Электромагнитное поле как вид материи

Электромагнитное поле является тем основным физическим агентом, который используется в физических и технических устройствах для передачи и преобразования электрической энергии.

Процессы, связанные с электромагнитным полем, характерны тем, что требуют описания в пространстве и во времени.

Особенно важное место в этих процессах занимают элементарные заряженные частицы с положительным (протоны, позитроны) и отрицательным (электрон) элементарным зарядом. Эти частицы либо входят в состав атомов и молекул веществ, либо находятся в свободном состоянии. Они находятся в непрерывном движении и окружены электромагнитным полем, причем между частицами и их полем, строго говоря, нет точной границы. В зависимости от характера движения этих частиц электромагнитное поле может проявляться в виде электрического или магнитного полей. Несмотря на то, что между элементарной заряженной частицей и ее электромагнитным полем нет определенной границы, полагают, что электрический заряд имеет лишь частица материи, сосредоточенная в весьма малой области пространства. Вне этой области материя существует в виде электромагнитного поля, а объемная плотность электрического заряда равна нулю. При такой научной абстракции возникает необходимость дать определение той области пространства, в которой существует электромагнитное поле, но отсутствуют все известные нам частицы материи. В дальнейшем изложении эту область пространства будем называть «пустота».

Элементарные заряженные частицы и их электромагнитное поле, как и другие виды материи, обладают массой, энергией, количеством движения, т.е. характеризуются теми же свойствами, которые учитывают при рассмотрении механической формы движения материи.

Вместе с тем эти частицы и их электромагнитное поле являются особым видом материи, так как, кроме перечисленных выше свойств, они обладают еще и электромагнитными свойствами, которые в классической механике не учитывают. Важнейшими из этих свойств является электрический заряд, собственный магнитный момент и силовое воздействие электромагнитного поля на заряженные частицы.

Электрический заряд элементарной частицы является ее физическим свойством, которое характеризует связь частицы с собственным электромагнитным полем и ее силовое взаимодействие с внешним электромагнитным полем.

Электромагнитное поле в зависимости от того, движется или неподвижна заряженная частица, с которой оно связано или взаимодействует, проявляется в виде электрического или магнитного полей.

Отметим, что если обладающую электрическим зарядом частицу нельзя мыслить без ее электромагнитного поля, то электромагнитное поле может существовать в свободном состоянии. Таковым являются фотон, а также электромагнитное поле, излученное антенной. Отсюда же видны и две возможные формы существования электромагнитного поля: дискретная и волновая.

Скорость распространения электромагнитного поля в пустоте составляет около см/с, т.е. равна наивысшей, достижимой в природе скорости – скорости света.