Задания 1–3 — Глава 14. § 94. Электрическое поле

По теории дальнодействия один заряд непосредственно «чувствует» другой: стоит сдвинуть заряд A, и сила, действующая на заряд B, меняется мгновенно, а с пространством между зарядами ничего не происходит. По теории близкодействия (Фарадей, Максвелл) заряды друг на друга непосредственно не действуют: каждый создаёт в окружающем пространстве электрическое поле, и это поле действует на другие заряды. Изменение положения заряда сказывается на другом заряде не сразу: взаимодействие передаётся полем с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме, c ≈ 3·10⁸ м/с, поэтому запаздывание равно t = AB/c.

Электростатическое поле создаётся только электрическими зарядами, существует в окружающем их пространстве и неразрывно с ними связано. Оно создано неподвижными зарядами и со временем не меняется. Главное свойство поля — оно действует на помещённые в него электрические заряды с некоторой силой; по этому действию поле обнаруживают и изучают. Поле — особый вид материи, которая реально существует, но не воспринимается органами чувств, и его движение не подчиняется законам механики Ньютона.

Существование электрического поля подтверждает теорию близкодействия. Доказать поле неподвижных зарядов по их взаимодействию нельзя, но оно было доказано при изучении движущихся зарядов: сначала установили существование переменных во времени полей, которые распространяются в пространстве с конечной скоростью (электромагнитные волны, радио), а затем сделали вывод о реальности и электрического поля неподвижных зарядов. Если бы действовало дальнодействие, радиоволны не могли бы идти к Земле от станции, которая уже перестала существовать.

Электромагнитное взаимодействие передаётся полем с конечной скоростью, которая совпадает со скоростью света в той среде, где происходит взаимодействие (в вакууме c ≈ 3·10⁸ м/с, в веществе меньше). Ни от неподвижности зарядов, ни от знака зарядов она не зависит, поэтому варианты 2) и 4) неверны. Вариант 3) верен только для вакуума, а вариант 1) выражает общее утверждение: скорость всегда равна скорости света (в данной среде).
Ответ: 1) всегда равна скорости света.
Оговорка: вариант 3) тоже верен для вакуума; выбран 1) как более общий, это совпадает с ответом учебника.

Электрическое поле обнаруживают по его действию на электрический заряд: если на помещённый в точку пробный заряд действует сила, то в этой точке есть поле. Изменяется поле во времени или нет и движется ли заряд, значения не имеет.
Ответ: 3) помещая в данную точку заряд.

Поле другого заряда создаётся им самим и от перемещения первого заряда не зависит, поэтому 1) и 4) неверны. Поле перемещающегося заряда не «ослабевает» само по себе, а изменяется в каждой точке в соответствии с его положением, так что 2) тоже неверно. Меняется расстояние между зарядами, а значит, и сила их взаимодействия (по закону Кулона F = k|q₁||q₂|/r²).
Ответ: 3) изменяется сила взаимодействия зарядов.