Физика тарихы

50
 
 
24 сурет. - Майкл Фарадей 
1831 жылы, Максвелл дүниеге келген жылы, М. 
Фарадей (24-сурет) электромагниттік индукцияның 
ашылуына 
әкелген 
классикалық 
тәжірибелер 
жасаумен айналысты. Ертеректе Фарадей айтқан 
идеяларды 
негізге 
ала 
отырып, 
Максвелл 
электромагниттік өріс ұғымын енгізді. Оның 
электромагнетизм 
теориясында 
электр 
және 
магнетизмнің органикалық байланысы анықталды. 
Электр 
және 
магниттік 
құбылыстардың 
табиғатына қатысты екі көзқарас болған кезеңнен 
шамамен 20 жыл өткен соң, Максвелл электр және 
магнетизмді зерттеуге кірісті. А.М. Ампер және Ф. 
Нейман сынды ғалымдар электромагниттік күштерді
екі массаның арасындағы гравитациялық тартылысқа
ұқсас деп қарастырып, алшақ әсер ету концепциясын ұстанды. Фарадей болса, 
оң және теріс электр зарядтарын немесе магниттік солтүстік және оңтүстік 
полюстерін байланыстыратын күш сызықтары жөніндегі ойды ұстанды. Күш 
сызықтары барлық қоршаған кеңістікті (өріс, Фарадей терминологиясы 
бойынша) толтырады да, магниттік және электрлік өзара әсерлесуді 
туындатады. 
Фарадейге 
сүйеніп, 
Максвелл 
күш 
сызықтарының 
гидродинамикалық үлгісін құрастырды және Фарадейдің механикалық 
үлгілеріне сәйкес келетін электродинамиканың сол кезде белгілі болған 
қатынастарын математикалық тілде өрнектеді. Осы зерттеудің негізгі 
қорытындылары «Фарадейдің күш сызықтары» атты жұмысында бейнеленген. 
1860-1865 жж. Максвелл электромагниттік құбылыстардың негізгі 
заңдылықтарын сипаттайтын теңдеулер (Максвелл теңдеулері) жүйесі ретінде 
құрастырған электромагниттік өріс теориясын жасады:
1-ші теңдеу – Фарадейдің электромагниттік индукциясын білдірді; 
2-ші теңдеу – ығысу тогы түсінігі негізінде Максвеллдің өзі ашқан, 
магнитэлектрлік индукцияны білдірді; 
3-ші теңдеу – электр мөлшерінің сақталу заңы; 
4-ші теңдеу –магниттік өрістің құйындық қасиеті. 
Электр тогы өзінің айналасында магнит өрісін тудырады, бұған кері 
құбылыс та белгілі, яғни магнит өрісі белгілі жағдайларда электр тогын 
туғызады. Бұл құбылысты 1831 жылы Фарадей ашып, оны электрмагниттік 
индукция деп атады. 
Металл өткізгіштегі уақыт бойынша өзгермелі ток диэлектрикте тұйық 
тогы арқылы тұйықталады. Максвелл мұндай айнымалы электр өрісін ығысу 
тогы деп атайды. Егер конденсатор батареядан тұратын тізбекке амперметр 
ролін атқаратын шамдарды жалғап, тізбек жинасақ, бұл контур конденсаторда 
ажырап тұрады да, оның бойымен ток жүреді (25-сурет).

51
25 сурет. - Ығысу тогын анықтау 
Максвелл барлық жағдайда электромагниттік индукция ЭҚК контурымен 
шектелетін аудан арқылы өтетін магнитті ағынның өзгеру жылдамдығына 
пропорционал болатындығын анықтады, яғни ε=-dφ/dτ. 
Бұл формула Максвелл тұжырымдаған электромагниттік индукцияның 
негізгі заңы болып табылады 
Электромагниттік индукция кезінде пайда болған электр өрісінің 
кернеулік сызықтары үздіксіз, яғни ол құйынды өріс болып табылады: оны 
сандық түрде көруімізге болады 
26 сурет. - М
агнит өрісі мен құйынды электр өрісі 
Бұл қатынас өзгермелі магнит өрісі (В) мен құйынды электр өрісінің 
арасындағы сандық байланысты сипаттайды да, Максвелл теориясының негізгі 
теңдеулерінің бірі болып табылады (26 сурет).
Осы ойларды дамыта отырып, Максвелл мынадай қорытындыға келді: 
магнит және электр өрістерінің кез келген өзгерістері қоршаған кеңістікті сүзіп 
өтетін күш сызықтарының өзгеруін туындатуы керек, яғни ортада таралатын 
импульстар (немесе толқындар) болу керек. Осы толқындардың таралу 




e
e
dl
E
dr
d


52
жылдамдығы ортаның магниттік және диэлектриктік өтімділігіне тәуелді 
болып, 
электромагниттік 
бірліктің 
электростатикалық 
бірлікке 
қатынасымен анықталады. Максвелл мен басқа да зерттеушілердің деректері 
бойынша бұл қатынас 3,4·1010 см/с шамасын құрайды, әрі ол бұдан жеті жыл 
бұрын француз физигі А. Физо өлшеген жарық жылдамдығы шамасына жуық 
болды.
Электр және магнит өрістері осы біртұтас электромагниттік өрістің 
жекелеген көрінісі. Электромагниттік өрістің жүйелі теориясын 1855-1956 жж. 
Дж.Максвелл құрды. 
1861 жылдың қазан айында Максвелл Фарадейге өзінің ашқан жаңалығын 
мәлімдеді: жарық – ол өткізбейтін ортада таралатын электромагниттік қозу, 
яғни электромагниттік толқындардың бір түрі. Зерттеулердің бұл соңғы сатысы 
Максвеллдің «Электромагниттік өрістің динамикалық теориясы» атты 
жұмысында баяндалған, ал оның электродинамика бойынша жасаған 
жұмыстарын әйгілі «Электр және магнетизм жөніндегі трактат» шығармасында 
қорытындады (27-сурет).
Электромагниттік 
өріс 
теориясы 
және 
де 
одан 
туындайтын 
электромагниттік толқындардың болуы жөніндегі қорытындылар Максвеллдің 
өмір сүрген заманында ешқандай тәжірибелік дәлелдемелері жоқ жай 
ғана теориялық жағдайлар болып қалғандықтан, оны замандастары көбінде «ой 
ойыны» ретінде қабылдады. 1887 жылы неміс ғалымы Генрих Герц, 
Максвеллдің теориялық қорытындыларын толығымен дәлелдейтін тәжірибе 
жасады. 
Өмірінің соңғы жылдары Максвелл Кавендиштің қолжазбалық мұрасын 
баспаға шығаруға дайындаумен айналысты. 
27 сурет. - «Электр және магнетизм 
жөніндегі трактат» шығармасы
Екі үлкен том 1879 жылдың қазан 
айында жарық көрді. Ұлы ғалым 1879 
жылдың 
5 
қарашасында 
Англияда 
Кембриджде 
дүниеден 
өтті. 
Әрине, 
Максвеллді 
электромагниттік 
өріс 
теориясының негізін салушы, ғылымның 
дамуына құны жетпес еңбегі сіңген ұлы 
ғалым деп санауға әбден болады. 
Максвелдің 
электромагниттік 
өріс 
теориясы физика мен жаратылыстануда жаңа 
кезеңнің басталуын жария етті деуге болады. 
Физиканың дамуының дәл осы кезеңінде 
электромагниттік өріс өмір шындығына, 
өзара әсердің материалдық сақтаушысына 
айналды.
Максвелдiң 
жұмыстары 
электродинамикаға, молекулалық физикаға, 
жалпы статистикаға, оптикаға, механикаға,
серпiмдiлiк теориясына арналған. 1859 ж. газ молекулаларының жылдамдық 

53
бойынша таралуын сипаттайтын статистикалық заңды орнатты. Максвелдiң ең 
үлкен ғылыми жетiстiгi болып 1860-1865 жж. құрылған электромагниттiк өрiс 
теориясы табылады. 1873 ж. жарық қысымын теориялық түрде есептедi. 
Сонымен қатар, серпiмдiлiк теориясының теоремасын берiп, жылулық 
физиканың негiзгi параметрлерiнiң арасындағы қатынасты орнатты.

жүктеу/скачать 1,93 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: