Question

Что такое электрическое поле?электростатическое?магнитное?вихревое?электромагнитное? Чем они порождаются и на что действуют? Поясните так, чтоб я понял (т.е. распишите каждое).

Answer 1

Всё, с чем имеет дело физика, относится к материальному миру, так что, обобщённо говоря, можно сказать, что физика изучает изменение положения материи в пространстве и времени. Скорость, с которой движется любая часть материи, непосредственно связана с величиной энергии её движения, а в современной физике установлена неразрывная связь в виде прямой эквивалентности энергии и массы материи. Стало быть, мы должны заключить, что материей является, не только первично интуитивно понятное нам проявление массы, но так же и само пространство и время, в котором движется вся материя. Пространство и время – так же являются видом материи. Итак, основным предметом изучения физики является материя. Что прекрасно описывает и старое название этого предмета – «Материальная Философия», которое стало уступать место новому названию «Физика» только в начале XVIII века. Сделав это обобщение, и осознав его, мы, тем не менее, понимаем, что для нас не менее важно, чем до него, уметь различать всевозможные виды материи.

Электрическое поле – это особый вид материи, порождаемый электрическими зарядами и непреложно сопровождающий их. Элементарный электрический заряд в виде точки порождает элементарное сферически-симметричное электрическое поле. Для визуализации пространственного образа такого поля удобно воспользоваться аналогией с «одуванчиком». Центр цветка в такой аналогии – это точечный заряд, а его тончащие лепестки – это электрическое поле. Любая аналогия страдает недостатками, а поэтому следует сказать, что в реальном элементарном электрическом поле – плотность электрического поля, с удалением от точечного заряда, постепенно уменьшается, но никогда не оказывается равной нулю. Представляемый нами одуванчик имеет окончательную поверхность. А элементарное электрическое поле точечного заряда – истончается, истончается, истончается... но никогда не исчезает полностью, на расстоянии даже в квинтиллионы километров.

Поскольку элементарное сферически-симметричное электрическое поле, порождаемое любым точечным электрическим зарядом, является непреложным, т.е. существует всегда, пока существует заряд, и перестаёт существовать при исчезновении источника поля, то вообще говоря, нет смысла рассматривать в понятийном смысле: электрическое поле отдельно от заряда. Точно так же как нет смысла рассматривать по отдельности понятия положительных и отрицательных чисел – одно не имеет смысла без другого. Поле (электростатическое) существует тогда и только тогда, когда существует электрический заряд, а когда существует электрический заряд – непременно существует и его электрическое поле. Таким образом, нужно понимать, что поле электрического заряда – это его «руки» и «ноги», которые у него отнять невозможно. Так что, если мы видим заряженный металлический шар, то нужно понимать, что кроме того, что мы видим (т.е. шар) существует ещё и его электрическое поле, своими тонкими нитями протирающееся сквозь всё необозримое пространство, включая и нас самих – наблюдателей. Причём у любого электрического поля, как и у любой материи, есть и масса и энергия. Так, скажем, если зарядить металлический шар, размером с дыню до 300 вольт, то его внешнее электрическое поле будет весить около 0.00000000001 нанограмма или 0.00000001 пикограмма, что сравнимо с массой примерно 1000 атомов.

Как же можно «потрогать» это невидимое, всепроникающее электрическое поле и является ли оно таким уж всепроникающим? У человека есть несколько достаточно тонко настроенных и развитых чувств. Однако электрический заряд эти чувства не видят, не слышат, не осязают, а поэтому нам нужно построить некоторую модель восприятия – опыт, в котором мы увидим проявление поля – именно это и подразумевается под словом «потрогать». Ответ на этот вопрос, как «потрогать» поле проясняет ещё одну важную особенность электрического поля — его векторный характер. И научиться «трогать» поле – довольно просто. Если у нас уже есть один точечный (ну или сферически-симметричный) электрический заряд, то мы можем догадываться, что он порождает/создаёт (а фактически имеет) вокруг себя элементарное сферически-симметричное электрическое поле. Назовём этот заряд, поле которого мы хотим «потрогать» – центральный заряд (ЦЗ).

Answer 2

Конечно, давайте разберемся с каждым типом электрического поля.

1. Электрическое поле: - Определение: Электрическое поле - это область пространства, в которой проявляются взаимодействия между электрическими зарядами. Оно создается электрическими зарядами и воздействует на другие заряды в этом поле.

- Порождение: Электрическое поле порождается электрическими зарядами. Заряды могут быть положительными или отрицательными, и электрическое поле направлено от положительных зарядов к отрицательным.

- Действие: Электрическое поле воздействует на заряды, помещенные в него, создавая силу, называемую электрической силой. Эта сила стремится двигать заряды внутри поля.

2. Электростатическое поле: - Определение: Электростатическое поле - это частный случай электрического поля, в котором заряды находятся в покое (не двигаются). Оно исследует статические заряды и их взаимодействие.

- Порождение: Электростатическое поле порождается неподвижными электрическими зарядами.

- Действие: Электростатическое поле оказывает силу Кулона на другие заряды, притягивая заряды противоположного знака и отталкивая заряды того же знака.

3. Магнитное поле: - Определение: Магнитное поле - это область пространства, в которой проявляются взаимодействия между магнитными полюсами или магнитными зарядами.

- Порождение: Магнитные поля порождаются движущимися электрическими зарядами, также известными как токи.

- Действие: Магнитное поле оказывает силу на другие магниты или движущиеся заряды, создавая магнитные силовые линии и взаимодействуя с магнитами.

4. Вихревое электрическое и магнитное поля: - Определение: Вихревые поля представляют собой поля, в которых существует кружащийся поток энергии или зарядов.

- Порождение: Вихревые поля могут возникнуть в результате изменений в электрическом или магнитном поле, вызванных движущимися зарядами или изменением тока.

- Действие: Они могут воздействовать на окружающие заряды и создавать вихревые движения.

5. Электромагнитное поле: - Определение: Электромагнитное поле - это комбинация электрического и магнитного полей, связанных в соответствии с уравнениями Максвелла.

- Порождение: Электромагнитные поля обычно порождаются движущимися электрическими зарядами или переменными электрическими токами.

- Действие: Электромагнитное поле оказывает воздействие как электрическое, так и магнитное поле, что проявляется в электромагнитных волнах и других электромагнитных явлениях.

Каждый тип поля влияет на окружающую среду, оказывая воздействие на заряды и создавая различные электромагнитные явления.