Х Зона

В качестве простого примера рассмотрим случай, когда в вакууме укреплен маленький шарик которому сообщен положительный электрический заряд. Если к нему поднести другой отрицательно заряженный шарик В, окажется, что А притягивает Если же шарик В положительно заряжен, то В, наоборот, отталкивается от А. Говорят, что между А и В действует электрическая сила. Когда заряд шарика А равен нулю, на заряженный шарик В со стороны А не действует никакая сила. Следовательно, пои сообщении шарику А электрического заряда окружающее А пространство по сравнению со случаем, когда А не заряжен, приобретает какие-то новые, странные свойства. Говоря «странные», я преувеличиваю, но суть дела в том, что какие бы новые заряженные тела мы ни подносили к заряженному шарику А, все они испытывают вблизи А либо притяжение, либо отталкивание. Область с такими свойствами называют областью существования электрического поля, создаваемого заряженным телом А, а о заряде тела А говорят как об источнике этого поля.

Обозначим г расстояние от источника поля А до заряженного тела В. Электрическая сила F, действующая между А и В, прямо пропорциональна величинам их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Последнее означает, что при увеличении расстояния г в два, три раза сила умножается на коэффициенты 1/22 = 1/4, 1/32 = 1/9, то есть быстро ослабевает. График зависимости F от r показан на рис. 3.

Электрическое поле тела А существует в той области, где проявляется влияние создаваемой А электрической силы. В какую бы точку этой области ни поместить заряженное тело В, оно будет либо

притягиваться к А, либо отталкиваться в зависимости от того, отрицателен или положителен заряд В. Будучи обратно пропорциональной квадрату расстояния, эта сила быстро убывает при удалении В от А. Электрическое поле является как бы средой, заполняющей окружающее А пространство, в каждой точке которой проявляется способность к действию на помещенное в эту точку заряженное тело. Понимание поля как среды решает проблему дальнодействия электрической силы.

Рис. 3. График зависимости силы электрического взаимодействия маленьких шариков от расстояния между ними

В самом деле, если учесть наличие поля, то окажется, что сила, действующая на заряженное тело В, помещенное в любую точку поля Р, не передается мгновенно от А к В: на В непосредственно действует поле, существующее в точке Р. Иначе говоря, В испытывает действие электрической силы при соприкосновении с окружающим тело В электрическим полем. Таким образом, электрическое поле интерпретируется как среда, передающая электрическую силу в точки пространства, окружающего источник поля.

У читателя, который знает о вопросе только то, что прочел до сих пор в данной книге, может возникнуть сомнение: не тождественны ли с точки зрения выполняемых функций поле и эфир? Не сводится ли их различие к различию названий? Чем поле лучше эфира? Такие сомнения законны. Чтобы рассеять их, отметим, что между полем и эфиром есть одна существенная разница. Эфир понимался как разновидность вещества, и в конце концов выяснилось, что вещество с требуемыми для эфира свойствами существовать не может. А электрическое поле — не вещество. В этом коренное различие между эфиром и полем.

При объяснении понятия электрического поля я подчеркивал, что каждая точка области его существования обладает специфической способностью к действию на помещенное в нее заряженное тело. Создается эта способность, несомненно, источником поля А. А что представляет собой среда, на каждую точку которой указанная способность как бы наклеена? Мы уже знаем, что электрическое поле может существовать также и в вакууме, где полностью отсутствует любое вещество. В теории эфира носителем рассматриваемой способности являлось невидимое вещество — эфир. Признавая существование поля, мы отказываемся думать о такого рода странном веществе. Но что же тогда является носителем обсуждаемой здесь способности? Ответ состоит в том, что партнером, получающим от А эту специфическую способность, служит само пространство. В прошлом, говоря о носителе того или иного свойства, люди обязательно представляли себе то или иное вещество. Но, может быть, не запрещено иметь свойства или способности также и пространству — вместилищу всех физических тел и арене для всех физических процессов? Раньше, говоря о пространстве, всегда имели в виду протяженность, не имеющую никаких свойств или способностей, за исключением одной: полностью охватывать все помещенные в него физические тела. Но думать так — ошибка.