о нем как об упругих волнах, распространяющихся в особой среде (эфире), которая заполняет весь мир и проникает во все тела.
Очевидное совпадение величин дало Максвеллу повод предположить, что свет обладает электромагнитной природой. Другим поводом для этого послужило открытое в 1846 г. Фарадеем явление: плоскость поляризации света вращается в магнитном поле.
Современники не приняли предположение Максвелла. Они требовали экспериментов, которые подтвердили бы тождественность электромагнитных и световых волн. В то время опыт уже считался единственным критерием истины.
В 1880 г. А. Майкельсон приступил к грандиозным экспериментам в измерении скорости света. Метод измерения он совершенствовал почти полвека и в 1927 г. получил наиболее точный, бесспорный результат (299 796±4 км/сек). Профессор Московского университета Н. А. Умов примерно в то же время пришел к выводу, что от источника упругая волна несет с собой в пространство энергию. Теоретические выводы Умова позволили голландскому ученому Пойтингу вычислить поток плотности энергии в электромагнитной волне. Тогда же казанский профессор Д. А. Гольдгаммер вычислил давление, которое должна была бы производить электромагнитная волна при падении на преграду.
Однако никто не проводил опыты с электромагнитными волнами, так как не известно было, как эти волны получать. Сталкиваясь на каждом шагу с этими волнами (при электрическом разряде, при включении цепей тока и т. д.), физики не связывали эти явления с работами Максвелла.
Но вот в 1889 г. немецкий физик Генрих Герц завершил блестящую серию опытов с неизвестным до того излучением, которое испускалось разрядником, соединенным с катушкой Румкорфа. Излучение хорошо принималось аналогичной системой.
Волновой характер излучения был проверен на таких известных свойствах упругих волн, как отражение, преломление, интерференция и дифракция. Эти опыты были проведены русским физиком П. Н. Лебедевым. Он же измерил величину давления света. Этот эксперимент завершил всю серию исследований, доказавших электромагнитную природу света.
Результаты опытов совпали с теорией Максвелла. Это доказывает, что излучение, открытое Герцом, не что иное, как электромагнитные волны, а свет — электромагнитные волны, воспринимаемые органами зрения.
Полная система уравнений Максвелла
В первоначальной теории Максвелла уравнения, устанавливающие связь между магнитным и электрическим полями, были довольно громоздкими. За математическими символами не сразу можно разглядеть физическую сущность явления, которое они описывают. И тем не менее Герц писал: «Нельзя изучать эту удивительную теорию, не испытывая по временам такое чувство, будто в математических формулах есть самостоятельная жизнь, собственный разум — как будто они умнее нас, умнее даже своего автора, будто они дают нам больше, чем в свое время было в них вложено».
Герц придал уравнениям Максвелла четкую, математически и физически ясную форму, и их по справедливости называют уравнениями Максвелла — Герца. Они взаимосвязаны и выглядят в единицах Международной системы измерений так:
Это уравнение говорит о том, что вокруг изменяющегося потока индукции магнитного поля возникает вихревое электрическое поле.
Это уравнение утверждает: магнитное поле вокруг тока, текущего по проводнику, ничем не отличается от того, которое возникает вокруг изменяющегося потока электрического смещения.
Это уравнение показывает, что силовые линии электростатического поля начинаются и оканчиваются на зарядах электричества либо уходят в бесконечность.
Это уравнение утверждает, что силовые линии магнитного поля замкнуты.
Это уравнение говорит, что плотность электрического тока в проводнике всегда пропорциональна напряженности электрического поля.
213