«Электромагнитное поле»

особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами (см. Поля физические). Э. п. в вакууме характеризуется вектором напряжённости электрического поля (См. Напряжённость электрического поля)Е и магнитной индукцией (См. Магнитная индукция)В, которые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и движущиеся заряженные частицы. Наряду с векторами Е и В, измеряемыми непосредственно, Э. п. может характеризоваться скалярным φ и векторным Апотенциалами, которые определяются неоднозначно, с точностью до градиентного преобразования (см. Потенциалы электромагнитного поля). В среде Э. п. характеризуется дополнительно двумя вспомогательными величинами: напряжённостью магнитного поля Н и электрической индукцией D (см. Индукция электрическая и магнитная).

Поведение Э. п. изучает классическая Электродинамика, в произвольной среде оно описывается Максвелла уравнениями, позволяющими определить поля в зависимости от распределения зарядов и токов. Микроскопические Э. п., созданные отд. элементарными частицами, характеризуются напряжённостями микроскопических полей: электрического поля е и магнитного h. Их средние значения связаны с макроскопическими характеристиками Э. п. следующим образом: , Микроскопические поля удовлетворяют Лоренца - Максвелла уравнениям.

Э. п. неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами; при ускоренном движении частиц Э. п. «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн (См. Электромагнитные волны).

Порождение Э. п. переменным магнитным полем и магнитного поля — переменным электрическим приводит к тому, что электрические и магнитные поля не существуют обособленно, независимо друг от друга. Компоненты векторов, характеризующих Э. п., образуют, согласно относительности теории (См. Относительности теория), единую физ. величину — Тензор Э. п., компоненты которого преобразуются при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой в соответствии с Лоренца преобразованиями.

При больших частотах Э. п. становятся существенными его квантовые (дискретные) свойства. В этом случае классическая электродинамика неприменима и Э. п. описывается квантовой электродинамикой (См. Квантовая электродинамика).

Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Калашников С. Г., Электричество, 4 изд., М., 1977 (Общий курс физики, т. 2); Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике, в. 5—7, М., 1966—67; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 6 изд., М., 1973 (Теоретическая физика, т. 2); их же, Электродинамика сплошных сред, М., 1959.

Г. Я. Мякишев.

ЭЛЕКТРОМАГНИ́ТНЫЙ, -ая, -ое.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - особая форма материи. Посредством электромагнитного поля осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Характеризуется напряженностями (или индукциями) электрических и магнитных полей.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ, один из видов поля физического. Характеризуется напряженностями (или индукциями) электрического поля и магнитного поля. Переменное электромагнитное поле может распространяться в виде электромагнитных волн. Электромагнитное поле - единый объект, но в статических случаях может быть представлено в виде двух форм (электрического и магнитного полей) раздельно. Электромагнитное поле является главным объектом электродинамики.

electromagnetic field

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

особая форма материи, посредством к-рой осуществляется вз-ствие между электрически заряж. ч-цами (см. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ). Э. п. в вакууме характеризуется вектором напряжённости электрич. поля Е и магн. индукцией В, к-рые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и движущиеся заряж. ч-цы. Наряду с векторами Е и В, измеряемыми непосредственно, Э. п. может характеризоваться скалярным j и векторным А потенциалами, к-рые определяются неоднозначно, с точностью до калибровочного преобразования (см. ПОТЕНЦИАЛЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ). В среде Э. п. характеризуется дополнительно двумя вспомогат. величинами: напряжённостью магн. поля Н и электрич. индукцией D.

Э. п. изучает классич. электродинамика; в произвольной среде оно описывается Максвелла уравнениями, позволяющими определить поля в зависимости от распределения зарядов и токов. Микроскопич. Э. п., созданные отд. элем. ч-цами, характеризуются напряжённостями микроскопич. полей: электрич. поля е и магнитного h. Их ср. значения связаны с макроскопич. хар-ками Э. п. след. образом: е==Е, h==B, Микроскопич. поля удовлетворяют Лоренца — Максвелла уравнениям.

Э. п. неподвижных или равномерно движущихся заряж. ч-ц неразрывно связано с этими ч-цами; при ускоренном движении ч-ц Э. п. «отрывается» от них и существует независимо в форме эл.-магн. волн (см. ИЗЛУЧЕНИЕ).

Порождение Э. п. перем. магн. полем и магн. поля переменным электрическим приводит к тому, что электрич. и магн. поля не существуют обособленно, независимо друг от друга. Компоненты векторов, характеризующих Э. п., образуют, согласно относительности теории, единую физ. величину — тензор Э. п., элементы к-рого преобразуются при переходе от одной инерц. системы отсчёта к другой в соответствии с Лоренца преобразованиями.

При больших частотах Э. п. становятся существенными его квантовые (дискретные) св-ва, и Э. п. можно рассматривать как поток квантов поля — фотонов. В этом случае классич. электродинамика неприменима, и Э. п. описывается квантовой электродинамикой.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

- физ. поле, взаимодействующее с электрически заряж. частицами вещества, а также с частицами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрич. и магн. моменты.

Концепция поля для описания электрич. и магн. явлений [первонач. в форме потенциалов - С. Пуассон (S. Poisson), 1811, 1823] сложилась как альтернатива теории дальнодействия. Термин "Э. п." стал применять М. Фарадей (М. Faraday), понимая его как реальный физ. объект, распределённый в пространстве. Дж. Максвелл (J. Maxwell) определил Э. п. как совокупность взаимосвязанных векторных полей и установил законы, к-рым они подчиняются (см. Максвелла уравнения). Однако до А. Эйнштейна (A. Einstein) (1904) Э. п. продолжали трактовать как возмущение гипотетич. среды - "светоносного эфира". Эйнштейн окончательно придал Э. п. значение самостоятельной распределённой в вакууме субстанции, обладающей собственной массой и импульсом. Он же ввёл понятие о кванте Э. п.

Сосуществуют две концепции Э. п.: классическая и квантовая. Макроскопическое (классическое) Э. п. рассматривается как непрерывное силовое поле, обладающее распределённой энергией, массой, импульсом, моментом импульса (см. Электродинамика). В квантовой физике Э. п. интерпретируют как "газ" элементарных частиц- фотонов, а распределённые векторные величины, подчиняющиеся ур-ниям поля, описывают комплексную амплитуду вероятности обнаружения фотона в данный момент времени в данной области пространства с данным поляризац. состоянием (см. Квантовая электродинамика). Согласованность этих двух противоположных, на первый взгляд, концепций объясняется тем, что фотоны имеют целый спин и подчиняются статистике Бозе - Эйнштейна, т. е. способны образовывать конденсат - занимать одно и то же квантовомеханическое состояние. Конденсат большого числа фотонов определяет свойства классич. Э. п.

М. А. Миллер, Г. В. Пермитин.

Спектр электромагнитных волн