ГЛАВА 24. НАПРЯЖЕННОСТЬ И ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ. СИЛОВЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Понятие электромагнитного поля возникло в работах М. Фарадея. О взглядах Фарадея прекрасно сказал замечательный физик Г. Герц. «Фарадею говорили, что при электризации тела в него что-то вносят, но он видел, что возникающие изменения обнаруживаются лишь вне тела, а отнюдь не внутри. Фарадея учили, что силы просто перескакивают через пространство, но он видел, какое большое влияние оказывает на эти силы то вещество, которым заполнено это якобы перескакиваемое пространство. Фарадей читал, что электричество существует наверное, но что о его силах спорят. Он видел, однако, насколько осязательно выступают в своих действиях эти силы, в то время как самого электричества он никак не мог обнаружить. И тогда все перевернулось в его представлении. Электрические и магнитные силы стали для него существующими, действительными, осязаемыми, а электричество, магнетизм сделались вещами, о существовании которых можно спорить. Силовые линии, как он называл силы, мыслимые самостоятельно, стояли перед его умственным взором в пространстве, как состояния последнего, как напряжения, как вихри, как течения, как многое другое, что и сам он не мог определить, но они стояли там, действуя друг на друга, сдвигая и толкая тела туда и сюда, распространяясь и сообщая друг через друга возбуждение от точки к точке». Лучше сказать невозможно.

Ну а теперь, если мы согласились с существованием электрического поля (а мы с этим согласились!), нужно ввести его характеристики. Согласно определению главным свойством электрического поля является его способность действовать на помещенные в него заряды. Поэтому для обнаружения и исследования электрического поля нам нужен заряд, который называют пробным. Этот заряд мы берем, чтобы «попробовать», существует ли в той или иной точке пространства электрическое поле: если в какой-то точке на этот заряд действует электрическая сила, в этой точке существует электрическое поле (созданное какими-то другими зарядами). Если в какой-то точке на пробный заряд электрические силы не действуют, в ней нет электрического поля.

Такого же рода рассуждения проводят при определении количественной характеристики поля. Если в какой-то точке пространства на пробный заряд действует электрическая сила F, а в другой на тот же пробный заряд действует сила 2F , то нужно сказать, что величина поля во второй точке ровно вдвое больше величины поля в первой - ведь именно действие на заряды есть основное свойство поля. Более того, направление силы можно включить в понятие поля и считать его вектором. Пусть, например, в двух точках пространства на один и тот же пробный заряд действуют одинаковые по величине силы, но по разному направленные.