату силы тока; этот закон был обоснован (1842) точными экспериментами Э. X. Ленца (закон Джоуля — Ленца).

Наиболее фундам. открытие было сделано в 1820 дат. физиком X. Эрстедом; он обнаружил действие электрич. тока на магн. стрелку — явление, свидетельствующее о связи между электрич. и магн. явлениями. В том же году франц. физик А. М. Ампер установил закон вз-ствия электрич. токов (Ампера закон). Он показал также, что св-ва пост. магнитов могут быть объяснены, если предположить, что в молекулах намагнич. тел циркулируют пост. электрич. токи (мол. токи). Т. о., согласно Амперу, все магн. явления сводятся к вз-ствию токов, магн. же зарядов не существует. С открытиями Эрстеда и Ампера обычно связывают рождение Э. как науки.

В 30—40-х гг. в развитие Э. внёс большой вклад англ. учёный М. Фарадей - - творец общего учения об эл.-магн. явлениях, в к-ром все электрич. и магн. процессы рассматриваются с единой точки зрения. С помощью опытов он доказал, что действия электрич. зарядов и токов не зависит от способа их получения. В 1831 Фарадей открыл явление электромагнитной индукции — возбуждение электрич. тока в контуре, находящемся в перем. магн. поле. Это явление, наблюдавшееся также в 1832 амер. учёным Дж. Генри, положило начало бурному развитию электротехники. В 1833—34 Фарадей установил законы электролиза. В дальнейшем он пытался также доказать взаимосвязь электрич. и магн. явлений с оптическими и открыл поляризацию диэлектриков (1837), явления парамагнетизма и диамагнетизма (1845), магн. вращение плоскости поляризации света (Фарадея эффект, 1845) и др. Фарадей предположил, что наблюдаемое вз-ствие электрических зарядов и токов осуществляется через создаваемые ими в пр-ве электрич. и магн. поля, введя т. о. сами эти поля как реальные физ. объекты. Он исходил из концепции близкодействия, отрицая распространённую в то время концепцию дальнодействия, согласно к-рой тела действуют друг на друга через пустоту. При этом Фарадей ввёл также понятие о силовых линиях как механич. натяжениях в гипотетич. среде — эфире. Идеи Фарадея о реальности эл.-магн. поля не сразу получили признание. Первая матем. формулировка законов эл.-магн. индукции была дана нем. физиком Ф. Нейманом в 1845. Им же были введены важные понятия само- и взаимоиндукции токов. Значение этих понятий полностью раскрылось, когда англ. физик У. Томсон (лорд Кельвин) развил теорию электрич. колебаний в контуре, состоящем из конденсатора — электроёмкости — и катушки — индуктивности (1853).

Большое значение для развития Э. имело создание новых приборов и методов измерения, а также единая система электрич. и магн. единиц измерений, созданная Гауссом и нем. физиком В. Вебером (см. ГАУССА СИСТЕМА ЕДИНИЦ). В 1846 Вебер указал на связь силы тока с плотностью электрич. зарядов в проводнике и скоростью их упорядоч. перемещения. Он установил также закон вз-ствия движущихся точечных зарядов, который содержал новую универсальную электродинамич. постоянную, представляющую собой отношение электростатич. и эл.-магн. единиц заряда и имеющую размерность скорости. При эксперим. определении этой постоянной (Вебер и Ф. Кольрауш, Германия, 1856) было получено значение, близкое к скорости света; это явилось определ. указанием на связь эл.-магн. явлений с оптическими.

В 1861—73 Э. получила своё развитие и завершение в работах Дж. Максвелла. Опираясь на эмпирич. законы эл.-магн. явлений и введя гипотезу о порождении магн. поля перем. электрич. полем, Максвелл сформулировал фундам. ур-ния классич. Э., названные его именем. При этом он, подобно Фарадею, рассматривал эл.-магн. явления как нек-рую форму механич. процессов в эфире. Из ур-ний Максвелла вытекало важное следствие — существование эл.-магн. волн, распространяющихся со скоростью света. После экспериментов нем. физика Г. Герца (1886—89), обнаружившего существование эл.-магн. волн, теория Максвелла получила решающее подтверждение. Вслед за открытием Герца были предприняты попытки установить беспроволочную связь с помощью эл.-магн. волн, завершившиеся созданием радио (А. С. Попов, 1896). Ур-ния Максвелла легли в основу эл.-магн. теории света.

В кон. 19 — нач. 20 вв. начался новый этап в развитии Э. Исследования электрич. разрядов в газах увенчались открытием англ. физиком Дж. Дж. Томсоном дискретности электрич. зарядов. В 1897 Томсон измерил отношение заряда эл-на к его массе, а в 1898 определил абс. величину заряда эл-на. Голл. физик X. Лоренц, опираясь на открытие Томсона и молекулярно-кинетич. теорию, заложил основы электронной теории строения в-ва (см. ЛОРЕНЦА — МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ). В классич. электронной теории в-во рассматривается как совокупность электрически заряженных ч-ц, движение к-рых подчинено законам классич. механики. Ур-ния Максвелла получаются из ур-ний электронной теории статистич. усреднением.

