Электромагнитное поле. Напряженность электромагнитного поля. Индукция магнитного поля

Если электрический заряд – это свойство заряженных тел и частиц, то электромагнитное поле – вид материи, в макромире существенно отличный от вещества. Основные отличия: отсутствие локализации в четко ограниченных областях пространства и проницаемость – в одной и той же области пространства могут одновременно существовать несколько полей.

В общем случае мы имеем дело с переменным электромагнитным полем, рассеивающемся в пространстве и стремящемся занять возможно больший объем пространства.

Полю, как виду материи присущи многие величины, характеризующие также и вещество: энергия, импульс, момент импульса. В этом проявляется единство материи в виде поля и вещества. Однако эти величины не используются в качестве исходных при описании электромагнитного поля, поскольку не отображают специфики электромагнитных явлений. Первоначальным считается силовое действие электромагнитного поля на внесенные в него заряды. Удается выделить две составляющие силы, действующей на заряд:

- электрическую , которая действует как на движущиеся , так и на покоящиеся заряды независимо от скорости движения,

- магнитную , которая действует на движущиеся заряды и зависит от скорости движения.

Соответственно вводятся две исходные характеристики: напряженность электрического поля и индукция магнитного поля , определяемые соотношениями

, (1)

. (2)

В общем случае на движущийся точечный заряд в электромагнитном поле действует сила Лоренца:

, (3)

В случае непрерывного распределения заряда вводят плотность силы Лоренца: , где , - электрическая и магнитная составляющая силы Лоренца, действующей на объём dV. Очевидно

, .

Т.к.

,

то

. (4)

При измерении и следует различать заряд, создающий поле и пробный заряд (q в формулах (1) – (3) ), который должен быть достаточно мал, чтобы его поле не влияло на систему зарядов, создающих поле.

Векторы и определяются (вводятся) посредством формул (1) – (2). На практике их находят, конечно, иначе - по расположению и движению зарядов, создающих поле.

Поле определено или задано, если для любых известно значение величин . Такое задание оказывается достаточным: по этим величинам можно найти и все остальные величины,

характеризующие поле - силы, энергии, импульс и т.д.