Osnovna fizička polja. Fizičko polje Koja polja nisu fundamentalna

Prirodnjaci i filozofi prošlosti i sadašnjosti pokušali su da objasne raznolikost prirodnih fenomena sa jedinstvene pozicije. Slično u fizici, naučnici su nastojali da svedu stvarne sile na konačan broj fundamentalnih interakcija. Trenutno se četiri tipa interakcija nazivaju fundamentalnim, na koje su sve ostale svedene.

1.
Jaka ili nuklearna interakcija U = De - a r /r. Ovdje je a=1/r o

R o ~10 -14 m je karakteristična udaljenost na kojoj se manifestira djelovanje nuklearnih sila. Interakcija je kratkog dometa (na kratkim udaljenostima) i ima prirodu privlačnosti.

2.
Elektromagnetna interakcija U cool = q 1 q 2 /r je dugog dometa i ima prirodu privlačenja u slučaju suprotnih naelektrisanja. Odnos intenziteta elektromagnetne i nuklearne interakcije je I em /I otrov = 10 -2.

3.
Slaba interakcija – kratkog dometa I sl /I otrov = 10 -14.

4.
Gravitaciona interakcija – dalekosežna

I grav /I otrov = 10 -39. U grav = Gm 1 m 2 /r – interakcija je po prirodi privlačenja.

Stvarne moći. Elastičnost i sile trenja

Elastične sile.

Sile elastičnosti nastaju kao reakcija na deformaciju čvrstog tijela. Hajde da definišemo neke koncepte.

Deformacija (e) – relativno pomeranje tačaka tela.

Elastični napon (s) je pritisak koji nastaje u čvrstom tijelu za vrijeme njegove deformacije s = F/S. Ovdje je S površina na koju djeluje elastična sila F. Odnos između napona i deformacije je sljedeći:

S I – područje

Odgovara elastičnom

Deformacije. Evo

Hookeov zakon je tačan:

s=Ee, gdje je E modul

I II III elastičnost.

II – oblast neelastičnog

• 
  deformacije.

III – područje materijalnog uništenja.

Za tijela u obliku šipke (šipke, grede, cijevi)

e = DL/L – relativno izduženje, E – Youngov modul. Smična naprezanja s^ povezana su sa posmičnim deformacijama e^ = DD/D (D je promjer štapa) kroz modul posmika G: s^ = Ge^. Hidrodinamički pritisak P povezan je sa relativnom promenom zapremine kroz modul kompresije K:

P = KDV/V. Za izotropna tijela postojat će samo dva nezavisna modula elastičnosti. Ostatak se može ponovo izračunati koristeći poznate formule, na primjer: E = 2G(1 + m). Ovdje je m Poissonov omjer.

Priroda elastičnih sila povezana je s osnovnim elektromagnetnim interakcijama.

Sile trenja

Sile koje nastaju između površina dodirujućih tijela i sprječavaju njihovo relativno kretanje nazivaju se sile trenja. Paralelnim prijenosom, sila trenja se povlači iz težišta tijela. Usmjeren je protiv brzine relativnog kretanja tijela.

Vanjsko ili suho trenje je trenje koje se javlja između čvrstih tijela. Zauzvrat se dijeli na statičko trenje i kinematičko trenje (klizanje i kotrljanje). Statička sila trenja jednaka je maksimalnoj sili koja se mora primijeniti na čvrsto tijelo da bi počelo njegovo kretanje. F tr = kN

Ovdje je N normalna sila pritiska.

do Zavisnost koeficijenta

trenje od brzine kretanja

poravnanje tijela je prikazano u

crtanje. Na malom

brzine putovanja

V koeficijent trenja varira

kretanje i kotrljanje manji je od koeficijenta statičkog trenja.

Statičko trenje je povezano s elastičnom deformacijom tijela u interakciji. Trenje klizanja i kotrljanja povezano je s neelastičnom deformacijom površina tijela, pa čak i njihovim djelomičnim uništenjem. Stoga kinematička

trenje je praćeno akustičnom emisijom - bukom.

Trenje kotrljanja povezano je s neelastičnošću

deformacije tela. Onda

pojavljuje se horizontalna komponenta

sile reakcije deformacije N 2

na površini ispod prednjeg dela točka - N 1

ovo je sila trenja kotrljanja.

Načini smanjenja koeficijenta trenja:

1.
Zamjena trenja klizanja trenjem kotrljanja.

2.
Zamjena suhog trenja viskoznim trenjem.

3.
Poboljšanje kvaliteta površinske obrade dijelova koji se trljaju.

4.
Zamjena statičkog trenja trenjem klizanja i trenjem kotrljanja korištenjem zvuka i ultrazvučnih vibracija.

5.
Upotreba kompozicija punjenih polimerom na bazi fluoroplasta.

6. Gravitaciona interakcija− najslabije od četiri fundamentalne interakcije. Prema Newtonovom zakonu univerzalne gravitacije, sila gravitacijske interakcije F g dvije mase tačaka m 1 i m 2 jednaka je

8. G = 6,67·10 -11 m 3 · kg –1 · cm –2 je gravitaciona konstanta, r je rastojanje između masa u interakciji m 1 i m 2. Odnos sile gravitacione interakcije između dva protona i sile Kulonove elektrostatičke interakcije između njih je 10 -36.
Količina G 1/2 m naziva se gravitacioni naboj. Gravitacijski naboj je proporcionalan masi tijela. Prema tome, za nerelativistički slučaj, prema Newtonovom zakonu, ubrzanje uzrokovano silom gravitacijske interakcije F g ne ovisi o masi ubrzanog tijela. Ova izjava iznosi princip ekvivalencije .
Osnovno svojstvo gravitacionog polja je da ono određuje geometriju prostor-vremena u kojem se kreće materija. Prema modernim konceptima, interakcija između čestica nastaje razmjenom čestica između njih - nosilaca interakcije. Smatra se da je nosilac gravitacione interakcije graviton, čestica sa spinom J = 2. Graviton nije eksperimentalno detektovan. Kvantna teorija gravitacije još nije stvorena.

Sve naše svakodnevne radnje svode se na to da mi, uz pomoć mišića, ili pokrećemo okolna tijela i održavamo to kretanje, ili zaustavljamo tijela koja se kreću.

Ova tijela su alati (čekić, olovka, pila), u igrama - lopte, pakovi, šahovske figure. U proizvodnji i poljoprivredi ljudi također pokreću alate. Istina, danas se uloga radnika sve više svodi na upravljanje mašinama. Ali u bilo kojoj mašini možete pronaći izgled jednostavnih alata za ručni rad. Mašina za šivenje ima iglu, strugalica je kao avion, a kašika bagera zamenjuje lopatu.

Motori. Upotreba mašina višestruko povećava produktivnost rada zbog upotrebe motora u njima.

Svrha svakog motora je da pokrene tijela i održi to kretanje, uprkos kočenju i običnim trenjem i „radnim“ otporom (rezač ne treba samo da klizi po metalu, već, sekući u njega, uklanja strugotine; plug bi trebao popustiti zemlju, itd.). U tom slučaju na tijelo koje se kreće mora djelovati sila sa strane motora, čija se tačka primjene pomiče zajedno s tijelom.

Svakodnevna ideja o radu. Kada osoba (ili bilo koji motor) djeluje određenom silom na tijelo koje se kreće, onda kažemo da on radi. Ova svakodnevna ideja rada bila je osnova za formiranje jednog od najvažnijih koncepata mehanike - koncepta rada sile.

Rad se u prirodi obavlja kad god sila (ili više sila) iz drugog tijela (drugih tijela) djeluje na tijelo u smjeru njegovog kretanja ili protiv njega. Dakle, sila gravitacije djeluje kada kapi kiše ili kamenje padaju sa litice. Istovremeno, rad obavljaju i sile trenja koje djeluju na padajuće kapi ili na kamen iz zraka. Sila elastičnosti takođe obavlja rad kada se drvo savijeno vetrom ispravi.

Definicija posla. Drugi Newtonov zakon u obliku omogućava nam da odredimo kako se brzina tijela mijenja po veličini i smjeru ako se na njega utječe tokom vremena ∆ t dejstva sile.

U mnogim slučajevima važno je moći izračunati promjenu modula brzine ako na tijelo djeluje sila. vrijednost koja zavisi i od sila i od kretanja tijela. U mehanici se ova veličina naziva rad sile.

U opštem slučaju, kada se kruto tijelo kreće, pomaci njegovih različitih tačaka su različiti, ali pri određivanju rada sile razumijemo pomicanje tačke njene primjene. Za vrijeme translacijskog kretanja krutog tijela, kretanje svih njegovih tačaka poklapa se sa kretanjem tačke primjene sile.

M. Faraday je u nauku ušao isključivo zahvaljujući svom talentu i marljivosti u samoobrazovanju. Poticao je iz siromašne porodice, radio je u knjigovezačkoj radnji, gdje se upoznao sa radovima naučnika i filozofa. Čuveni engleski fizičar G. Davy (1778-1829), koji je doprinio ulasku M. Faradaya u naučnu zajednicu, jednom je rekao da je njegovo najveće dostignuće u nauci njegovo „otkriće“ M. Faradaya. M. Faraday je izumio električni motor i električni generator, odnosno mašine za proizvodnju električne energije. Došao je na ideju da elektricitet ima jednu fizičku prirodu, odnosno bez obzira na to kako se dobija: kretanjem magneta ili prolaskom električno nabijenih čestica u vodiču. Da bi objasnio interakciju između električnih naboja na udaljenosti, M. Faraday je uveo koncept fizičkog polja. Fizičko polje on je predstavljao svojstvo samog prostora oko električno nabijenog tijela da ima fizički učinak na drugo nabijeno tijelo smješteno u ovom prostoru. Koristeći metalne čestice, pokazao je lokaciju i prisutnost sila koje djeluju u prostoru oko magneta (magnetne sile) i električno nabijenog tijela (električno). M. Faraday je svoje ideje o fizičkom polju iznio u pismu-oporuci, koja je otvorena tek 1938. godine u prisustvu članova Kraljevskog društva Londona. U ovom pismu je otkriveno da M. Faraday posjeduje tehniku ​​za proučavanje svojstava polja iu njegovoj teoriji, elektromagnetski valovi se šire konačnom brzinom. Razlozi zbog kojih je svoje ideje o fizičkom polju iznio u obliku zavjetnog pisma su možda sljedeći. Predstavnici francuske škole fizike tražili su od njega teorijski dokaz o povezanosti električnih i magnetskih sila. Osim toga, koncept fizičkog polja, prema M. Faradayu, značio je da se širenje električnih i magnetskih sila odvija kontinuirano od jedne tačke polja do druge i stoga te sile imaju karakter sila kratkog dometa, a ne dugog dometa, kako je vjerovao C. Coulomb. M. Faraday ima još jednu plodnu ideju. Proučavajući svojstva elektrolita, otkrio je da električni naboj čestica koje formiraju elektricitet nije razlomačan. Ova ideja je potvrđena

određivanje naelektrisanja elektrona već krajem 19. veka.

D. Maxwellova teorija elektromagnetnih sila

Kao I. Newton, D. Maxwell je svim rezultatima istraživanja električnih i magnetskih sila dao teorijski oblik. To se dogodilo 70-ih godina XIX vijeka. Svoju teoriju je formulirao na osnovu zakona komunikacije između interakcije električnih i magnetskih sila, čiji se sadržaj može predstaviti na sljedeći način:

1. Bilo koja električna struja izaziva ili stvara magnetno polje u prostoru koji ga okružuje. Konstantna električna struja stvara konstantno magnetsko polje. Ali konstantno magnetsko polje (fiksni magnet) uopće ne može stvoriti električno polje (niti konstantno niti naizmjenično).

2. Rezultirajuće naizmjenično magnetsko polje stvara naizmjenično električno polje, koje zauzvrat stvara naizmjenično magnetsko polje,

3. Linije električnog polja su zatvorene na električnim nabojima.

4. Linije magnetnog polja su zatvorene same za sebe i nikada ne prestaju, tj. magnetni naboji ne postoje u prirodi.

U jednačinama D. Maxwella postojala je određena konstantna vrijednost C, koja je ukazivala da je brzina prostiranja elektromagnetnih valova u fizičkom polju konačna i poklapa se sa brzinom prostiranja svjetlosti u vakuumu, jednakom 300 hiljada km/s.

Osnovni pojmovi i principi elektromagnetizma.

Neki naučnici su teoriju D. Maxwella shvatili sa velikom sumnjom. Na primjer, G. Helmholtz (1821-1894) se pridržavao gledišta prema kojem je elektricitet „betežinski fluid“ koji se širi beskonačnom brzinom. Na njegov zahtjev, G. Hertz (1857-

1894) započeo eksperiment koji dokazuje fluidnu prirodu elektriciteta.

Do tog vremena, O. Fresnel (1788-1827) je pokazao da se svjetlost ne širi uzdužno, već kao poprečni valovi. Godine 1887. G. Hertz je uspio konstruirati eksperiment. Svjetlost u prostoru između električnih naboja širi se u poprečnim valovima brzinom od 300 hiljada km/s. To mu je omogućilo da kaže da njegov eksperiment eliminira sumnje o identitetu svjetlosti, toplinskog zračenja i talasnog elektromagnetnog kretanja.

Ovaj eksperiment je postao osnova za stvaranje elektromagnetne fizičke slike svijeta, čiji je jedan od pristalica bio G. Helmholtz. Smatrao je da sve fizičke sile koje dominiraju prirodom treba objasniti na osnovu privlačenja i odbijanja. Međutim, stvaranje elektromagnetne slike svijeta naišlo je na poteškoće.

1. Glavni koncept Galileo-Newton mehanike bio je koncept materije,

ima masu, ali se ispostavilo da materija može imati naboj.

Naboj je fizičko svojstvo supstance da stvara fizičko polje oko sebe koje ima fizički efekat na druga naelektrisana tela i supstance (privlačenje, odbijanje).

2. Naboj i masa supstance mogu imati različite vrijednosti, odnosno diskretne su veličine. Istovremeno, koncept fizičkog polja pretpostavlja kontinuirani prijenos fizičke interakcije s jedne tačke na drugu. To znači da su električne i magnetske sile sile kratkog dometa jer u fizičkom polju nema praznog prostora koji nije ispunjen elektromagnetnim valovima.

3. U Galileo-Newtonovskoj mehanici moguća je beskonačno velika brzina

fizičke interakcije, ovdje se također navodi da je elektromagnetna

talasi se šire velikom ali konačnom brzinom.

4. Zašto sila gravitacije i sila elektromagnetne interakcije djeluju nezavisno jedna od druge? Kako se udaljavamo od Zemlje, gravitacija se smanjuje i slabi, a elektromagnetski signali djeluju u svemirskoj letjelici na potpuno isti način kao na Zemlji. U 19. vijeku jednako uvjerljiv primjer mogao bi se dati i bez svemirskog broda.

5. Otvaranje 1902. godine P. Lebedev (1866-1912) - profesor na Moskovskom univerzitetu - svjetlosni pritisak je zaoštrio pitanje fizičke prirode svjetlosti: da li je to struja čestica ili samo elektromagnetni talasi određene dužine? Pritisak, kao fizička pojava, povezuje se sa pojmom materije, sa diskretnošću – tačnije. Dakle, pritisak svjetlosti je ukazivao na diskretnu prirodu svjetlosti kao struje čestica.

6. Sličnost smanjenja gravitacionih i elektromagnetnih sila - po zakonu

"obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti" - postavilo je legitimno pitanje: zašto kvadrat udaljenosti, a, na primjer, ne kocka? Neki naučnici su počeli da govore o elektromagnetnom polju kao o jednom od stanja "etera" koji ispunjava prostor između planeta i zvezda.

Sve ove poteškoće nastale su zbog nedostatka znanja o strukturi atoma u to vrijeme, ali je M. Faraday bio u pravu kada je rekao da, ne znajući kako je atom strukturiran, možemo proučavati fenomene u kojima je njegova fizička priroda izraženo. Zaista, elektromagnetski valovi nose značajne informacije o procesima koji se odvijaju unutar atoma kemijskih elemenata i molekula materije. Oni pružaju informacije o dalekoj prošlosti i sadašnjosti Univerzuma: o temperaturi kosmičkih tijela, njihovom hemijskom sastavu, udaljenosti do njih itd.

7. Trenutno se koristi sljedeća skala elektromagnetnih valova:

radio talasi talasne dužine od 104 do 10 -3 m;

infracrveni talasi - od 10-3 do 810-7 m;

vidljivo svjetlo - od 8 10-7 do 4 10-7 m;

ultraljubičasti talasi - od 4 10-7 do 10-8 m;

Rentgenski talasi (zraci) - od 10-8 do 10-11 m;

gama zračenje - od 10-11 do 10-13 m.

8. Što se tiče praktičnih aspekata proučavanja električnih i magnetskih sila, ono je sprovedeno u 19. veku. brzim tempom: prva telegrafska linija između gradova (1844), polaganje prvog transatlantskog kabla (1866), telefon (1876), lampa sa žarnom niti (1879), radio prijemnik (1895).

Minimalni dio elektromagnetne energije je foton. Ovo je najmanja nedjeljiva količina elektromagnetnog zračenja.

Senzacija na početku 21. veka. je kreacija ruskih naučnika iz Troicka (Moskovska oblast) polimera napravljenog od atoma ugljenika, koji ima svojstva magneta. Općenito se vjerovalo da je prisustvo metala u tvari odgovorno za magnetska svojstva. Testiranje ovog polimera na metalnost je pokazalo da u njemu nema prisustva metala.

Varijabla polja se može formalno posmatrati na isti način kao što se u običnoj kvantnoj mehanici razmatra prostorna koordinata, a kvantni operator odgovarajućeg imena pridružuje se varijabli polja.

Paradigma polja, koji predstavlja cjelokupnu fizičku stvarnost na fundamentalnom nivou svedenu na mali broj međudjelujućih (kvantiziranih) polja, ne samo da je jedno od najvažnijih u modernoj fizici, već je, možda, svakako i dominantno.

Fizičko polje se stoga može okarakterisati kao distribuirani dinamički sistem sa beskonačnim brojem stepeni slobode.

Ulogu varijable polja za osnovna polja često igra potencijal (skalar, vektor, tenzor), ponekad i veličina koja se zove jačina polja. (Za kvantizovana polja, u izvesnom smislu, odgovarajući operator je takođe generalizacija klasičnog koncepta varijable polja).

Također polje u fizici nazivaju fizičku veličinu koja se smatra ovisnom o lokaciji: kao potpuni skup, općenito govoreći, različitih vrijednosti ove veličine za sve tačke nekog produženog kontinuiranog tijela - kontinuirani medij, koji u svojoj ukupnosti opisuje stanje ili kretanje ovog proširenog tijela. Primjeri takvih polja mogu biti:

• temperatura (općenito govoreći različita u različitim tačkama, kao iu različito vrijeme) u nekom mediju (na primjer, u kristalu, tekućini ili plinu) - (skalarno) temperaturno polje,
• brzina svih elemenata određene zapremine tečnosti je vektorsko polje brzina,
• vektorsko polje pomaka i tenzorsko polje napona pri deformaciji elastičnog tijela.

Dinamika ovakvih polja je takođe opisana parcijalnim diferencijalnim jednačinama, a istorijski, počevši od 18. veka, takva polja su prva koja se razmatraju u fizici.

Moderni koncept fizičkog polja izrastao je iz ideje elektromagnetnog polja, koju je u fizički konkretnom i relativno bliskom modernom obliku prvi realizirao Faraday, a matematički dosljedno implementirao Maxwell - u početku koristeći mehanički model hipotetičkog kontinuiranog medij - eter, ali je onda otišao dalje od upotrebe mehaničkog modela.

Enciklopedijski YouTube

• 1 / 5

  Među oblastima fizike izdvajaju se tzv. fundamentalna. To su polja koja, u skladu sa paradigmom polja moderne fizike, čine osnovu fizičke slike svijeta, iz kojih su izvedena sva ostala polja i interakcije. Oni uključuju dvije glavne klase polja koja međusobno djeluju:

  • fundamentalna fermionska polja, koja prvenstveno predstavljaju fizičku osnovu za opis materije,
  • fundamentalna bozonska polja (uključujući gravitaciona, koja su tenzorsko merno polje), koja su proširenje i razvoj koncepta Maksvelovog elektromagnetskog i Njutnovskog gravitacionog polja; Teorija je izgrađena na njima.

  Postoje teorije (na primjer, teorija struna, razne druge teorije ujedinjenja) u kojima ulogu fundamentalnih polja zauzimaju nešto drugačiji, čak i fundamentalniji sa stanovišta ovih teorija, polja ili objekti (a pojavljuju se i trenutna fundamentalna polja ili bi se u ovim teorijama trebalo pojaviti do neke aproksimacije kao “fenomenološka” posljedica). Međutim, takve teorije još uvijek nisu dovoljno potvrđene niti općenito prihvaćene.

  Priča

  Istorijski gledano, među osnovnim poljima, najprije su otkrivena polja odgovorna za elektromagnetno (električno i magnetsko polje, zatim spojeno u elektromagnetno polje) i gravitacionu interakciju (upravo kao fizička polja). Ova polja su otkrivena i dovoljno detaljno proučavana već u klasičnoj fizici. U početku su ova polja (u okviru Newtonove teorije gravitacije, elektrostatike i magnetostatike) većini fizičara više izgledala kao formalni matematički objekti uvedeni radi formalne pogodnosti, a ne kao punopravna fizička stvarnost, uprkos pokušajima dubljeg fizičkog razumijevanja. , koji je ipak ostao prilično neodređen ili nije urodio previše značajnim plodovima. No, počevši od Faradaya i Maxwella, pristup polju (u ovom slučaju, elektromagnetnom polju) kao potpuno smislenoj fizičkoj stvarnosti počeo se primjenjivati ​​sistematski i vrlo plodno, uključujući i značajan napredak u matematičkoj formulaciji ovih ideja.

  S druge strane, kako se kvantna mehanika razvijala, postajalo je sve jasnije da materija (čestice) imaju svojstva koja su teoretski inherentna specifično poljima.

  Trenutna drzava

  Tako se pokazalo da se fizička slika svijeta u osnovi može svesti na kvantizirana polja i njihovu interakciju.

  U određenoj mjeri, uglavnom u okviru formalizma integracije po trajektorijama i Feynmanovim dijagramima, došlo je i do suprotnog kretanja: polja su se mogla značajno predstaviti kao gotovo klasične čestice (tačnije, kao superpozicija beskonačnog broja gotovo klasičnih čestica koje se kreću duž svih zamislivih putanja), a interakcija polja jedno s drugim je poput rađanja i apsorpcije jednog drugog od strane čestica (također sa superpozicijom svih zamislivih varijanti ovoga). I iako je ovaj pristup vrlo lijep, zgodan i na mnogo načina omogućava psihološki povratak na ideju čestice koja ima dobro definiranu putanju, on ipak ne može poništiti terenski pogled na stvari, pa čak nije ni potpuno simetrična alternativa njemu (i stoga još bliža lijepom, psihološki i praktično prikladnom, ali ipak samo formalnom uređaju, nego potpuno nezavisnom konceptu). Ovdje postoje dvije ključne tačke:

  1. postupak superpozicije se ne može "fizički" ni na koji način objasniti u terminima istinski klasičnih čestica; upravo dodao na gotovo klasičnu "korpuskularnu" sliku, a da nije njen organski element; u isto vrijeme, s terenske tačke gledišta, ova superpozicija ima jasnu i prirodnu interpretaciju;
  2. sama čestica, koja se kreće duž jedne zasebne trajektorije na putu, integralni formalizam, iako vrlo sličan klasičnom, još uvijek nije potpuno klasičan: uobičajenom klasičnom kretanju duž određene putanje s određenim zamahom i koordinatom u svakom konkretnom trenutku, čak i za jednu jedinu putanju - morate dodati koncept faze (tj. neko valno svojstvo), koji je potpuno stran ovom pristupu u svom čistom obliku, i ovaj trenutak (iako je stvarno sveden na minimum i prilično je jednostavan da samo ne razmišljam o tome) takođe nema nikakvu organsku internu interpretaciju; ali u okviru uobičajenog terenskog pristupa takva interpretacija opet postoji, i opet je organska.

  Dakle, možemo zaključiti da je pristup integracije duž trajektorija, iako je psihološki vrlo zgodan (uostalom, recimo, tačkasta čestica sa tri stepena slobode mnogo je jednostavnija od beskonačno-dimenzionalnog polja koje je opisuje) i da ima dokazanu praktičnu produktivnost. , ali ipak samo izvjesno reformulacija, iako prilično radikalan, terenski koncept, a ne njegova alternativa.

  I iako u riječima na ovom jeziku sve izgleda vrlo "korpuskularno" (na primjer: "interakcija nabijenih čestica se objašnjava razmjenom druge čestice - nosioca interakcije" ili "međusobno odbijanje dva elektrona je zbog razmjene virtuelnog fotona između njih”), međutim, iza ovoga se krije takva tipična realnost polja, poput širenja talasa, iako prilično dobro skrivena radi stvaranja efektivne proračunske šeme, i na mnogo načina pružajući dodatne mogućnosti za kvalitativno razumevanje .

  Lista osnovnih oblasti

  Fundamentalna bozonska polja (polja koja nose fundamentalne interakcije)

  Ova polja unutar standardnog modela su mjerna polja. Poznate su sljedeće vrste:

  • Electroweak
    • Elektromagnetno polje (vidi i foton)
    • Polje je nosilac slabe interakcije (vidi i W- i Z-bozon)
  • Gluonsko polje (vidi i Gluon)

  Hipotetička polja

  U širem smislu, hipotetičkim se mogu smatrati bilo koji teorijski objekti (na primjer, polja) koji su opisani teorijama koje ne sadrže unutrašnje kontradikcije, koje nisu jasno kontradiktorne zapažanjima i koje su u isto vrijeme sposobne proizvesti vidljive posljedice koje dopustiti da se napravi izbor u korist ovih teorija u odnosu na one koje su sada prihvaćene. U nastavku ćemo govoriti (a to generalno odgovara uobičajenom shvaćanju pojma) uglavnom o hipotetičnosti u ovom užem i strožem smislu, podrazumijevajući valjanost i lažljivost pretpostavke koju nazivamo hipotezom.

  U teorijskoj fizici se razmatraju mnoga različita hipotetička polja, od kojih svako pripada vrlo specifičnoj teoriji (po svom tipu i matematičkim svojstvima ta polja mogu biti potpuno ili skoro ista kao poznata nehipotetička polja, a mogu biti više ili manje vrlo različiti; u oba slučaja, njihova hipotetička priroda znači da još nisu uočeni u stvarnosti, da nisu eksperimentalno otkriveni; u odnosu na neka hipotetička polja može se postaviti pitanje da li se mogu uočiti u principu, pa čak i da li uopće mogu postojati – na primjer, ako se teorija u kojoj su prisutni odjednom pokaže interno kontradiktornom).

  Pitanje o tome što treba smatrati kriterijem koji omogućava prenošenje određenog specifičnog polja iz kategorije hipotetičkog u kategoriju stvarnog prilično je suptilno, budući da je potvrda određene teorije i stvarnosti određenih objekata sadržanih u njoj često više ili manje indirektno. U ovom slučaju se obično radi o nekoj vrsti razumnog dogovora naučne zajednice (čiji su članovi manje-više potpuno svjesni o kakvom je stepenu potvrde zapravo riječ).

  Čak iu teorijama za koje se smatra da su prilično dobro potvrđene, ima mjesta za hipotetička polja (ovdje govorimo o tome da su različiti dijelovi teorije testirani s različitim stupnjevima temeljitosti, a neka polja igraju važnu ulogu u njima se, u principu, još nisu pojavile u eksperimentu sasvim definitivno, odnosno za sada izgledaju baš kao hipoteza izmišljena za određene teorijske svrhe, dok su druga polja koja se pojavljuju u istoj teoriji već dovoljno dobro proučena da se o njima govori kao stvarnost).

  Primjer takvog hipotetičkog polja je Higgsovo polje, koje je važno u Standardnom modelu, čija preostala polja nikako nisu hipotetička, a smatra se da sam model, iako s neizbježnim rezervama, opisuje stvarnost (barem da u kojoj meri je stvarnost poznata).

  Postoje mnoge teorije koje sadrže polja koja (još) nikada nisu opažena, a ponekad i same te teorije daju takve procjene da se njihova hipotetička polja očito (zbog slabosti njihove manifestacije koja proizlazi iz same teorije) u principu ne mogu otkriti u predvidljivom vremenu. budućnost (na primjer, torzijsko polje). Takve teorije (ako ne sadrže, osim praktično neprovjerljivih, i dovoljan broj lakše provjerljivih posljedica) ne smatraju se od praktičnog interesa, osim ako se ne pojavi neka netrivijalna nova metoda njihovog testiranja koja omogućava jedan da zaobiđe očigledna ograničenja. Ponekad (kao, na primjer, u mnogim alternativnim teorijama gravitacije - na primjer, Dickeovo polje) se uvode takva hipotetička polja o čijoj jačini sama teorija ne može reći ništa (na primjer, konstanta spajanja ovog polja kod drugih je nepoznat i može biti prilično velik, a mali po želji); Također se obično ne žuri sa testiranjem ovakvih teorija (pošto takvih teorija ima mnogo, a svaka od njih nije ni na koji način dokazala svoju korisnost, a nije čak ni formalno lažljiva), osim u slučajevima kada jedna od njih ne počne da se izgleda obećavajuće iz nekog razloga.Rješenje nekih trenutnih poteškoća (međutim, skrining teorija na osnovu nefalsifikativnosti - posebno zbog neizvjesnih konstanti - ovdje se ponekad napušta, jer se ozbiljna dobra teorija ponekad može testirati u nadi da će efekat će biti otkriven, iako za to nema garancija; Ovo je posebno tačno kada postoji malo teorija kandidata ili neke od njih izgledaju posebno fundamentalno interesantne; takođe u slučajevima kada je moguće testirati teorije široke klase sve na jednom prema poznatim parametrima, bez posebnog napora na testiranju svakog posebno).

  Također treba napomenuti da je uobičajeno da se hipotetičkim nazivaju samo ona polja koja uopće nemaju vidljive manifestacije (ili ih imaju nedovoljno, kao u slučaju Higgsovog polja). Ako je postojanje fizičkog polja čvrsto utvrđeno njegovim vidljivim manifestacijama, a govorimo samo o poboljšanju njegovog teorijskog opisa (na primjer, o zamjeni Njutnovskog gravitacijskog polja poljem metričkog tenzora u Općoj relativnosti), onda je obično nije prihvaćeno da se govori o jednom ili drugom kao hipotetičkom (iako bi se za ranu situaciju u opštoj relativnosti moglo govoriti o hipotetičkoj prirodi tenzorske prirode gravitacionog polja).

  U zaključku, spomenimo takva polja, čiji je tip prilično neobičan, odnosno teoretski sasvim zamisliv, ali u praksi (a u nekim slučajevima, u ranim fazama razvoja) nikada nisu uočena polja takve vrste. njihove teorije, mogle bi se pojaviti sumnje u njenu konzistentnost). To uključuje, prije svega, tahionska polja. Zapravo, tahionska polja se radije mogu nazvati samo potencijalno hipotetičkim (tj. ne dostižući status obrazovana pretpostavka), budući da poznate konkretne teorije u kojima imaju manje ili više značajnu ulogu, na primjer, teorija struna, same nisu postigle status dovoljno potvrđenih.

  Čak i egzotičnija (na primjer, Lorentz-neinvarijantna - koja krše princip relativnosti) polja (iako su apstraktno teorijski sasvim zamisliva) u modernoj fizici mogu se klasificirati kao prilično daleko izvan okvira razumne pretpostavke, tj. govoreći, ne smatraju se ni kao

  Materijal sa Wikipedije - slobodne enciklopedije

  Fizičko polje se stoga može okarakterisati kao distribuirani dinamički sistem sa beskonačnim brojem stepeni slobode.

  Ulogu varijable polja za osnovna polja često igra potencijal (skalar, vektor, tenzor), ponekad i veličina koja se zove jačina polja. (Za kvantizovana polja, u izvesnom smislu, odgovarajući operator je takođe generalizacija klasičnog koncepta varijable polja).

  Također polje u fizici nazivaju fizičku veličinu koja se smatra zavisnom od mjesta: kao potpuni skup, općenito govoreći, različitih vrijednosti ove veličine za sve tačke nekog produženog kontinuiranog tijela - kontinuirani medij, koji u cijelosti opisuje stanje ili kretanje ovog proširenog tijela. Primjeri takvih polja mogu biti:

  • temperatura (općenito govoreći različita u različitim tačkama, kao iu različito vrijeme) u nekom mediju (na primjer, u kristalu, tekućini ili plinu) - (skalarno) temperaturno polje,
  • brzina svih elemenata određene zapremine fluida je vektorsko polje brzina,
  • vektorsko polje pomaka i tenzorsko polje napona pri deformaciji elastičnog tijela.

  Dinamika ovakvih polja je takođe opisana parcijalnim diferencijalnim jednačinama, a istorijski gledano, takva polja su prva razmatrana u fizici, počevši od 18. veka.

  Moderni koncept fizičkog polja izrastao je iz ideje elektromagnetnog polja, koju je u fizički konkretnom i relativno bliskom modernom obliku prvi realizirao Faraday, a matematički dosljedno implementirao Maxwell - u početku koristeći mehanički model hipotetičkog kontinuiranog medija - eter, ali je onda otišao dalje od upotrebe mehaničkog modela.

  Fundamentalna polja

  Među oblastima fizike izdvajaju se tzv. fundamentalna. To su polja koja, u skladu sa paradigmom polja moderne fizike, čine osnovu fizičke slike svijeta, iz kojih su izvedena sva ostala polja i interakcije. Oni uključuju dvije glavne klase polja koja međusobno djeluju:

  • fundamentalna fermionska polja, koja prvenstveno predstavljaju fizičku osnovu za opis materije,
  • fundamentalna bozonska polja (uključujući gravitaciona, koja su tenzorsko merno polje), koja su proširenje i razvoj koncepta Maksvelovog elektromagnetskog i Njutnovskog gravitacionog polja; Teorija je izgrađena na njima.

  Postoje teorije (na primjer, teorija struna, razne druge teorije ujedinjenja) u kojima ulogu fundamentalnih polja zauzimaju nešto drugačiji, čak i fundamentalniji sa stanovišta ovih teorija, polja ili objekti (a pojavljuju se i trenutna fundamentalna polja ili bi se u ovim teorijama trebalo pojaviti do neke aproksimacije kao “fenomenološka” posljedica). Međutim, takve teorije još uvijek nisu dovoljno potvrđene niti općenito prihvaćene.

  Priča

  Istorijski gledano, među osnovnim poljima, najprije su otkrivena polja odgovorna za elektromagnetno (električno i magnetsko polje, zatim spojeno u elektromagnetno polje) i gravitacionu interakciju (upravo kao fizička polja). Ova polja su otkrivena i dovoljno detaljno proučavana već u klasičnoj fizici. U početku su ova polja (u okviru Newtonove teorije gravitacije, elektrostatike i magnetostatike) većini fizičara više izgledala kao formalni matematički objekti uvedeni radi formalne pogodnosti, a ne kao punopravna fizička stvarnost, uprkos pokušajima dubljeg fizičkog razumijevanja. , koji je ipak ostao prilično neodređen ili nije urodio previše značajnim plodovima. No, počevši od Faradaya i Maxwella, pristup polju (u ovom slučaju, elektromagnetnom polju) kao potpuno smislenoj fizičkoj stvarnosti počeo se primjenjivati ​​sistematski i vrlo plodno, uključujući i značajan napredak u matematičkoj formulaciji ovih ideja.

  S druge strane, kako se kvantna mehanika razvijala, postajalo je sve jasnije da materija (čestice) imaju svojstva koja su teoretski inherentna specifično poljima.

  Trenutna drzava

  Tako se pokazalo da se fizička slika svijeta u osnovi može svesti na kvantizirana polja i njihovu interakciju.

  U određenoj mjeri, uglavnom u okviru formalizma integracije duž trajektorija i Feynmanovih dijagrama, došlo je i do suprotnog kretanja: polja se sada mogu značajno predstaviti kao gotovo klasične čestice (tačnije, kao superpozicija beskonačnog broja gotovo klasičnih čestica). krećući se duž svih zamislivih putanja), a interakcija polja jedno s drugim je poput rađanja i apsorpcije jednog drugog od strane čestica (također sa superpozicijom svih zamislivih varijanti ovoga). I iako je ovaj pristup vrlo lijep, zgodan i na mnogo načina omogućava psihološki povratak na ideju čestice koja ima dobro definiranu putanju, on ipak ne može poništiti terenski pogled na stvari, pa čak nije ni potpuno simetrična alternativa njemu (i stoga još bliža lijepom, psihološki i praktično prikladnom, ali ipak samo formalnom uređaju, nego potpuno nezavisnom konceptu). Ovdje postoje dvije ključne tačke:

  1. postupak superpozicije se ne može "fizički" ni na koji način objasniti u terminima istinski klasičnih čestica; upravo dodao na gotovo klasičnu "korpuskularnu" sliku, a da nije njen organski element; u isto vrijeme, s terenske tačke gledišta, ova superpozicija ima jasnu i prirodnu interpretaciju;
  2. sama čestica, koja se kreće duž jedne zasebne trajektorije na putu, integralni formalizam, iako vrlo sličan klasičnom, još uvijek nije potpuno klasičan: uobičajenom klasičnom kretanju duž određene putanje s određenim zamahom i koordinatom u svakom konkretnom trenutku, čak i za jednu jedinu putanju - morate dodati koncept faze (tj. neko valno svojstvo), koji je potpuno stran ovom pristupu u svom čistom obliku, i ovaj trenutak (iako je stvarno sveden na minimum i prilično je jednostavan da samo ne razmišljam o tome) takođe nema nikakvu organsku internu interpretaciju; ali u okviru uobičajenog terenskog pristupa takva interpretacija opet postoji, i opet je organska.

  Dakle, možemo zaključiti da je pristup integracije duž trajektorija, iako je psihološki vrlo zgodan (uostalom, recimo, tačkasta čestica sa tri stepena slobode mnogo je jednostavnija od beskonačno-dimenzionalnog polja koje je opisuje) i da ima dokazanu praktičnu produktivnost. , ali ipak samo izvjesno reformulacija, iako prilično radikalan, terenski koncept, a ne njegova alternativa.

  I iako u riječima na ovom jeziku sve izgleda vrlo "korpuskularno" (na primjer: "interakcija nabijenih čestica se objašnjava razmjenom druge čestice - nosioca interakcije" ili "međusobno odbijanje dva elektrona je zbog razmjene virtuelnog fotona između njih”), međutim, iza ovoga se krije takva tipična realnost polja, poput širenja talasa, iako prilično dobro skrivena radi stvaranja efektivne proračunske šeme, i na mnogo načina pružajući dodatne mogućnosti za kvalitativno razumevanje .

  Lista osnovnih oblasti

  Fundamentalna bozonska polja (polja koja nose fundamentalne interakcije)

  Ova polja unutar standardnog modela su mjerna polja. Poznate su sljedeće vrste:

  • Electroweak
    • Elektromagnetno polje (vidi i foton)
    • Polje je nosilac slabe interakcije (vidi i W- i Z-bozon)
  • Gluonsko polje (vidi i Gluon)

  Hipotetička polja

  U širem smislu, hipotetičkim se mogu smatrati bilo koji teorijski objekti (na primjer, polja) koji su opisani teorijama koje ne sadrže unutrašnje kontradikcije, koje nisu jasno kontradiktorne zapažanjima i koje su u isto vrijeme sposobne proizvesti vidljive posljedice koje dopustiti da se napravi izbor u korist ovih teorija u odnosu na one koje su sada prihvaćene. U nastavku ćemo govoriti (a to generalno odgovara uobičajenom shvaćanju pojma) uglavnom o hipotetičnosti u ovom užem i strožem smislu, podrazumijevajući valjanost i lažljivost pretpostavke koju nazivamo hipotezom.

  U teorijskoj fizici se razmatraju mnoga različita hipotetička polja od kojih svako pripada vrlo specifičnoj teoriji (po svojoj vrsti i matematičkim svojstvima ta polja mogu biti potpuno ili skoro ista kao poznata nehipotetička polja, a mogu biti manje ili više vrlo različiti; u oba slučaja njihova hipotetička priroda znači da još nisu uočene u stvarnosti, nisu eksperimentalno otkrivene; u odnosu na neka hipotetička polja može se postaviti pitanje da li se mogu uočiti u principu i čak i da li uopšte mogu postojati – na primjer, ako se teorija u kojoj su prisutni odjednom pokaže interno kontradiktornom).

