- электромагнитное поле
- электромагни́тное по́леособая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Характеризуется напряжённостями (или индукциями) электрического и магнитного полей.* * *ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕЭЛЕКТРОМАГНИ́ТНОЕ ПО́ЛЕ, особая форма материи. Посредством электромагнитного поля осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.
Поведение электромагнитного поля изучает классическая электродинамика (см. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА). Электромагнитное поле описывается уравнениями Максвелла (см. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ), которые связывают величины, характеризующие поле, с его источниками, то есть с зарядами и токами, распределенными в пространстве. Электромагнитное поле неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами; при ускоренном движении частиц электромагнитное поле «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн (см. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ).
Из уравнений Максвелла следует, что переменное электрическое поле порождает магнитное, а переменное магнитное поле порождает электрическое, поэтому электромагнитное поле может существовать и в отсутствие зарядов. Порождение электромагнитного поля переменным магнитным полем и магнитного поля переменным электрическим приводит к тому, что электрические и магнитные поля не существуют обособленно, независимо друг от друга. Поэтому электромагнитное поле есть вид материи, определяющийся во всех точках двумя векторными величинами, которые характеризуют две его составляющие — «электрическое поле» и «магнитное поле», и оказывающий силовое воздействие на заряженные частицы, зависящее от их скорости и величины их заряда.
Электромагнитное поле в вакууме, то есть в свободном состоянии, не связанное с частицами вещества, существует в виде электромагнитных волн, и распространяется в пустоте при отсутствии весьма сильных гравитационных полей со скоростью, равной скорости света c = 2,998.108 м/с. Такое поле характеризуется напряженностью (см. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ) электрического поля Е и индукцией (см. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ) магнитного поля В. Для описания электромагнитного поля в среде используют также величины электрической индукции D и напряженности магнитного поля Н. В веществе, а также при наличии весьма сильных гравитационных полей, то есть вблизи весьма больших масс вещества, скорость распространения электромагнитного поля меньше величины c.
Компоненты векторов, характеризующих электромагнитное поле, образуют, согласно теории относительности (см. ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ТЕОРИЯ), единую физическую величину — тензор электромагнитного поля, компоненты которого преобразуются при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой в соответствии с преобразованиями Лоренца (см. ЛОРЕНЦА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ).
Электромагнитное поле обладает энергией и импульсом. Существование импульса электромагнитного поля впервые было обнаружено экспериментально в опытах П. Н. Лебедева (см. ЛЕБЕДЕВ Петр Николаевич) по измерению давления света в 1899 г. Электромагнитное поле всегда обладает энергией. Плотность энергии электромагнитного поля = 1/2(ЕD+ВН).
Электромагнитное поле распространяется в пространстве. Плотность потока энергии электромагнитного поля определяется вектором Пойтинга S =[E.H], единица измерения Вт/м2. Направление вектора Пойтинга перпендикулярно E и H и совпадает с направлением распространения электромагнитной энергии. Его величина равна энергии, переносимой через единичную площадку, перпендикулярную S за единицу времени. Плотность импульса поля в вакууме К = S/с2 = [E.H]/с2.
При больших частотах электромагнитного поля существенными становятся его квантовые свойства и электромагнитное поле можно рассматривать как поток квантов поля — фотонов (см. ФОТОН (элементарная частица)). В этом случае электромагнитное поле описывается квантовой электродинамикой (см. КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА).
Энциклопедический словарь. 2009.
