Глава 3. § 52. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны — с. 256
§ 52. Вопрос 1. Кем и когда была создана теория электромагнитного поля и в чём заключается её суть?
Теорию электромагнитного поля создал английский (британский) физик Джеймс Максвелл в 1865 г. Её суть: всякое изменение магнитного поля со временем порождает переменное электрическое поле, а всякое изменение электрического поля порождает переменное магнитное поле. Электрическое и магнитное поля тесно связаны и являются двумя проявлениями единого электромагнитного поля.
§ 52. Вопрос 2. Что является источником электрического поля?
Источниками электрического поля служат электрические заряды (силовые линии начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах) и переменное магнитное поле (силовые линии такого поля замкнуты).
§ 52. Вопрос 3. Что является источником магнитного поля?
Источниками магнитного поля служат движущиеся электрические заряды (электрический ток) и переменное электрическое поле. В обоих случаях линии магнитной индукции замкнуты.
§ 52. Вопрос 4. Опишите механизм возникновения индукционного тока, опираясь на знание о существовании электромагнитного поля.
При изменении во времени магнитного поля, пронизывающего проводящий контур, возникает переменное электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями. Оно действует на свободные электроны проводника (неподвижный магнит или поле на них не действует) и приводит их в упорядоченное движение — в контуре возникает индукционный ток. Проводник, замкнутый на гальванометр, служит лишь индикатором, обнаруживающим электрическое поле в данной области.
§ 52. Вопрос 5. Какие выводы относительно электромагнитных волн можно сделать из теории Максвелла?
Из теории Максвелла следует: 1) переменное электромагнитное поле распространяется в пространстве в виде поперечных волн; 2) такие волны могут существовать не только в веществе, но и в вакууме; 3) скорость распространения электромагнитных волн в вакууме конечна и равна скорости света, 300 000 км/с; 4) свет есть частный случай электромагнитных волн.
§ 52. Вопрос 6. Какие физические величины периодически меняются в электромагнитной волне?
В электромагнитной волне периодически меняются по модулю и направлению (колеблются) вектор напряжённости электрического поля E⃗ и вектор магнитной индукции B⃗.
§ 52. Вопрос 7. Какие соотношения между длиной волны, её скоростью, периодом и частотой колебаний справедливы для электромагнитных волн?
Те же, что и для механических волн: λ = cT = c/ν, где λ — длина волны, c — скорость волны (в вакууме скорость света), T — период, ν — частота колебаний. За время, равное одному периоду, волна проходит расстояние, равное длине волны.
§ 52. Вопрос 8. Как должна двигаться заряженная частица, чтобы она излучала электромагнитные волны?
Электромагнитные волны излучают только ускоренно движущиеся заряды (например, совершающие колебания). Неподвижный заряд создаёт постоянное электрическое поле, а равномерно движущийся — постоянное магнитное поле, волна в этих случаях не возникает. Для заметного излучения колебания должны происходить с достаточно высокой частотой.