Учебник - Трактат об электричестве и магнетизме Том 1 - Джеймс К.М. (1238775), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Когда мы перейдем к математической теории электричества, то увидим, что результаты этого опыта позволяют осуществить точную проверку истинности теории. ЗЗ. Прежде чем перейти к исследованию закона действия электрической силы, перечислим уже установленные нами факты. Помещая любую наэлектризованную систему внутрь изолированного полого проводящего сосуда и изучая результирующий эффект вне сосуда, мы устанавливаем характер полной электризации системы, находящейся внутри сосуда, без какой-либо передачи электричества между различными телами системы.
Электризация наружной стороны сосуда может быть установлена с большой точностью путем подсоединения сосуда к электроскопу. Мы можем считать электроскоп состоящим из листочка золотой фольги, подвешенного между двумя телами, одно из которых заряжено положительно, а Глава !. Описание явления 59 другое — отрицательно. Если золотой листочек наэлектризован, то он отклоняется в сторону того тела, которое заряжено противоположно заряду электризации листочка.
Увеличивая электризацию обоих тел и чувствительность подвески, можно добиться обнаружения чрезвычайно малой электризации золотого листочка. Когда мы перейдем к описанию электрометров и умножителей, мы увидим, что существуют еще более тонкие методы обнаружения электризации и проверки точности наших теорий, но пока мы будем считать, что проверка производится соединением полого сосуда с золотым листочком электроскопа.
Этот метод применялся Фарадеем в его замечательных демонстрациях законов электрических явлений '. 34. 1. Полная электризация тела или системы тел остается неизменной, пока не происходит отдача электризации другим телам или получение ее от них. Как было обнаружено, во всех опытах с электричеством электризация тел изменяется, но всегда оказывается, что это изменение обусловлено несовершенством изоляции и что по мере улучшения средств изоляции потери электризации становятся все меньше.
Мы можем поэтому утверждать, что электризация тела, помещенного в идеально изолирующую среду, будет оставаться строго постоя н ноя. П. При электризации одного тела другим через проводимость полная электризация обоих тел остается той же, т. е. одно тело в такой же мере теряет положительную (нли приобретает отрицательную) электризацию, в какой другое тело приобретает положительную (нли теряет отрицательную) электризацию. Ибо, если оба эти тела заключить в полый сосуд, то не будет наблюдаться никакого изменения полной электризации. П1.
При электризации тела трением или каким-либо другим известным способом образуются равные количества положительной н отрицательной электризации. Ибо электризация системы в целом может быть проведена в полом сосуде нли же процесс электризации может производиться внутри самого сосуда, и, как бы сильно ни электризовались части системы, полная электризация, измеряемая отклонением листочка электроскопа, остается неизменно равной нулю.
Таким образом, электризация тела представляет собой физическую величину, поддающуюся измерению, и комбинация на опыте двух или нескольких электризаций происходит подобно алгебраическому сложению двух или нескольких величин. Поэтому мы в праве пользоваться языком, пригодным как для качественного, так и для количественного описания электризации, и говорить о любом наэлектризованном теле как о «заряженном определенным количеством положительного или отрицательного электричествам 35. Возведя электричество, как мы это сделали, в ранг физической величины, не следует слишком спешить с утверждением, что оно является или не является веществом, или же что оно является или не является формой энергии, или же что оно относится к какой-либо известной категории физических величин. Все, что мы до сих пор доказали,— это лишь то, что оно не может быть создано или уничтожено, так что если полное количество электричества внутри замкнутой поверхности увеличивается или уменьшается, то соответствующее количество электри- а Оп 8!а!!с Е!ес!пса! !паис!гас Асцапа, РИ1!.
Мал., 1873 или Елр. !7ы., яп!. 11, р. 279. Часть 1. Электростатике честна должно войти внутрь этой замкнутой поверхности или выйти через нее наружу. Это верно для вещества и выражается уравнением, известным как Уравнение Непрерывности в Гидродинамике.