  Pitanje o tome što treba smatrati kriterijem koji omogućava prenošenje određenog specifičnog polja iz kategorije hipotetičkog u kategoriju stvarnog prilično je suptilno, budući da je potvrda određene teorije i stvarnosti određenih objekata sadržanih u njoj često više ili manje indirektno. U ovom slučaju se obično radi o nekoj vrsti razumnog dogovora naučne zajednice (čiji su članovi manje-više potpuno svjesni o kakvom je stepenu potvrde zapravo riječ).

  Čak iu teorijama za koje se smatra da su prilično dobro potvrđene, ima mjesta za hipotetička polja (ovdje govorimo o tome da su različiti dijelovi teorije testirani s različitim stupnjevima temeljitosti, a neka polja igraju važnu ulogu u njima se u principu još nisu sasvim jasno manifestirali u eksperimentu, odnosno za sada izgledaju točno kao hipoteza izmišljena za određene teorijske svrhe, dok su druga polja koja se pojavljuju u istoj teoriji već dovoljno dobro proučena da se o njima govori kao o stvarnosti ).

  Primjer takvog hipotetičkog polja je Higgsovo polje, koje je važno u Standardnom modelu, čija preostala polja nikako nisu hipotetička, a smatra se da sam model, iako s neizbježnim rezervama, opisuje stvarnost (barem da u kojoj meri je stvarnost poznata).

  Postoje mnoge teorije koje sadrže polja koja (još) nikada nisu opažena, a ponekad i same te teorije daju takve procjene da se njihova hipotetička polja očito (zbog slabosti njihove manifestacije koja proizlazi iz same teorije) u principu ne mogu otkriti u predvidljivom vremenu. budućnost (na primjer, torzijsko polje). Takve teorije (ako ne sadrže, pored praktički neprovjerljivih, dovoljan broj lakše provjerljivih posljedica) ne smatraju se od praktičnog interesa, osim ako se ne pojavi neki netrivijalan novi način njihovog testiranja, koji omogućava da se zaobiđu očigledna ograničenja. Ponekad (kao, na primjer, u mnogim alternativnim teorijama gravitacije - na primjer, u Dickeovom polju) se uvode takva hipotetička polja o čijoj jačini sama teorija ne može reći ništa (na primjer, konstanta sprege ovog polja sa druge su nepoznate i mogu biti prilično velike, a male po želji); Također se obično ne žuri sa testiranjem ovakvih teorija (pošto takvih teorija ima mnogo, a svaka od njih nije ni na koji način dokazala svoju korisnost, a nije čak ni formalno lažljiva), osim u slučajevima kada jedna od njih ne počne da se izgleda obećavajuće iz nekog razloga.Rješenje nekih trenutnih poteškoća (međutim, skrining teorija na osnovu nefalsifikativnosti - posebno zbog neizvjesnih konstanti - ovdje se ponekad napušta, jer se ozbiljna dobra teorija ponekad može testirati u nadi da će efekat će biti otkriven, iako nema garancija za to ne; ovo je posebno tačno kada postoji malo teorija kandidata ili neke od njih izgledaju posebno fundamentalno interesantne; takođe u slučajevima kada je moguće testirati teorije široke klase sve odjednom prema poznatim parametrima, bez trošenja posebnog napora na testiranje svakog pojedinačno).

  Također treba napomenuti da je uobičajeno da se hipotetičkim nazivaju samo ona polja koja uopće nemaju vidljive manifestacije (ili ih imaju nedovoljno, kao u slučaju Higgsovog polja). Ako je postojanje fizičkog polja čvrsto utvrđeno njegovim vidljivim manifestacijama, a govorimo samo o poboljšanju njegovog teorijskog opisa (na primjer, o zamjeni Njutnovskog gravitacijskog polja poljem metričkog tenzora u Općoj relativnosti), onda je obično nije prihvaćeno da se govori o jednom ili drugom kao hipotetičkom (iako bi se za ranu situaciju u opštoj relativnosti moglo govoriti o hipotetičkoj prirodi tenzorske prirode gravitacionog polja).

  U zaključku, spomenimo takva polja, čija je vrsta prilično neobična, tj. teoretski sasvim zamislivo, ali u praksi nikada nisu uočena polja sličnih tipova (a u nekim slučajevima, u ranim fazama razvoja njihove teorije, mogle su se pojaviti sumnje u njenu konzistentnost). Ovo, prije svega, uključuje tahionska polja. Zapravo, tahionska polja se radije mogu nazvati samo potencijalno hipotetičkim (tj. ne dostižući status obrazovana pretpostavka), jer poznate specifične teorije u kojima one igraju manje ili više značajnu ulogu, kao što je teorija struna, same nisu dostigle status dovoljno potvrđenih.

  Čak i egzotičnija (na primjer, Lorentz-neinvarijantna - koja krše princip relativnosti) polja (iako su apstraktno teorijski sasvim zamisliva) u modernoj fizici mogu se klasificirati kao prilično daleko izvan okvira razumne pretpostavke, tj. govoreći, ne smatraju se čak ni hipotetičkim.

  vidi takođe

  Napišite recenziju o članku "Polje (fizika)"

  Bilješke

  1. Skalarna, vektorska, tenzorska ili spinorna priroda; u svakom slučaju, ta se veličina, po pravilu, može svesti na prikaz brojem ili nekim skupom brojeva (koji, općenito govoreći, poprimaju različite vrijednosti u različitim točkama prostora).
  2. U zavisnosti od matematičkog oblika ove veličine, razlikuju se skalarna, vektorska, tenzorska i spinorna polja.
  3. Polje je definirano kroz prostor ako je temeljno polje. Polja kao što su polje brzine protoka fluida ili polje deformacije kristala definisana su u oblasti prostora ispunjenog odgovarajućim medijumom.
  4. U modernoj prezentaciji ovo obično izgleda kao polje na (u) prostor-vremenu, pa se ovisnost varijable polja o vremenu razmatra gotovo jednako kao i ovisnost o prostornim koordinatama.
  5. Unatoč prisutnosti alternativnih koncepata ili reinterpretacija manje ili više udaljenih od njegove standardne verzije, koja, međutim, još ne može postići odlučujuću prednost nad njom, pa čak ni jednakost s njom (a da se, u pravilu, ne ide dalje od prilično marginalnih fenomena rezanja). rubu teorijske fizike), niti se, po pravilu, previše udaljavati od nje, ostavljajući joj općenito (za sada) središnje mjesto.
  6. Za razliku od dole navedene klase fizičkih polja iz fizike kontinuuma, koja imaju prilično jasnu prirodu i koja se spominju kasnije u članku.
  7. Iz različitih istorijskih razloga, među kojima je i to što je koncept etra psihološki podrazumijevao prilično specifičnu implementaciju koja bi mogla dati eksperimentalno provjerljive posljedice, ali u stvarnosti nisu otkrivene fizički uočljive netrivijalne posljedice nekih od ovih modela, dok posledice drugih direktno su bile u suprotnosti sa eksperimentom, pa je koncept fizički realnog etra postepeno prepoznat kao nepotreban, a zajedno sa njim i sam termin je izašao iz upotrebe u fizici. Ne najmanju ulogu u tome odigrao je i sljedeći razlog: u vrijeme vrhunca rasprave o primjenjivosti koncepta etra na opis elektromagnetnog polja, "materija", "čestice" su se smatrale objektima fundamentalno drugačije prirode, pa se njihovo kretanje kroz prostor ispunjen eterom činilo nezamislivim ili zamislivim uz ogromne teškoće; Kasnije je ovaj razlog u suštini prestao da postoji zbog činjenice da su materija i čestice počeli da se opisuju kao terenski objekti, ali do tada je reč eter je već bio gotovo zaboravljen kao relevantan koncept u teorijskoj fizici.
  8. Iako je u nekim radovima modernih teoretičara upotreba koncepta etra ponekad dublja - vidi Polyakov A.M. "Gauge Fields and Strings".
  9. Pod stanjem i kretanjem možemo podrazumijevati makroskopski položaj i mehaničko kretanje elementarnih volumena tijela, a to mogu biti i ovisnosti o prostornim koordinatama i promjenama tokom vremena u veličinama kao što su električna struja, temperatura, koncentracija određene tvari itd.
  10. Materija je, naravno, bila poznata i ranije, ali dugo vremena nije bilo nimalo očigledno da bi pojam polja mogao biti relevantan za opis materije (koja je opisana prvenstveno „korpuskularno”). Dakle, sam koncept fizičkog polja i odgovarajućeg matematičkog aparata su istorijski prvo razvijeni u odnosu na elektromagnetno polje i gravitaciju.
  11. Osim u slučajevima kada su i najnejasnija razmatranja dovela do ozbiljnih otkrića, jer su poslužila kao poticaj za eksperimentalna istraživanja koja su dovela do temeljnih otkrića, kao kod Oerstedovog otkrića stvaranja magnetskog polja električnom strujom.
  12. Peter Galison. Einsteinovi satovi, Poincaréove karte: carstva vremena. - 2004. - P. 389. - ISBN 9780393326048.
      Vidi Poincaréov članak “Dynamics of the Electron”, odjeljak VIII (A. Poincaré. Izabrana djela, tom 3. M., Nauka, 1974), izvještaj M. Plancka (M. Planck. Izabrana djela. M., Nauka, 1975 .) i članak Ajnštajna i Laubea „O pondemotivnim silama“, § 3 „Jednakost akcije i reakcije“ (A. Einstein. Zbornik naučnih radova, tom 1. M., Nauka, 1965.) (sve za 1908).
  13. Neka svojstva jednačina polja su razjašnjena na osnovu prilično opštih principa, kao što su Lorentz invarijantnost i princip kauzalnosti. Dakle, princip kauzalnosti i princip konačnosti brzine širenja interakcija zahtijevaju da diferencijalne jednadžbe koje opisuju fundamentalna polja pripadaju hiperboličnom tipu.
  14. Ove izjave su tačne za fundamentalna polja tahionskog tipa. Makroskopski sistemi koji pokazuju svojstva tahionskih polja nisu neobični; isto se može pretpostaviti i za određene vrste pobuda u kristalima itd. (u oba slučaja mjesto brzine svjetlosti zauzima druga veličina).
  15. Ovo je opis situacije koja trenutno postoji. Naravno, oni ne znače fundamentalnu nemogućnost pojave sasvim dovoljno motiviranih teorija koje uključuju takva egzotična polja u budućnosti (međutim, takvu mogućnost teško da treba smatrati previše vjerojatnom).

  Književnost

  • Landau, L. D., Lifshits, E. M. Teorija polja. - 8. izdanje, stereotipno. - M.: Fizmatlit, 2001. - 534 str. - (“Teorijska fizika”, tom II). - ISBN 5-9221-0056-4.
  • Pavlov V. P.// Fizička enciklopedija / D. M. Aleksejev, A. M. Baldin, A. M. Bonch-Bruevič, A. S. Borovik-Romanov, B. K. Vainshtein, S. V. Vonsovsky, A. V. Gaponov-Grehov, S. S. Gershtein, I. I. Gurevič A. Gubosev, I. I. Gurevič, A. M. Gurevich. tinsky, D. N. Zubarev, B. B. Kadomcev, I. S. Shapiro, D. V. Shirkov; pod generalom ed. A. M. Prokhorova. - M.: Sovjetska enciklopedija, 1994. - T. 4. - 704 str. - 40.000 primjeraka.

  Odlomak koji karakteriše polje (fizika)

  „Draga slavljenica sa decom“, rekla je svojim glasnim, debelim glasom, potiskujući sve druge zvukove. „Šta, grešniče stari“, okrenula se grofu koji joj je ljubio ruku, „čaj, jel ti dosadno u Moskvi?“ Ima li gdje da se psi tjeraju? Šta da radimo, oče, ovako će ove ptice da odrastu...” Pokazala je na djevojčice. - Hteli to ili ne, morate tražiti udvarače.
  - Pa šta, moj kozače? (Marija Dmitrijevna je Natašu zvala kozakom) - rekla je, milujući rukom Natašu, koja joj je bez straha i veselo prišla ruci. – Znam da je napitak devojčica, ali ja je volim.
  Izvadila je kruškolike jahon minđuše iz svog ogromnog retikula i poklonivši ih Nataši, koja je blistala i pocrvenela za rođendan, odmah se okrenula od nje i okrenula se Pjeru.
  - Eh, eh! ljubazni! „Dođi ovamo“, rekla je lažno tihim i tankim glasom. - Hajde draga moja...
  I prijeteći je još više zasukala rukave.
  Pjer je prišao, naivno je gledajući kroz naočare.
  - Hajde, dođi, draga moja! Ja sam jedini rekao tvom ocu istinu kad je imao priliku, ali ti to Bog zapovijeda.
  Zastala je. Svi su ćutali, čekajući šta će se desiti, i osećajući da postoji samo predgovor.
  - Dobro, nema šta da se kaže! dobar dečko!... Otac leži na svom krevetu i zabavlja se, stavljajući policajca na medveda. Sramota, oče, šteta! Bilo bi bolje da idemo u rat.
  Okrenula se i pružila ruku grofu, koji se jedva suzdržavao da se ne nasmeje.
  - Pa, dođi za sto, imam čaj, je li vreme? - rekla je Marija Dmitrijevna.
  Grof je išao naprijed s Marijom Dmitrijevnom; zatim grofica, koju je vodio husarski pukovnik, prava osoba s kojom je Nikolaj trebao sustići puk. Ana Mihajlovna - sa Šinšinom. Berg se rukovao s Verom. Nasmejana Julie Karagina je otišla sa Nikolajem do stola. Iza njih su išli drugi parovi, koji su se protezali po cijeloj dvorani, a iza njih, jedno po jedno, djeca, vaspitači i guvernante. Konobari su počeli da se mešaju, stolice su zveckale, muzika je počela da svira u horu, a gosti su seli na svoja mesta. Zvuke grofovske domaće muzike zamenili su zvuci noževa i viljuški, čavrljanje gostiju i tihi koraci konobara.
  Na jednom kraju stola grofica je sjedila na čelu. Desno je Marija Dmitrijevna, slijeva Ana Mihajlovna i drugi gosti. Na drugom kraju sjedio je grof, lijevo husarski pukovnik, desno Shinshin i drugi muški gosti. S jedne strane dugačkog stola su stariji mladi ljudi: Vera do Berga, Pjer do Borisa; s druge strane - djeca, vaspitači i guvernante. Iza kristala, flaša i vaza sa voćem, grof je gledao svoju ženu i njenu visoku kapu sa plavim trakama i marljivo točio vino za svoje komšije, ne zaboravljajući sebe. Grofica je, takođe, iza ananasa, ne zaboravljajući svoje obaveze kao domaćice, bacila značajne poglede na svog muža, čija se ćelava glava i lice, kako joj se činilo, po crvenilu oštrije razlikuju od njegove sede kose. Na strani dama čulo se stalno brbljanje; u muškom toaletu sve su se glasnije čuli glasovi, posebno husarskog pukovnika, koji je toliko jeo i pio, sve više crvenio, da ga je grof već stavljao za primjer ostalim gostima. Berg je, uz blagi osmeh, govorio Veri da ljubav nije zemaljsko, već nebesko osećanje. Boris je svog novog prijatelja Pjera nazvao gostima za stolom i razmijenio poglede sa Natašom koja je sjedila preko puta njega. Pjer je malo govorio, gledao nova lica i mnogo jeo. Počevši od dvije čorbe, od kojih je izabrao a la tortue, [kornjaču] i kulebjaki i do tetrijeba, nije propustio nijedno jelo i nijedno vino, koje je batler misteriozno gurnuo u flašu umotanu u salvetu. iza ramena svog komšije, govoreći ili "drey Madeira", ili "mađarski", ili "rajnsko vino". Stavio je prvu od četiri kristalne čaše sa grofovskim monogramom koje su stajale ispred svake sprave, i pio sa zadovoljstvom, gledajući goste sa sve prijatnijim izrazom lica. Nataša je, sedeći preko puta njega, gledala Borisa onako kako trinaestogodišnje devojčice gledaju dečaka sa kojim su se tek prvi put poljubile i u koga su zaljubljene. Taj isti njen pogled ponekad se okretao prema Pjeru, a pod pogledom ove duhovite, živahne devojke i sam je hteo da se nasmeje, ne znajući zašto.
  Nikolaj je sedeo daleko od Sonje, pored Džulije Karagine, i opet joj se obratio istim nevoljnim osmehom. Sonja se veličanstveno nasmešila, ali očigledno ju je mučila ljubomora: prebledela je, a onda pocrvenela i svom snagom slušala šta Nikolaj i Džuli govore jedno drugom. Guvernanta je nemirno gledala oko sebe, kao da se spremala uzvratiti ako neko odluči da uvrijedi djecu. Njemački učitelj je pokušao zapamtiti sve vrste jela, deserta i vina kako bi sve do detalja opisao u pismu svojoj porodici u Njemačkoj, i bio je veoma uvrijeđen činjenicom da je batler, sa flašom umotanom u salvetu, nosio njega okolo. Nemac se namrštio, pokušavao da pokaže da ne želi da primi ovo vino, ali se uvredio jer niko nije hteo da shvati da mu vino treba ne da bi utažio žeđ, ne iz pohlepe, već iz savesne radoznalosti.

  Na muškom kraju stola razgovor je postajao sve življi. Pukovnik je rekao da je manifest kojim se objavljuje rat već bio objavljen u Sankt Peterburgu i da je kopija koju je on sam vidio sada kurirskom dostavljena glavnokomandujućem.
  - A zašto nam je teško boriti se protiv Bonaparte? - rekao je Šinšin. – II a deja rabattu le caquet a l "Autriche. Je crins, que cette fois ce ne soit notre tour. [On je već srušio aroganciju Austrije. Bojim se da sada ne bi došao red na nas.]
  Pukovnik je bio zdepast, visok i zdravoljubiv Nijemac, očito sluga i patriota. Bio je uvrijeđen Šinšinovim riječima.
  “A onda, mi smo dobar suveren”, rekao je, izgovarajući e umjesto e i ʺ umjesto ʹ. "Onda da car to zna. On je u svom manifestu rekao da može ravnodušno gledati na opasnosti koje prijete Rusiji i da je sigurnost carstva, njegovo dostojanstvo i svetost njegovih saveza", rekao je iz nekog razloga posebno naglašavajući riječ "sindikati", kao da je to suština stvari.
  I sa svojim karakterističnim nepogrešivim, službenim pamćenjem, ponovio je uvodne riječi manifesta... “i želju, jedini i neizostavni cilj suverena: uspostaviti mir u Evropi na čvrstim temeljima – odlučili su da pošalju dio armije u inostranstvu i uloži nove napore da tu namjeru ostvari“.
  „Zato, mi smo dobar suveren“, zaključio je, poučno ispijajući čašu vina i osvrćući se na grofa za ohrabrenje.
  – Connaissez vous le proverbe: [Znate poslovicu:] „Erema, Erema, treba da sediš kod kuće, da naoštriš vretena“, rekao je Šinšin, lecnuvši se i smešeći se. – Cela nous convient a merveille. [Ovo nam dobro dođe.] Zašto Suvorov - isjekli su ga, tanjir od couture, [na glavi] i gdje su sada naši Suvorovi? Je vous demande un peu, [pitam vas,] - rekao je, neprestano skačući sa ruskog na francuski.
  "Moramo se boriti do posljednje kapi krvi", rekao je pukovnik, udarivši o sto, "i umrijeti za našeg cara, i tada će sve biti u redu." I da se što više svađam (naročito je izvukao glas na riječ „moguće“), što manje“, završio je, opet se okrenuvši ka grofu. "Tako mi sudimo o starim husarima, to je sve." Kako prosuđuješ, mladiću i mladi husaru? - dodao je, okrenuvši se Nikolaju, koji je, čuvši da se radi o ratu, napustio sagovornika i svim očima gledao i svim ušima slušao pukovnika.
  „Potpuno se slažem s tobom“, odgovorio je Nikolaj sav zajapuren, okrećući tanjir i preuređujući čaše tako odlučnim i očajničkim pogledom, kao da je u ovom trenutku bio izložen velikoj opasnosti, „uveren sam da Rusi moraju da poginu ili pobijediti”, rekao je, osjećajući se na isti način kao i drugi, nakon što je riječ već izrečena, da je previše entuzijastično i pompezno za sadašnju priliku i stoga nezgodno.
  "C"est bien beau ce que vous venez de dire, [Divno! To što si rekao je divno]", rekla je Džuli, koja je sedela pored njega, uzdišući. Sonja je zadrhtala i pocrvenela do ušiju, iza ušiju i do vrata i ramena, u Dok je Nikolaj govorio, Pjer je slušao pukovnikove govore i klimao glavom sa odobravanjem.
  „To je lepo“, rekao je.
  "Pravi husar, mladiću", viknuo je pukovnik i ponovo udario o sto.
  -Šta galamiš tamo? – bas-glas Marije Dmitrijevne odjednom se začuo preko stola. -Zašto kucaš po stolu? - obrati se husaru, - na koga se uzbuđuješ? dobro, mislite da su Francuzi ispred vas?
  „Istinu govorim“, reče husar smešeći se.
  "Sve o ratu", viknuo je grof preko stola. - Uostalom, dolazi moj sin, Marija Dmitrijevna, dolazi moj sin.
  - I imam četiri sina u vojsci, ali se ne trudim. Sve je Božja volja: umrijet ćeš ležeći na peći, a u borbi će se Bog smilovati“, zvučao je bez ikakvog napora gust glas Marije Dmitrijevne s drugog kraja stola.
  - Istina je.
  I razgovor se ponovo fokusirao - dame na njihovom kraju stola, muškarci na njegovom.
  „Ali nećeš pitati“, rekao je mlađi brat Nataši, „ali nećeš pitati!“
  „Pitaću“, odgovorila je Nataša.
  Lice joj se odjednom zacrveni, izražavajući očajnu i veselu odlučnost. Ustala je pozivajući Pjera, koji je sjedio nasuprot nje, da sluša, i okrenula se majci:
  - Majko! – začuo se preko stola njen detinjasti, grudi glas.
  - Šta želiš? – upitala je grofica uplašeno, ali je, vidjevši po ćerkinom licu da se radi o šali, strogo odmahnula rukom, praveći prijeteći i negativan gest glavom.
  Razgovor je zamro.
  - Majko! kakva će to torta biti? – Natašin glas je zvučao još odlučnije, bez prekida.
  Grofica je htjela da se namršti, ali nije mogla. Marija Dmitrijevna je protresla debelim prstom.
  "Kozak", rekla je prijeteći.
  Većina gostiju je gledala u starije, ne znajući kako da izvedu ovaj trik.
  - Evo me! - rekla je grofica.
  - Majko! kakva će torta biti? - vikala je Nataša sada smelo i hirovito veselo, unapred uverena da će njena šala biti dobro primljena.
  Sonja i debela Petja su se skrivale od smeha.
  „Zato sam i pitala“, šapnula je Nataša svom mlađem bratu i Pjeru, koje je ponovo pogledala.
  „Sladoled, ali ti ga neće dati“, rekla je Marija Dmitrijevna.
  Nataša je vidjela da se nema čega bojati, pa se stoga nije plašila Marije Dmitrijevne.
  - Marija Dmitrijevna? kakav sladoled! Ne volim kremu.
  - Šargarepa.
  - Ne, koji? Marija Dmitrijevna, koja? – skoro je viknula. - Želim znati!
  Marija Dmitrijevna i grofica su se smejale, a svi gosti su krenuli za njima. Svi su se smejali ne odgovoru Marije Dmitrijevne, već neshvatljivoj hrabrosti i spretnosti ove devojke, koja je znala i smela da se tako ponaša prema Marji Dmitrijevnoj.
  Nataša je zaostala tek kada su joj rekli da će biti ananasa. Prije sladoleda poslužen je šampanjac. Muzika je ponovo zasvirala, grof je poljubio groficu, a gosti su ustali i čestitali grofici, zveckajući čašama po stolu sa grofom, decom i jedni s drugima. Ponovo su utrčali konobari, stolice su zveckale, i istim redom, ali sa crvenijim licima, gosti su se vratili u salon i grofov kabinet.

  Bostonski stolovi su razdvojeni, zabave su sastavljene, a grofovi gosti su se smjestili u dvije dnevne sobe, sobu na razvlačenje i biblioteku.
  Grof je, razvlačeći svoje karte, jedva odolio navici popodnevnog drijemanja i svemu se smijao. Omladina se, podstaknuta od strane grofice, okupila oko klavikorda i harfe. Džuli je prva, na zahtev svih, odsvirala komad sa varijacijama na harfi i, zajedno sa drugim devojkama, počela da traži od Nataše i Nikolaja, poznatih po muzikalnosti, da nešto otpevaju. Nataša, koju su oslovljavali kao velika devojčica, očigledno je bila veoma ponosna na ovo, ali je istovremeno bila i plašljiva.
  - Šta ćemo da pevamo? - ona je pitala.
  „Ključ“, odgovori Nikolaj.
  - Pa, požurimo. Borise, dođi ovamo”, rekla je Nataša. - Gde je Sonya?
  Osvrnula se oko sebe i, vidjevši da drugarice nema u sobi, potrčala za njom.
  Utrčavši u Sonjinu sobu i ne pronašavši tamo svoju prijateljicu, Natasha je otrčala u dječju sobu - a Sonje nije bilo. Nataša je shvatila da je Sonja u hodniku na grudima. Škrinja u hodniku bila je mjesto tuge mlađe ženske generacije kuće Rostov. Zaista, Sonja je u svojoj prozračnoj ružičastoj haljini, zgnječivši je, legla licem prema dole na dadinjin prljavi prugasti perjenik, na prsa i, pokrivši lice prstima, gorko je plakala, tresući golim ramenima. Natašino lice, animirano, sa rođendanom ceo dan, odjednom se promenilo: oči su joj se zaustavile, zatim joj je široki vrat zadrhtao, uglovi usana su joj se spustili.
  - Sonya! šta si ti?... Šta, šta ti je? Wow wow!…
  A Nataša je, otvorivši svoja velika usta i postala potpuno glupa, počela da urla kao dijete, ne znajući razlog i samo zato što je Sonja plakala. Sonya je htela da podigne glavu, htela je da odgovori, ali nije mogla i još više se sakrila. Nataša je plakala, sela na plavi krevet od perja i grleći prijateljicu. Sakupivši snagu, Sonja je ustala, počela da briše suze i priča.
  - Nikolenka odlazi za nedelju dana, izašao njegov... papir... on mi je sam rekao... Da, ja ipak ne bih plakala... (pokazala je papir koji je držala njena ruka: to je bila poezija koju je napisao Nikolaj) Ja i dalje ne bih plakao, ali ti ne možeš... niko ne razume... kakvu on dušu ima.
  I opet je počela da plače jer mu je duša bila tako dobra.
  „Osećaš se dobro... ne zavidim ti... volim te, a i Borisa“, rekla je skupljajući malo snage, „sladak je... za tebe nema prepreka“. A Nikolaj je moj rođak... Treba mi... sam mitropolit... a to je nemoguće. A onda, ako mama... (Sonya je smatrala groficu i zvala svoju majku), ona će reći da ja rušim Nikolajevu karijeru, nemam srca, da sam nezahvalan, ali stvarno... za ime Boga... (prekrstila se) I ja je jako volim, a vi svi, samo Vera... Zbog čega? Šta sam joj uradio? Toliko sam ti zahvalan da bih rado sve žrtvovao, ali nemam ništa...
  Sonya više nije mogla da govori i ponovo je sakrila glavu u ruke i perjanicu. Nataša je počela da se smiruje, ali se na njenom licu videlo da razume važnost tuge svoje prijateljice.
  - Sonya! - rekla je iznenada, kao da je pogodila pravi razlog tuge svog rođaka. – Tako je, Vera je razgovarala sa tobom posle večere? Da?
  – Da, Nikolaj je sam pisao ove pesme, a ja sam prepisivao druge; Našla ih je na mom stolu i rekla da će ih pokazati mami, a takođe je rekla da sam nezahvalan, da mu mama nikada neće dozvoliti da se oženi sa mnom, a on će oženiti Julie. Vidiš kako je sa njom po ceo dan... Nataša! Za što?…
  I opet je plakala gorče nego prije. Nataša ju je podigla, zagrlila i, osmehujući se kroz suze, počela da je smiruje.
  - Sonja, ne veruj joj, draga, ne veruj joj. Da li se sećate kako smo sve troje razgovarale sa Nikolenkom u sobi sa sofama; sećaš se posle večere? Uostalom, mi smo odlučili sve kako će biti. Ne sećam se kako, ali sećate se kako je sve bilo dobro i sve je bilo moguće. Brat od strica Šinšina je oženjen rođakom, a mi smo drugi rođaci. I Boris je rekao da je to vrlo moguće. Znaš, rekao sam mu sve. A on je tako pametan i tako dobar", rekla je Nataša... "Ti, Sonja, ne plači, draga moja, Sonja." - I poljubila ju je, smijući se. - Vera je zla, Bog je blagoslovio! Ali sve će biti u redu, a ona neće reći mami; Nikolenka će to sama reći, a o Džuli nije ni razmišljao.
  I poljubila ju je u glavu. Sonja je ustala, a mače se oživelo, oči su mu zaiskrile, a on kao da je bio spreman da mahne repom, skoči na svoje mekane šape i ponovo se igra loptom, kako mu je priličilo.
  - Ti misliš? zar ne? Bogami? – rekla je brzo popravljajući haljinu i kosu.
  - Zaista, bogami! – odgovorila je Nataša, ispravljajući zalutali pramen grube kose ispod prijateljičine pletenice.
  I oboje su se smijali.
  - Pa, idemo da pevamo "Ključ."
  - Idemo na.
  „Znaš, ovaj debeli Pjer koji je sedeo preko puta mene je tako smešan!“ – iznenada je rekla Nataša, zastavši. - Jako se zabavljam!
  I Nataša je otrčala niz hodnik.
  Sonja, otresajući puh i sakrivajući pesme u njedra, do vrata sa isturenim prsnim kostima, laganim, veselim koracima, zajapurenog lica, potrčala je za Natašom hodnikom do sofe. Na zahtjev gostiju, mladi su otpjevali kvartet „Ključ“, koji se svima jako dopao; onda je Nikolaj ponovo otpevao pesmu koju je naučio.
  U prijatnoj noći, na mesečini,
  Zamislite sebe srećno
  da još uvek postoji neko na svetu,
  Ko misli i na tebe!
  Dok ona, svojom lepom rukom,
  Hodajući uz zlatnu harfu,
  Sa svojom strasnom harmonijom
  Doziva sebi, zove tebe!
  Još dan-dva i raj će doći...
  Ali ah! tvoj prijatelj neće preživeti!
  I još nije otpevao poslednje reči kada su se mladi u sali spremali za ples, a muzičari u horu počeli da udaraju nogama i kašljaju.

  Pjer je sedeo u dnevnoj sobi, gde je Šinšin, kao sa posetiocem iz inostranstva, s njim započeo politički razgovor koji je Pjeru bio dosadan, kome su se pridružili i drugi. Kada je muzika zasvirala, Nataša je ušla u dnevnu sobu i, idući pravo do Pjera, smejući se i pocrvenela, rekla:
  - Mama mi je rekla da te pozovem na ples.
  „Bojim se da ne pobrkam brojke“, rekao je Pjer, „ali ako želiš da mi budeš učitelj...“
  I on pruži svoju debelu ruku, spuštajući je nisko, mršavoj devojci.
  Dok su se parovi smjestili, a muzičari postrojili, Pjer je sjeo sa svojom damicom. Nataša je bila potpuno srećna; plesala je sa velikim, sa nekim ko je došao iz inostranstva. Sjela je ispred svih i razgovarala s njim kao s velikom djevojkom. U ruci je imala lepezu, koju joj je jedna mlada dama dala da drži. I, zauzevši najsvjetovniju pozu (Bog zna gdje i kada je to naučila), ona se, mašući se i osmehujući kroz lepezu, obratila svom gospodinu.
  - Šta je, šta je? Vidi, vidi”, rekla je stara grofica prolazeći kroz hodnik i pokazujući na Natašu.
  Nataša je pocrvenela i nasmijala se.
  - Pa, šta je sa tobom, mama? Pa, kakav lov tražite? Šta je tu iznenađujuće?

  Usred treće eko sesije, stolice u dnevnoj sobi, u kojoj su se igrali grof i Marija Dmitrijevna, počele su da se pomeraju, a većina uvaženih gostiju i staraca su se protezala nakon dugog sedenja i stavljala novčanike i torbice. u džepovima, izašli su kroz vrata hodnika. Marija Dmitrijevna je išla naprijed s grofom - oboje veselih lica. Grof je s razigranom uljudnošću, poput baleta, pružio svoju zaobljenu ruku Mariji Dmitrijevni. Uspravio se, a lice mu je ozarilo posebno hrabar, lukav osmeh, a čim je otplesala poslednja figura ekozaza, pljesnuo je muzičarima i viknuo horu, obraćajući se prvoj violini:
  - Semjone! Da li poznajete Danila Kupora?
  Ovo je grofov omiljeni ples koji je plesao u mladosti. (Danilo Kupor je zapravo bio jedna figura uglova.)
  „Vidi tatu“, vikala je Nataša celoj sali (potpuno zaboravljajući da pleše sa velikim), savijajući kovrdžavu glavu do kolena i praskavši u svoj zvonki smeh po celoj dvorani.
  Zaista, svi u sali su sa osmehom radosti gledali veselog starca, koji je pored svoje dostojanstvene dame, Marije Dmitrijevne, koja je bila viša od njega, zaokružila njegove ruke, protresajući ih na vreme, ispravila ramena, izvrnula nogama, lagano udarajući nogama, i sa sve rascvjetanijim osmehom na svom okruglom licu, pripremao je publiku za ono što je trebalo da dođe. Čim su se začuli veseli, prkosni zvuci Danila Kupora, nalik na veselu brbljivu, sva vrata hodnika odjednom su se ispunila muškim licima s jedne strane i ženskim nasmijanim licima sluge s druge, koji su izašli u pogledaj veselog gospodara.
  - Otac je naš! Orao! – glasno je rekla dadilja sa jednih vrata.
  Grof je dobro plesao i znao je to, ali njegova dama nije znala i nije htela da dobro igra. Njeno ogromno tijelo stajalo je uspravno sa snažnim rukama obješenim (predala je retikul grofici); plesalo je samo njeno strogo ali lepo lice. Ono što se izražavalo u čitavoj grofovoj okrugloj figuri, kod Marije Dmitrijevne izražavalo se samo u sve više nasmijanom licu i grčećem nosu. Ali ako je grof, postajući sve nezadovoljniji, plijenio publiku iznenađenjem spretnih okreta i laganih skokova svojih mekih nogu, Marija Dmitrijevna, uz najmanju revnost u pomicanju ramena ili zaokruživanju ruku u zavojima i udaranju, nije učinila ništa. manje utisak o zaslugama, što su svi cenili njenu gojaznost i uvek prisutnu ozbiljnost. Ples je postajao sve živahniji. Kolege nisu mogle privući pažnju na sebe ni na minut, a nisu ni pokušale to učiniti. Sve su zauzeli grof i Marija Dmitrijevna. Nataša je povukla rukave i haljine svih prisutnih, koji su već držali pogled na plesačima, i zahtevala da pogledaju tatu. U pauzi plesa, grof je duboko udahnuo, mahnuo i povikao muzičarima da brzo sviraju. Brže, brže i brže, sve brže i brže i brže, grof se odvijao, čas na prstima, čas na štiklama, jureći oko Marije Dmitrijevne i, konačno, okrenuvši svoju damu na njeno mesto, načinio je poslednji korak, podižući meku nogu uvis. pozadi, savijajući znojavu glavu sa nasmejanim licem i okruglo mašući desnom rukom usred grohota aplauza i smeha, posebno Nataše. Obje plesačice su zastale, teško dahćući i brišući se maramicama od kambrika.
  “Ovako su plesali u naše vrijeme, ma chere”, rekao je grof.
  - O da Danila Kupor! - rekla je Marija Dmitrijevna, ispuštajući jako i dugo duh, zasučući rukave.

  Dok su Rostovovi plesali šesti anglaise u dvorani uz zvuke umornih muzičara koji nisu bili u skladu, a umorni konobari i kuvari pripremali večeru, šesti udarac zadesio je grofa Bezuhija. Doktori su izjavili da nema nade za oporavak; pacijentu je data tiha ispovijed i pričest; Pripremali su se za pomazanje, a u kući je vladala užurbanost i strepnja iščekivanja, uobičajena u takvim trenucima. Ispred kuće, iza kapije, gomilali su se pogrebnici, skrivajući se od kočija koje su se približavale, čekajući bogatu narudžbu za grofovu sahranu. Glavnokomandujući Moskve, koji je neprestano slao ađutante da se raspitaju o grofovom položaju, te večeri je i sam došao da se oprosti od slavnog Katarininog plemića, grofa Bezuhima.
  Veličanstvena prijemna soba bila je puna. Svi su ustali s poštovanjem kada je glavnokomandujući, koji je bio sam sa pacijentom oko pola sata, izašao odatle, lagano uzvraćajući naklone i pokušavajući što brže da prođe pored pogleda doktora, sveštenstva i rodbine. fiksiran na njega. Knez Vasilij, koji je ovih dana smršavio i preblijedio, ispratio je glavnokomandujućeg i nekoliko puta mu tiho nešto ponovio.
  Isprativši glavnokomandujućeg, princ Vasilij je sam sjeo na stolicu u hodniku, visoko prekriživši noge, naslonio lakat na koleno i zatvorio oči rukom. Nakon što je tako sedeo neko vreme, ustao je i neobično brzim koracima, gledajući oko sebe uplašenim očima, otišao dugim hodnikom do zadnje polovine kuće, do najstarije princeze.
  Oni u slabo osvijetljenoj prostoriji razgovarali su neujednačenim šapatom jedni drugima i svaki put utihnuli i očima punim pitanja i očekivanja osvrnuli se na vrata koja su vodila u odaje umirućeg i ispustili tihi zvuk kada je neko izašao. ili ušao u njega.
  „Ljudska granica“, rekao je starac, duhovnik, gospođi koja je sela pored njega i naivno ga slušala, „granica je postavljena, ali je ne možete preći“.
  „Pitam se da li je prekasno za pomazivanje?“ - dodajući duhovno zvanje, upitala je gospođa, kao da nema svoje mišljenje o tome.
  „Veliki je to sakrament, majko“, odgovorio je sveštenik, prelazeći rukom preko svoje ćelave tačke, duž koje se provlačilo nekoliko pramenova začešljane, polusede kose.
  -Ko je ovo? da li je lično glavnokomandujući? - pitali su na drugom kraju sobe. - Kako mladalački!...
  - I sedma decenija! Šta, kažu, grof neće saznati? Da li ste htjeli obaviti pomazivanje?
  “Znao sam jedno: sedam puta sam se mazio.”
  Druga princeza je upravo izašla iz bolesničke sobe suzama umrljanih očiju i sjela pored doktora Lorraina, koji je sjedio u gracioznoj pozi ispod Catherine portreta, naslonjen laktovima na sto.
  "Tres beau", rekao je doktor, odgovarajući na pitanje o vremenu, "tres beau, princesse, et puis, a Moscou on se croit a la campagne." [lepo vreme, princezo, a onda Moskva toliko liči na selo.]
  "N"est ce pas? [Zar nije tako?]", reče princeza uzdahnuvši. "Pa može li da pije?"
  Lorren je razmišljao o tome.
  – Da li je uzeo lek?
  - Da.
  Doktor je pogledao breget.
  – Uzmite čašu prokuvane vode i stavite une pincee (tankim prstima je pokazao šta znači une pincee) de cremortartari... [prstohvat cremortartara...]
  „Slušaj, ja nisam pio“, rekao je nemački lekar ađutantu, „tako da posle trećeg udarca ništa nije ostalo“.
  – Kakav je to bio svež čovek! - rekao je ađutant. – A kome će pripasti ovo bogatstvo? – dodao je šapatom.
  „Biće okotnik“, odgovorio je Nemac smešeći se.
  Svi su se osvrnuli na vrata: zaškripala su, a druga princeza, napravivši piće koje je pokazao Lorren, odnijela ga je bolesniku. Njemački doktor je prišao Lorrainu.

  Čim smo prešli na fizičke osnove koncepta moderne prirodne nauke, onda, kao što ste verovatno primetili, u fizici postoji niz naizgled jednostavnih, ali fundamentalnih koncepata, koji, međutim, nisu tako - lako razumljivi. daleko. To uključuje prostor, vrijeme, o kojima se u našem kursu stalno govori, a sada još jedan fundamentalni koncept – polje. U mehanici diskretnih objekata, mehanici Galilea, Newtona, Descartesa, Laplacea, Lagrangea, Hamiltona i drugih mehanika fizičkog klasicizma, složili bismo se da sile interakcije između diskretnih objekata uzrokuju promjene u parametrima njihovog kretanja (brzina, impuls, ugaoni moment), mijenjaju svoju energiju, obavljaju rad itd. I to je, generalno, bilo jasno i razumljivo. Međutim, s proučavanjem prirode elektriciteta i magnetizma, došlo je do razumijevanja da električni naboji mogu međusobno komunicirati bez direktnog kontakta. U ovom slučaju, čini se da prelazimo s koncepta kratkog dometa na beskontaktno djelovanje dugog dometa. To je dovelo do koncepta polja.

  Formalna definicija ovog koncepta je sljedeća: fizičko polje je poseban oblik materije koji povezuje čestice (objekte) materije u ujedinjene sisteme i prenosi djelovanje jednih čestica na druge konačnom brzinom. Istina, kao što smo već primijetili, takve definicije su previše općenite i ne određuju uvijek duboku i konkretnu praktičnu suštinu koncepta. Fizičari su imali poteškoća da napuste ideju o fizičkoj kontaktnoj interakciji tela i uveli su modele kao što su električni i magnetni "fluid" da objasne različite pojave; za propagiranje vibracija koristili su ideju mehaničkih vibracija čestica medija - modela etra, optičkih fluida, kalorija, flogistona u termalnim pojavama, opisujući ih i sa mehaničke tačke gledišta, a čak su i biolozi uveli „vitalnu silu“ da objasne procese u živim organizmima. Sve ovo nije ništa drugo do pokušaj da se opiše prenošenje radnje kroz materijalni („mehanički“) medij.

  Međutim, rad Faradaya (eksperimentalno), Maxwella (teorijski) i mnogih drugih naučnika pokazao je da elektromagnetna polja postoje (uključujući i vakuum) i upravo ona prenose elektromagnetne oscilacije. Pokazalo se da je vidljiva svjetlost iste elektromagnetne vibracije u određenom rasponu frekvencija vibracija. Utvrđeno je da se elektromagnetski valovi dijele na nekoliko tipova na skali vibracija: radio valovi (103 - 10-4), svjetlosni valovi (10-4 - 10-9 m), IR (5 × 10-4 - 8 × 10 -7 m), UV (4 ×10-7 - 10-9 m), rendgensko zračenje (2 ×10-9 - 6 ×10-12 m), γ-zračenje (< 6 ×10-12 м).

  Dakle, šta je polje? Najbolje je koristiti neku vrstu apstraktnog prikaza, a u ovoj apstrakciji, opet, nema ničeg neobičnog ili neshvatljivog: kao što ćemo kasnije vidjeti, iste se apstrakcije koriste u konstruiranju fizike mikrosvijeta i fizike Univerzuma. Najlakši način da se kaže da je polje bilo koja fizička veličina koja poprima različite vrijednosti u različitim točkama u prostoru. Na primjer, temperatura je polje (skalarno u ovom slučaju), koje se može opisati kao T = T(x, y, z), ili, ako se mijenja tokom vremena, T = T (x, y, z, t) . Mogu postojati polja pritiska, uključujući atmosferski vazduh, polje distribucije ljudi na Zemlji ili različitih nacija među stanovništvom, raspodela oružja na Zemlji, različite pesme, životinje, bilo šta. Mogu postojati i vektorska polja, kao što je, na primjer, polje brzine tekućine koja teče. Već znamo da je brzina (x, y, z, t) vektor. Stoga zapisujemo brzinu kretanja fluida u bilo kojoj tački prostora u trenutku t u obliku (x, y, z, t). Slično se mogu predstaviti i elektromagnetna polja. Konkretno, električno polje je vektorsko, budući da je Kulonova sila između naboja prirodno vektor:

  (1.3.1)
  Mnogo je genijalnosti uloženo u pomaganje ljudima da vizualizuju ponašanje polja. I pokazalo se da je najispravnija tačka gledišta ona najapstraktnija: samo treba posmatrati polje kao matematičku funkciju koordinata i vremena nekog parametra koji opisuje fenomen ili efekat.

  Međutim, možemo pretpostaviti i jasan, jednostavan model vektorskog polja i njegov opis. Možete izgraditi mentalnu sliku polja crtanjem vektora u mnogim tačkama u prostoru koji određuju neke karakteristike procesa interakcije ili kretanja (za tok fluida, ovo je vektor brzine pokretnog toka čestica; električni fenomeni mogu biti razmatran kao model kao nabijena tečnost sa sopstvenim vektorom jačine polja, itd.). Napominjemo da je metoda određivanja parametara kretanja kroz koordinate i impuls u klasičnoj mehanici Lagrangeova metoda, a određivanje kroz vektore brzina i protoka je Eulerova metoda. Takav model predstavljanja je lako zapamtiti iz školskog kursa fizike. To su, na primjer, linije električnog polja (sl.). Po gustini ovih linija (tačnije tangenti na njih) možemo suditi o intenzitetu strujanja fluida. Broj ovih linija po jedinici površine koja se nalazi okomito na linije sile bit će proporcionalan jakosti električnog polja E. Iako je slika linija sile koju je Faraday uveo 1852. vrlo vizualna, treba shvatiti da je to samo konvencionalna slika, jednostavan fizički model (i stoga apstraktan), budući da, naravno, u prirodi ne postoje linije ili niti koje se protežu u prostoru i mogu utjecati na druga tijela. Linije sile zapravo ne postoje, one samo olakšavaju razmatranje procesa povezanih s poljima sila.

  Možete ići dalje u ovom fizičkom modelu: odrediti koliko tekućine teče ili teče iz određene zapremine oko odabrane tačke u polju brzina ili intenziteta. To je zbog razumljive ideje o prisutnosti u određenoj količini izvora tekućine i njenih odvoda. Takve ideje nas dovode do široko korištenih koncepata vektorske analize polja: protoka i cirkulacije. Uprkos izvesnoj apstrakciji, oni su zapravo vizuelni, imaju jasno fizičko značenje i prilično su jednostavni. Pod protokom podrazumijevamo ukupnu količinu tekućine koja istječe u jedinici vremena kroz neku zamišljenu površinu u blizini tačke koju smo odabrali. Matematički to piše ovako:

  (1.3.2)
  one. ova količina (protok Fv) jednaka je ukupnom proizvodu (integralu) brzine na površini ds kroz koju tečnost teče.

  Koncept cirkulacije je takođe povezan sa konceptom protoka. Može se zapitati: da li naša tečnost cirkuliše, da li dolazi kroz površinu odabranog volumena? Fizičko značenje cirkulacije je da ona određuje mjeru kretanja (tj. opet u vezi sa brzinom) fluida kroz zatvorenu petlju (linija L, za razliku od strujanja kroz površinu S). To se može i matematički zapisati: cirkulacija duž L

  (1.3.3)
  Naravno, možete reći da su ovi koncepti protoka i cirkulacije još uvijek previše apstraktni. Da, to je istina, ali ipak je bolje koristiti apstraktne reprezentacije ako na kraju daju ispravne rezultate. Šteta je, naravno, što su apstrakcija, ali za sada se ništa ne može učiniti.

  Međutim, ispostavilo se da se korištenjem ova dva koncepta protoka i cirkulacije može doći do Maxwellove poznate četiri jednačine, koje opisuju gotovo sve zakone elektriciteta i magnetizma kroz prikaz polja. Tu se, međutim, koriste još dva koncepta: divergencija - divergencija (na primjer, istog toka u prostoru), koja opisuje mjeru izvora, i rotor - vrtlog. Ali neće nam trebati za kvalitativno razmatranje Maxwellovih jednačina. Naravno, nećemo ih citirati, a još manje pamtiti u našem kursu. Štaviše, iz ovih jednačina slijedi da su električno i magnetsko polje međusobno povezane, formirajući jedno elektromagnetno polje u kojem se elektromagnetski valovi šire brzinom jednakom brzini svjetlosti c = 3 × 108 m/s. Odavde je, inače, napravljen zaključak o elektromagnetnoj prirodi svjetlosti.

  Maxwellove jednadžbe su matematički opis eksperimentalnih zakona elektriciteta i magnetizma, koje su prethodno ustanovili mnogi naučnici (Amper, Oersted, Bio-Savart, Lenz i drugi), a na mnogo načina i Faraday, za kojeg su rekli da nema vrijeme je da zapiše šta otkriva. Treba napomenuti da je Faraday formulisao ideje polja kao novog oblika postojanja materije, ne samo na kvalitativnom, već i na kvantitativnom nivou. Zanimljivo je da je svoje naučne bilješke zapečatio u kovertu, tražeći od njega da je otvori nakon svoje smrti. To je, međutim, učinjeno tek 1938. Stoga je pravedno smatrati teoriju elektromagnetnog polja Faraday-Maxwellovom teorijom. Odajući priznanje Faradejevim zaslugama, osnivač elektrohemije i predsednik Kraljevskog društva u Londonu, G. Davy, za koga je Faradej u početku radio kao laboratorijski asistent, napisao je: „Iako sam napravio niz naučnih otkrića, ono što je najneverovatnije je da sam otkrio Faradaya.”

  Nećemo se ovdje doticati brojnih fenomena vezanih za elektricitet i magnetizam (za to postoje dijelovi u fizici), ali napominjemo da su i fenomeni elektro- i magnetostatike, kao i dinamika nabijenih čestica u klasičnom prikazu, dobro opisani Maxwellove jednačine. Budući da su sva tijela u mikro- i makrokosmosu nabijena na ovaj ili onaj način, Faraday-Maxwellova teorija dobiva zaista univerzalni karakter. U njegovom okviru opisano je i objašnjeno kretanje i interakcija naelektrisanih čestica u prisustvu magnetnog i električnog polja. Fizičko značenje Maxwellove četiri jednačine sastoji se od sljedećih odredbi.

  1. Coulombov zakon, koji određuje sile interakcije između naboja q1 i q2

  (1.3.4)
  odražava efekat električnog polja na ova naelektrisanja

  (1.3.5)
  gdje je jačina električnog polja, a Kulonova sila. Odavde možete dobiti i druge karakteristike interakcije nabijenih čestica (tijela): potencijal polja, napon, struju, energiju polja itd.

  2. Električne linije sile počinju na nekim nabojima (konvencionalno se smatraju pozitivnima), a završavaju se na drugim - negativnim, tj. oni su diskontinuirani i poklapaju se (ovo je značenje njihovog modela) sa smjerom vektora jakosti električnog polja - jednostavno su tangenti na linije sile. Magnetne sile su zatvorene u sebe, nemaju ni početak ni kraj, tj. kontinuirano. Ovo je dokaz odsustva magnetnih naboja.

  3. Bilo koja električna struja stvara magnetno polje, a to magnetsko polje može biti stvoreno ili konstantnom (tada će postojati konstantno magnetsko polje) i naizmjeničnom električnom strujom, ili naizmjeničnim električnim poljem (naizmjeničnim magnetskim poljem).

  4. Promjenjivo magnetno polje zbog fenomena elektromagnetne indukcije po Faradayu stvara električno polje. Dakle, naizmjenična električna i magnetska polja stvaraju jedno drugo i utječu jedno na drugo. Zato govore o jednom elektromagnetnom polju.

  Maksvelove jednačine uključuju konstantu c, koja se sa neverovatnom tačnošću poklapa sa brzinom svetlosti, iz čega se zaključilo da je svetlost poprečni talas u naizmeničnom elektromagnetnom polju. Štaviše, ovaj proces širenja talasa u prostoru i vremenu nastavlja se beskonačno, jer se energija električnog polja pretvara u energiju magnetskog polja i obrnuto. U elektromagnetnim svjetlosnim valovima, vektori intenziteta električnog i magnetskog polja osciliraju međusobno okomito (odakle slijedi da je svjetlost poprečni valovi), a sam prostor djeluje kao nosilac vala, koji je time napet. Međutim, brzina širenja talasa (ne samo svetlosti) zavisi od svojstava medija. Dakle, ako se gravitaciona interakcija dogodi „trenutačno“, tj. je dugog dometa, onda će električna interakcija biti kratkog dometa u ovom smislu, budući da se širenje talasa u prostoru odvija konačnom brzinom. Tipični primjeri su slabljenje i disperzija svjetlosti u različitim medijima.

  Dakle, Maxwellove jednačine povezuju svjetlosne pojave s električnim i magnetskim i time daju fundamentalni značaj Faraday-Muswell teoriji. Napomenimo još jednom da elektromagnetno polje postoji svuda u svemiru, uključujući i različite medije. Maxwellove jednačine igraju istu ulogu u elektromagnetizmu kao Njutnove jednačine u mehanici i čine osnovu elektromagnetske slike svijeta.