Попытки применения законов классич. Э. к исследованию эл.-магн. процессов в движущихся средах натолкнулись на существ. трудности. Стремясь разрешить их, А. Эйнштейн пришёл (1905) к относительности теории. Эта теория окончательно опровергла идею существования эфира, наделённого механич. св-вами. После создания теории относительности стало очевидным, что законы Э. не могут быть сведены к законам классич. механики. На малых пространственно-временных промежутках становятся существенными квант. св-ва эл.-магн. поля, не учитываемые классич. Э. Квант. теория эл.-магн. процессов — квантовая электродинамика — была создана во 2-й четв. 20 в.

С открытием новых фактов и созданием новых теорий значение классич. Э. не уменьшилось, были определены лишь границы её применимости. В этих пределах ур-ния Максвелла и классич. электронная теория сохраняют силу, являясь фундаментом большинства разделов электротехники, радиотехники, электроники и оптики (исключение составляет квантовая электроника). С помощью ур-ний Максвелла решаются мн. проблемы поведения плазмы в лаб. условиях и в космосе (см. ПЛАЗМА, УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ, ЗВЁЗДЫ) и мн. др. задачи теор. и прикладного хар-ра.

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА, в физике - область, изучающая взаимодействие между электрическим и магнитным полями и заряженными телами. Начало этой дисциплине положил в XIX в. своими теоретическими трудами Джеймс МАКСВЕЛЛ, впоследствии она стала частью КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ.

ЭЛЕКТРОДИНА́МИКА -и; ж. Раздел физики, изучающий электромагнитные процессы в различных средах и вакууме.

◁ Электродинами́ческий, -ая, -ое.

* * *

классическая, теория электромагнитных процессов в различных средах и в вакууме. Охватывает огромную совокупность явлений, в которых основную роль играют взаимодействия между заряженными частицами, осуществляемые посредством электромагнитного поля. Все электромагнитные явления можно описать с помощью уравнений Максвелла, которые устанавливают связь величин, характеризующих электрическое и магнитное поля, с распределением в пространстве зарядов и токов. Содержание четырёх уравнений Максвелла для электромагнитного поля качественно сводится к следующему: 1) магнитное поле порождается движущимися зарядами и переменным электрическим полем (током смещения); 2) электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями (вихревое поле) порождается переменным магнитным полем; 3) силовые линии магнитного поля всегда замкнуты (это означает, что оно не имеет источников — магнитных зарядов, подобных электрическим); 4) электрическое поле с незамкнутыми силовыми линиями (потенциальное поле) порождается электрическими зарядами — источниками этого поля. Из теории Максвелла вытекает конечность скорости распространения электромагнитных взаимодействий и существование электромагнитных волн.

* * *

ЭЛЕКТРОДИНА́МИКА классическая, теория электромагнитных процессов в различных средах и в вакууме. Охватывает огромную совокупность явлений, в которых основную роль играют взаимодействия между заряженными частицами, осуществляемые посредством электромагнитного поля. Все электромагнитные явления можно описать с помощью уравнений Максвелла, которые устанавливают связь величин, характеризующих электрические и магнитные поля, с распределением в пространстве зарядов и токов. Содержание четырех уравнений Максвелла для электромагнитного поля качественно сводится к следующему:

1) магнитное поле порождается движущимися зарядами и переменным электрическим полем (током смещения);

2) электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями (вихревое поле) порождается переменным магнитным полем;

3) силовые линии магнитного поля всегда замкнуты (это означает, что оно не имеет источников — магнитных зарядов, подобных электрическим);

4) электрическое поле с незамкнутыми силовыми линиями (потенциальное поле) порождается электрическими зарядами — источниками этого поля.

Из теории Максвелла вытекает конечность скорости распространения электромагнитного взаимодействия и существование электромагнитных волн.

классическая - раздел физики, в к-ром рассматриваются законы движения и взаимодействия электрич. зарядов. В основе Э. лежат Максвелла уравнения и представления об атомно-электронной структуре в-ва, выраженные в электронной теории. Э. - теоретич. основа электротехники, радиотехники и др. электротехнич. дисциплин. Наряду с классич. Э. существуют Э. движущихся сред, опирающаяся на относительности теорию, и квантовая электродинамика, учитывающая квантование электромагн. поля.

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА — раздел физики, изучающий один из фундаментальных видов взаимодействия — электромагнитное взаимодействие (см.). В основе Э. лежат представления об атомно-электронной структуре вещества, выраженные в электронной теории (см.). Э. является теоретической основой электротехники, радиотехники и др. электротехнических дисциплин. Она подразделяется на классическую Э., опирающуюся на уравнения Максвелла и описывающую электромагнитные явления в больших пространственно-временных масштабах, квантовую Э., описывающую электромагнитные явления в микромире (квантование электромагнитного поля, и Э. движущихся сред, опирающуюся на теорию относительности (см. (14)).