Электромагнитное поле

Долгое время учёные рассматривали электричество и магнетизм как разные явления, но со временем становилась всё более очевидна связь между ними. В определённый момент знаменитый учёный Максвелл написал четыре уравнения, связывающие электрические и магнитные поля – и связь оказалась настолько плотной, что учёные предпочли считать, что электрическое поле и магнитное поле – это две стороны единого электромагнитного поля.

Описать эти знаменитые уравнения с уровнем математики 9-ого класса не получится, но можно передать «на пальцах» их основные выводы.

1. Изменение магнитного поля порождает переменное (оно же вихревое) электрическое поле, и наоборот.
2. Ускоренно движущиеся заряженные частицы порождают и переменное электрическое, и переменное магнитное поле.
3. Линии переменного (вихревого) электрического поля замкнуты, в отличии от линий электростатического поля.
4. Электрическое поле существует независимо от наличия проводника.

Из первого пункта следует интересное свойство электромагнитного поля. Если у нас есть переменное электрическое поле, оно порождает переменное магнитное. То, в свою очередь, порождает переменное электрическое. Процесс продолжается до бесконечности.

На картинке красным показаны вихревые электрические поля (в плоскости XY), а синим – вихревые магнитные поля (в плоскости XZ). Это распространение электрических и магнитных полей называется электромагнитной волной, и оно было обнаружено в реальности. Примеры электромагнитных волн: радиоволны, микроволны, видимый свет, рентгеновские лучи.

Электромагнитные волны распространяются в пространстве, даже если в нём нет никакого вещества, и скорость их распространения равна 300 000 000 м/с. Это поперечные волны, и они не являются упругими, так как не привязаны к колебаниям частиц.

Электрическое поле, как мы уже помним, обозначается вектором E, а магнитное – вектором B.

Длины разных видов электромагнитных волн приведены на картинке ниже: