Полевая концепция фарадея

Фарадей был оригинальным ученым и мыслителем своего времени: его взгляды на материю и движение, науку и познание отличались от общепринятого мнения.

Фарадей придерживался теории двойной истины. В своих научных работах он руководствовался идеей о единстве природы и всеобщей связи ее вещей и явлений. Конкретным воплощением этой идеи было его мнение о единстве и превращаемости «сил природы».

Фарадей также полагал, что материя активна и немыслима без движения. Он возражал против обычного взгляда на атомистическое строение вещества, согласно которому атомы являлись малыми тельцами, разделенными пустым пространством с действующими в нем центральными и дальнодействующими силами, которыми эти атомы наделены. Материя, по Фарадею, занимает все пространство. Ее основными свойствами является способность притяжения и отталкивания. При этом Фарадей под силой подразумевает характеристику активности тела или материи вообще, так что его понятие силы ближе к понятию движения.

Атомы, по Фарадею, являются центрами этих сил притяжения и отталкивания.

Общие взгляды Фарадея на материю нашли конкретное выражение в его понимании физической природы электромагнитных явлений, основанном на представлении о поле.

Свои исследования в области учения об электромагнитных явлениях Фарадей пытался осмыслить с новых позиций. Это новое заключалось в том, что индукционный ток вызывался не расположением материальных тел, а изменением в их расположении, то есть движение возникало не в результате действия силы, а в результате изменения силы. Это было ново и по существу не укладывалось в старые представления и требовало подхода с новых позиций.

Фарадей экспериментально доказал, что разнообразие видов электричества является кажущимся, что действия, производимые обыкновенным, вольтовым, животным, термическим, магнитным электричеством одинаковы, следовательно, все виды электричества идентичны по своей природе.

Фарадей пришел также к предположению о дискретности электрического заряда.

Следующее направление работы Фарадея по электричеству относится к изучению электрохимических явлений. Эти исследования, во-первых, привели Фарадея к установлению законов электролиза, а во-вторых, имели определенное значение в выработке им представления об электрических и магнитных силовых линиях.

Дальнейшая конкретизация взглядов Фарадея на природу электричества и магнетизма связана с исследованием электростатической индукции, в частности с влиянием среды на индукцию.

Следующим шагом в изучении природы электрических и магнитных явлений явилось исследование магнитной индукции, то есть передачи магнитного действия.

Таким образом, Фарадей, изучив явления электростатической и магнитной индукций, установил влияние среды на протекание электромагнитных явлений и сделал вывод, что магнитное действие, как и электрическое действие, передается от точки к точке вещества, от частицы к частице.

Последним шагом в развитии теории электромагнитных явлений явилась проблема индукции в случае отсутствия обычной среды, то есть в вакууме или эфире.

Работая над этой проблемой, Фарадей пришел к представлению о силовых линиях. Силовые линии, согласно Фарадею, представляют собой реальное образование в эфире и по своему поведению подобны резиновым трубкам. Начинаются они у одного полюса, кончаются у другого. Густота их пропорциональна магнитной или электрической силе. Сами заряды являются только лишь окончаниями силовых линий.

Таким образом, силовые линии по Фарадею представляют собой физическую реальность и отражают структуру электрического и магнитного полей.

Однако Фарадей не решал вопроса о сущности этих силовых линий, о том, что они собой представляют.

Развивая концепцию силовых линий и для магнитного, и для электрического полей, Фарадей объясняет явление электромагнитной индукции с позиций пересечения проводником силовых линий и считает это причиной возникновения индукционного тока. При этом Фарадей устанавливает закон электромагнитной индукции, определяющий электродвижущую силу индукции количеством пересеченных линий:

Таким образом, изучение явлений электростатической, магнитной, электромагнитной индукции привело Фарадея к идее электрического и магнитного полей, которые обладают физической реальностью и представляют собой особое состояние материи. Структуру поля по Фарадею отражают реально существующие силовые линии.

Идея о единстве природы, о связи, существующей между ее явлениями, подвела Фарадея в 1832г. к гипотезе об электромагнитной природе света. Согласно этой гипотезе, свет есть колебательное движение, распространяющееся вдоль силовых линий.

Итак, заслуга Фарадея перед наукой заключается в разработке полевой концепции, возникновение которой является началом становления континуальной физики. Понятие поля изменило взгляды на строение материи и привело к возникновению электромагнитной картины мира.

С Фарадея начинается новый этап в построении электродинамики, основанный на принципе близкодействия. Дальнейшее развитие идеи Фарадея получили в трудах Максвелла. Однако до Максвелла идеи Фарадея и его теоретические взгляды не были приняты наукой.

Вклад Фарадея в науку, в частности, в электродинамику, аналогичен той роли, которую Галилей сыграл в механике. Они оба выполнили основополагающие эксперименты, которые легли в основу теоретических концепций Ньютона в механике и Максвелла в электродинамике. Как без Галилея были бы невозможны открытия Ньютона, так без Фарадея не было бы работ Максвелла. Открытия и взгляды Фарадея подготовили приход в физику Максвелла и его электродинамики.