  20 godina nakon stvaranja Faraday-Maxwellove teorije 1887. godine, Hertz je eksperimentalno potvrdio prisustvo elektromagnetnog zračenja u rasponu valnih dužina od 10 do 100 m koristeći varničko pražnjenje i bilježeći signal u krugu nekoliko metara od iskrišta. Izmjerivši parametre zračenja (valnu dužinu i frekvenciju), otkrio je da se brzina prostiranja talasa poklapa sa brzinom svjetlosti. Nakon toga su proučavani i razvijeni drugi frekventni opsezi elektromagnetnog zračenja. Utvrđeno je da je moguće dobiti talase bilo koje frekvencije, pod uslovom da je na raspolaganju odgovarajući izvor zračenja. Elektromagnetni talasi do 1012 Hz (od radio talasa do mikrotalasa) mogu se dobiti elektronskim metodama, a infracrveni, svetlosni, ultraljubičasti i rendgenski talasi se mogu dobiti atomskim zračenjem (frekvencijski opseg od 1012 do 1020 Hz). Gama zračenje sa frekvencijom oscilovanja iznad 1020 Hz emituju atomska jezgra. Tako je ustanovljeno da je priroda svih elektromagnetnih zračenja ista i da se sva razlikuju samo po svojim frekvencijama.

  Elektromagnetno zračenje (kao i svako drugo polje) ima energiju i impuls. A ova energija se može izvući stvaranjem uslova pod kojima polje pokreće tela. U vezi sa određivanjem energije elektromagnetnog talasa, zgodno je proširiti koncept protoka (u ovom slučaju energije) koji smo mi spomenuli na prikaz gustine protoka energije, koji je prvi put uveo ruski fizičar Umov, koji se, inače, bavio i opštijim pitanjima prirodnih nauka, posebno komunikacijama koje žive u prirodi sa energijom. Gustoća toka energije je količina elektromagnetne energije koja prolazi kroz jedinicu površine okomito na smjer širenja valova u jedinici vremena. Fizički, to znači da je promjena energije unutar volumena prostora određena njenim protokom, tj. Umov vektor:

  (1.3.6)
  gdje je c brzina svjetlosti.
  Budući da je za ravan val E = B i energija je jednako podijeljena između valova električnog i magnetskog polja, možemo zapisati (1.3.6) u obliku

  (1.3.7)
  Što se tiče impulsa svjetlosnog vala, lakše ga je dobiti iz poznate Einsteinove formule E = mc2, koju je on dobio u teoriji relativnosti, a koja uključuje i brzinu svjetlosti c kao brzinu širenja elektromagnetnog talasa, stoga je upotreba Einsteinove formule ovdje fizički opravdana. Problemima teorije relativnosti bavićemo se dalje u poglavlju 1.4. Ovdje napominjemo da formula E = mc2 odražava ne samo odnos između energije E i mase m, već i zakon održanja ukupne energije u bilo kojem fizičkom procesu, a ne odvojeno očuvanje mase i energije.

  Zatim, uzimajući u obzir da energija E odgovara masi m, impuls elektromagnetnog talasa, tj. proizvod mase i brzine (1.2.6), uzimajući u obzir brzinu elektromagnetnog talasa sa

  (1.3.8)
  Ova raspodjela je prikazana radi jasnoće, budući da je, strogo govoreći, formulu (1.3.8) pogrešno dobiti iz Einsteinove relacije, budući da je eksperimentalno utvrđeno da je masa fotona kao kvanta svjetlosti jednaka nuli.

  Sa stanovišta savremene prirodne nauke, Sunce, putem elektromagnetnog zračenja, obezbeđuje uslove za život na Zemlji, a tu energiju i impuls možemo kvantitativno odrediti fizičkim zakonima. Usput, ako postoji puls svjetlosti, onda svjetlost mora vršiti pritisak na površinu Zemlje. Zašto to ne osetimo? Odgovor je jednostavan i leži u datoj formuli (1.3.8), pošto je vrijednost c ogroman broj. Ipak, pritisak svjetlosti je eksperimentalno u vrlo suptilnim eksperimentima otkrio ruski fizičar P. Lebedev, a u Univerzumu je potvrđen prisustvom i položajem kometnih repova koji nastaju pod utjecajem impulsa elektromagnetnog svjetlosnog zračenja. Još jedan primjer koji potvrđuje da polje ima energiju je prijenos signala sa svemirskih stanica ili sa Mjeseca na Zemlju. Iako ovi signali putuju brzinom svjetlosti c, ali sa konačnim vremenom zbog velikih udaljenosti (od Mjeseca signal putuje 1,3 s, od samog Sunca - 7 s). Pitanje: Gdje je energija zračenja između predajnika na svemirskoj stanici i prijemnika na Zemlji? U skladu sa zakonom očuvanja, mora biti negdje! I zaista je sadržano na ovaj način upravo u elektromagnetnom polju.

  Imajte na umu da se prijenos energije u svemiru može dogoditi samo u naizmjeničnim elektromagnetnim poljima kada se brzina čestica mijenja. Uz stalnu električnu struju stvara se konstantno magnetsko polje koje djeluje na nabijenu česticu okomito na smjer njenog kretanja. To je takozvana Lorentzova sila, koja „uvrće” česticu. Prema tome, konstantno magnetsko polje ne obavlja nikakav rad (δA = dFdr) i stoga nema prijenosa energije sa naboja koji se kreću u vodiču na čestice izvan provodnika u prostoru oko njega kroz konstantno magnetsko polje. U slučaju naizmjeničnog magnetnog polja uzrokovanog naizmjeničnim električnim poljem, naboji u vodiču doživljavaju ubrzanje duž smjera kretanja i energija se može prenijeti na čestice koje se nalaze u prostoru blizu vodiča. Stoga samo naelektrisanja koja se kreću ubrzano mogu prenositi energiju kroz naizmjenično elektromagnetno polje koje stvaraju.

  Vraćajući se na opći koncept polja kao određene raspodjele odgovarajućih veličina ili parametara u prostoru i vremenu, možemo pretpostaviti da se takav koncept primjenjuje na mnoge pojave ne samo u prirodi, već iu privredi ili društvu kada se koriste odgovarajuće fizički modeli. Potrebno je samo u svakom slučaju provjeriti da li odabrana fizička veličina ili njen analog pokazuje takva svojstva da bi njen opis korištenjem modela polja bio koristan. Imajte na umu da je kontinuitet veličina koje opisuju polje jedan od glavnih parametara polja i omogućava korištenje odgovarajućeg matematičkog aparata, uključujući i onaj koji je ukratko spomenut gore.

  U tom smislu, sasvim je opravdano govoriti o gravitacionom polju, gde se vektor gravitacione sile neprekidno menja, i o drugim poljima (npr. informaciono polje, polje tržišne ekonomije, polja sila rada umjetnost, itd.), gdje su nam nepoznate sile ili supstance. Nakon što je s pravom proširio svoje zakone dinamike na nebesku mehaniku, Newton je uspostavio zakon univerzalne gravitacije

  (1.3.9)
  prema kojem je sila koja djeluje između dvije mase m1 i m2 obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti R između njih, G je konstanta gravitacijske interakcije. Ako, po analogiji sa elektromagnetnim poljem, uvedemo vektor jačine gravitacionog polja, onda se od (1.3.9) može direktno preći na gravitaciono polje.

  Formula (1.3.9) se može shvatiti na sledeći način: masa m1 stvara određene uslove u prostoru na koje masa m2 reaguje i kao rezultat doživljava silu usmerenu ka m1. Ovi uslovi su gravitaciono polje čiji je izvor masa m1. Da ne bismo svaki put zapisali silu koja zavisi od m2, obje strane jednačine (1.3.9) podijelimo sa m2, smatrajući to masom ispitnog tijela, tj. ono na koje delujemo (pretpostavlja se da testna masa ne unosi smetnje u gravitaciono polje). Onda

  (1.3.10)
  U suštini, sada desna strana (1.3.10) zavisi samo od udaljenosti između masa m1 i m2, ali ne zavisi od mase m2 i određuje gravitaciono polje u bilo kojoj tački u prostoru udaljenoj od izvora gravitacije m1 na udaljenosti R bez obzira na to postoji li tamo masa m2 ili ne. Stoga možemo još jednom prepisati (1.3.10) tako da masa izvora gravitacionog polja ima odlučujuću vrijednost. Označimo desnu stranu (1.3.10) sa g:

  (1.3.11)
  gdje je M = m1.
  Pošto je F vektor, onda je, prirodno, i g vektor. Zove se vektor jačine gravitacionog polja i daje potpuni opis ovog polja mase M u bilo kojoj tački prostora. Pošto vrijednost g određuje silu koja djeluje na jedinicu mase, onda je po svom fizičkom značenju i dimenziji ubrzanje. Stoga se jednadžba klasične dinamike (1.2.5) po obliku poklapa sa silama koje djeluju u gravitacionom polju

  (1.3.12)
  Koncept linija sile može se primijeniti i na gravitacijsko polje, gdje se veličina sila koje djeluju ocjenjuje po njihovoj debljini (gustini). Gravitacione sile sferne mase su ravne, usmjerene prema centru sfere mase M kao izvora gravitacije, a prema (1.3.10) sile interakcije opadaju s rastojanjem od M prema zakonu inverzne proporcionalnosti na kvadrat udaljenosti R. Dakle, u Za razliku od linija sile električnog polja, koje počinju na pozitivi, a završavaju na negativnom, u gravitacionom polju ne postoje određene tačke u kojima počinju, ali istovremeno protežu se do beskonačnosti.

  Po analogiji s električnim potencijalom (potencijalnom energijom jediničnog naboja smještenog u električnom polju), možemo uvesti gravitacijski potencijal

  (1.3.13)
  Fizičko značenje (1.3.13) je da je Fgr potencijalna energija po jedinici mase. Uvođenje potencijala električnog i gravitacionog polja, koji su, za razliku od vektorskih veličina intenziteta, skalarne veličine, pojednostavljuje kvantitativne proračune. Imajte na umu da je princip superpozicije primjenjiv na sve parametre polja, koji se sastoji u neovisnosti djelovanja sila (intenziteta, potencijala) i mogućnosti izračunavanja rezultirajućeg parametra (i vektorskog i skalarnog) odgovarajućim sabiranjem.

  Uprkos sličnosti osnovnih zakona električnog (1.3.4) i gravitacionog (1.3.9) polja i metodologija za uvođenje i korišćenje parametara koji ih opisuju, još uvek nije bilo moguće objasniti njihovu suštinu na osnovu njihovih opšta priroda. Iako se takvi pokušaji, počevši od Einsteina pa sve do nedavno, konstantno čine s ciljem stvaranja jedinstvene teorije polja. Naravno, ovo bi pojednostavilo naše razumijevanje fizičkog svijeta i omogućilo nam da ga opišemo ujednačeno. O nekim od ovih pokušaja ćemo govoriti u poglavlju 1.6.

  Vjeruje se da gravitacijsko i električno polje djeluju neovisno i mogu koegzistirati u bilo kojoj tački u svemiru istovremeno, a da ne utiču jedno na drugo. Ukupna sila koja djeluje na probnu česticu s nabojem q i masom m može se izraziti sumom vektora u. Nema smisla zbrajati vektore, jer imaju različite dimenzije. Uvođenje u klasičnu elektrodinamiku koncepta elektromagnetnog polja s prijenosom interakcije i energije kroz širenje valova kroz prostor omogućilo je odmak od mehaničke reprezentacije etra. U starom konceptu, koncept etra kao određenog medija koji objašnjava prijenos kontaktnog djelovanja sila bio je eksperimentalno opovrgnut i Michelsonovim eksperimentima u mjerenju brzine svjetlosti, i, uglavnom, Einsteinovom teorijom relativnosti. Pokazalo se da je moguće opisati fizičke interakcije kroz polja, zbog čega su formulisane karakteristike zajedničke za različite tipove polja o kojima smo ovde govorili. Istina, treba napomenuti da sada ideju etera dijelom oživljavaju neki naučnici na osnovu koncepta fizičkog vakuuma.

  Dakle, nakon mehaničke slike, do tada se formirala nova elektromagnetna slika svijeta. Može se smatrati srednjim u odnosu na modernu prirodnu nauku. Napomenimo neke opšte karakteristike ove paradigme. Budući da uključuje ne samo ideje o poljima, već i nove podatke koji su se do tada pojavili o elektronima, fotonima, nuklearnom modelu atoma, zakonima hemijske strukture supstanci i rasporedu elemenata u periodnom sistemu Mendeljejeva i niz drugih rezultata o načinima razumijevanja prirode, onda je, naravno, ovaj koncept uključivao i ideje kvantne mehanike i teorije relativnosti, o čemu će biti riječi dalje.

  Glavna stvar u ovoj reprezentaciji je sposobnost da se opiše veliki broj pojava na osnovu koncepta polja. Utvrđeno je, za razliku od mehaničke slike, da materija postoji ne samo u obliku supstance, već iu polju. Elektromagnetna interakcija zasnovana na konceptima talasa prilično pouzdano opisuje ne samo električna i magnetna polja, već i optičke, hemijske, termičke i mehaničke pojave. Metodologija terenskog predstavljanja materije može se koristiti i za razumijevanje polja različite prirode. Učinjeni su pokušaji da se poveže korpuskularna priroda mikro-objekata sa talasnom prirodom procesa. Utvrđeno je da je "nosač" interakcije elektromagnetnog polja foton, koji već poštuje zakone kvantne mehanike. Pokušava se pronaći graviton kao nosilac gravitacionog polja.

  Međutim, uprkos značajnom napretku u razumijevanju svijeta oko nas, elektromagnetna slika nije bez nedostataka. Dakle, ne razmatra probabilističke pristupe, suštinski probabilistički obrasci nisu prepoznati kao fundamentalni, očuvan je Newtonov deterministički pristup opisu pojedinačnih čestica i striktna nedvosmislenost uzročno-posledičnih veza (što se danas osporava sinergetikom), nuklearni interakcije i njihova polja se ne objašnjavaju samo elektromagnetnim interakcijama između nabijenih čestica. Općenito, ova situacija je razumljiva i objašnjiva, jer svaki uvid u prirodu stvari produbljuje naše razumijevanje i zahtijeva stvaranje novih adekvatnih fizičkih modela.