Это неверно для теплоты, ибо теплота внутри замкнутой поверхности может увеличиваться нли уменьшаться без прохождения ее внутрь или наружу через эту поверхность за счет преобразования какой-либо другой формы энергии в теплоту илн преобразования теплоты в какую-либо другую форму энергии. Это неверно даже н для энергии в целом, если допускать непосредственное взаимодействие тел на расстоянии, потому что в этом случае тело, находящееся вне замкнутой поверхности, может обмениваться энергией с телом внутри этой поверхности. Но если все кажущиеся случаи действия на расстоянии представляют собой результат взаимодействия частей промежуточной среды, то можно полагать, что во всех случаях увеличения или уменьшения энергии внутри замкнутой поверхности можно обнаружить прохождение энергии через поверхность, если, конечно, имеется ясное представление о природе взаимодействия частей среды в данном случае.
Но есть еще одно соображение, оправдывающее наше утверждение, что электричество как физическая величина, равнозначная полной электризации тела, не является, подобно теплоте, формой энергии. Наэлектризованная система обладает определенной величиной энергии, и эта энергия может быть найдена умножением количества электричества в каждой части системы на другую физическую величину, называемую Потенциалом этой части системы, и вычислением полусуммы этих произведений. Величины «Количество электричества» и «Потенциал», будучи перемноженными друг на друга, образуют величину ««Энергия».
Поэтому невозможно, чтобы электричество и энергия были величинами одного типа, так как электричество — лишь один из факторов, определяющих энергию; другим фактором является «Потенциал». Энергия, являющаяся произведением этих факторов, может рассматриваться также как произведение различных других пар величин, таких как (сила)Х(расстояиие, иа катором действует сила), (масса)х(действие тяготения иа определеииом перепаде высот), (масса) х(половина квадрата ее скорости), (давлеиие)Х(абьем жидкости, вводимый в сосуд при етом давлении), (химическое сродство)х(химическое ивмеиеиие, измеряемое числом алектрохимических»квивалеитав, входящих в соедивеиие). Если бы нам удалось получить ясное механическое представление о природе электрического потенциала, то в сочетании с представлением об энергии зто позволило бы нам определить ту физическую категорию, к которой следует отнести «Электричество».
36. В большинстве теорий по этому попросу Электричество трактуется как некоторое вещество, но поскольку существует два вида электризации и онн, соединяясь, уничтожают друг друга, а мы не можем представить себе двух веществ, уничтожающих друг друга, то проводится различие между Свободным Электричеством и Электричеством Соединенным (связанным). Глава 1. Описание явлений 61 Теория Двух Жидкостей В так называемой Теории Двух Жидкостей все тела в ненаэлектризованном состоянии предполагаются заряженными равным количеством положительного н отрицательного электричества.
Эти количества электричества предполагаются столь большими, что ни в одном наблюдавшемся до сих пор процессе электризации тело не лишалось еще полностью электричества того или иного рода. Согласно этой теории, процесс электризации состоит в том, что определенное количество Р положительного электричества отнимается у тела А и передается телу В, или определенное количество 1Ч отрицательного электричества отнимается у тела В и передается телу А, или же имеет место некоторое сочетание этих процессов.
В результате тело А будет иметь на Р+И единиц отрицательного электричества больше, чем осталось на нем положительного, причем это положительное электричество считается находящимся в соединенном (связанном) состоянии с равным количеством отрицательного электричества. Количество электричества Р+М называется Свободным, остальное электричество называется Связанным, Латентным (скрытым) или Фиксированным электричеством. В большинстве изложений этой теории эти два вида электричества называются «Жидкостями», так как они способны передаваться от одного тела другому н крайне подвижны в проводящих телах. Другие свойства жидкостей, такие, например, как их инерция, вес, упругость, не приписываются электрическим жидкостям теми авторами, которые используют теорию в чисто математических целях.
Но применение слова «Жидкость» способно сбить стопку людей несведующих, в том числе и многих ученых, которые, не являясь естествоиспытателями, ухватываются за слово «Жидкость» как за единственный термин, показавшийся им понятным в утверждениях этой теории. Мы увидим, что математическое рассмотрение вопроса в значительной мере было разработано авторами, пользующимися терминологией «Двухжидкостной» теории.
Однако их результаты выведены исключительно из данных, поддающихся экспериментальной проверке, и, следовательно, должны быть истинны независимо от того, принимаем мы теорию двух жидкостей или нет. Поэтому опытное подтверждение математических результатов не является свидетельством ни за, ни против специфических доктрин этой теории. Введение двух жидкостей позволяет нам рассматривать отрицательную электризацию А и положительную электризацию В как следствие любого из трех различных процессов, приводящих к одинаковому результату.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
