Частные виды электромагнитного поля

На электромагнитное поле как на вид материи распространяются понятия, относящиеся к свойствам вещества: инертная, гравитационная масса и энергия, количество движения и момент количества движения. Наличие инертной массы электромагнитного поля подтверждается опытами великого русского ученого физика П.Н. Лебедева, обнаружившего световое давление на твердые тела (1899) и газы (1907). Инертная масса электромагнитного поля имеет ничтожную плотность.

Электромагнитное поле является носителем гравитационной массы, что подтверждается искривлением светового луча в поле тяготения Солнца, замеченным во время солнечного затмения 1919 г., а также тем, что энергия (скорость) луча увеличивается при движении вниз к земле и уменьшается при движении вверх от земли (опыт Ландау, 1960).

Электромагнитное поле обладает энергией, так как при взаимодействии с заряженными частицами их энергия изменяется и, следовательно, передается электромагнитному полю и наоборот.

Движение энергии электромагнитного поля количественно оценивается вектором Пойнтинга. В дальнейшем будем рассматривать макроскопическую теорию электромагнитного поля, которая не учитывает дискретного распределения электрических зарядов в веществе, считая вещественную среду сплошной. В этом случае для характеристики поля используют усредненные значения микроскопических величин в бесконечно малом объеме, введя четыре основные вектора .

Электромагнитное поле является совокупностью переменных взаимосвязанных и влияющих друг на друга электрического и магнитного полей. Частными видами электромагнитного поля являются:

1. Электростатическое поле, которое создается неподвижными заряженными телами и проявляется в виде механической силы, действующей на неподвижный электрический заряд. Это поле потенциально, т.е. rot = 0.

2. Электрическое поле постоянного тока (стационарное электрическое поле) образуется внутри и вне проводников при прохождении по ним постоянного тока. При этом внутри однородного проводника отсутствует объемная плотность заряда, т.е. div = 0. Поле является потенциальным и для него справедливо уравнение Лапласа Ѳj = 0.

3. Магнитное поле постоянного потока проявляется в силовом воздействии на движущиеся в нем заряженные тела и на неподвижные контуры с постоянным током. Поле имеет вихревой характер ( ).

Электрическое поле постоянного тока и магнитное поле постоянного потока могут рассматриваться независимо друг от друга.