Закон сохранения электрического заряда       Закон Кулона        

Закон Ома           Закон Био-Савара – Лапласа                  Закон Ампера

Уравнения Максвелла

1. В природе существуют электрически заряженные частицы – источники электрических полей.

2. Магнитные силовые линии непрерывны и не имеют источников - в природе нет дискретных единиц магнитного заряда:

3. Магнитное поле может создаваться электрическим током и переменным электрическим полем. 

4. Электрическое поле может быть создано переменным магнитным полем.

Значение уравнений Максвелла

1. Введено понятие электромагнитного поля.

2. Дана математическая модель, описывающая с единых позиций электрические, магнитные и световые явления.

3. Сформулирована проблема поиска материального носителя электромагнитного поля (возможный претендент – мировой эфир).

4. Уравнения Максвелла позволяют по начальному состоянию электромагнитного поля предсказывать его дальнейшие изменения.

5.Возможно автономное существование электромагнитного поля по отношению к своему источнику.

6. Решение уравнений предсказывают существование электромагнитных волн и предельной скорости их распространения.

Исторический обзор

Фалес. VI в. до н.э. Наблюдение электризации янтаря и магнитных свойств железной руды.

Перегрин. 1269. Два полюса магнита: одноименные отталкиваются, разноименные притягиваются. Наибольшее действие магнита на полюсах. При разламывании получаются два новых магнита.

Гильберт (1540 – 1603). «О магните». 1600. Классификация и систематическое описание магнитных явлений. Магнетизм Земли. Предвосхищение понятия магнитное поле.. «Терелла» - шар из магнитной руды и маленькая железная стрелка-инклинатор.

Лейденская банка.

Отто фон Герике. 1660. Электрическая машина.

Дюфе (1698 – 1739) Два рода электричества.

Б.Франклин (1706 – 1790).

Ш.Кулон (1736 – 1806). Г.Кавендиш.

Гальвани. 1786. Физиологическое действие тока на живые организмы.

А.Вольта (1745 – 1827) «Вольтов столб». 1775. Электродвижущая сила. Потенциал.

Беннет. 1787. Электроскоп с золотыми листочками.

Никольсон и Карлейль. Открытие электролиза. 1800.

Х.Эрстед (1777 – 1851) Открытие существования магнитных свойств проводников с током. 1820.

Араго 1820. Электромагнит.

А.Ампер (1775 -1836). 1820. Магнитное взаимодействие проводов с током.

М.Фарадей (1791 – 1867). 1821. Электромотор. 1831. Электромагнитная индукция.

Зеебек (1770 – 1831) Термоэлектричество.

Г.Ом (1787 – 1854)

Генри Индукция. Самоиндукция.

Э.Ленц. Закон самоиндукции

Джеймс Кларк Максвелл.

«Не может быть сомнений, что межпланетное и межзвездное пространство не является пустым, а заполнено некоторой материальной субстанцией или телом, несомненно, наиболее крупным и, возможно, самым однородным из всех  других тел».

Г.Герц. Резонатор Герца, подтверждающий существование электромагнитных волн. Открытие фотоэффекта.

11. Оптика. Классические эксперименты и опыты по оптике

Предмет оптики

Геометрическая оптика (III в. до н.э. – XVI)

Основные модели:

Основные принципы и законы:                  

1. Принцип прямолинейного распространения света

2. Принцип независимости световых лучей

Принцип истечения световых лучей (Платон)

3. Законы  отражения (Евклид) от плоских и сферических зеркал.

Способность линз собирать лучи в одной точке, нагревать и поджигать

Явление преломления света (Аристотель)

4. Законы преломления (Птолемей)

Радуга         Р.Декарт . «Метеоры», глава «О радуге». 1637

Определение скорости света

1. О.Ремер (1644 – 1710). «Доказательство, касающееся движения света».1676. (по спутникам Юпитера). 215 000 км/с.

2. Бредли. 1727 (по аберрации звезд) 303 000 км/с.

3. Физо. 1849 (полупрозрачное зеркало и зубчатое колесо) 313 000 км/с. Расстояние между колесом и вторым зеркалом 8,6 км

4. Майкельсон. 1932 (метод вращающейся призмы) Труба с откаченным воздухом 1,6 км.

5. Современные данные 299 792,458 км/с

Волновая оптика (XVII – XIX)

Аристотель (384 -322) необходимость посредника в передаче светового движения.

Р.Гук (1635 – 1703) «Микрография» 1665. – представления об эфире и волновой природе света.

Х.Гюйгенс (1629 – 1695). «Трактат о свете» 1678 - 1690

«…Несомненно, что и свет доходит от светящегося тела до нас каким-нибудь движением, сообщенным веществу, находящемуся между ним и нами….

…Каждая маленькая часть какого-нибудь светящегося тела, как Солнце, свеча или раскаленный уголь, порождает свои собственные волны, центром которых она и является…».

Огюстен Жан Френель (1788 – 1827). «О свете» 1822. – свет – поперечная волна.

Основные модели:

Основные принципы, идеи, законы:             

Принцип Гюйгенса – Френеля

Принцип суперпозиции

Предельная скорость распространения света 3^.10⁸ м/с

Электромагнитная природа света

Электромагнитная волна – поперечная волна

Зависимость свойств волны от ее частоты

Зависимость частоты света от скорости движения источника

Основные явления:             Классические опыты и эксперименты:

Дифракция                     Ф.Гримальди (до 1663), Х. Гюйгенс

опыты О.Френеля и Араго 1816-1818

Цвета тонких пленок           Р.Бойль (1664)

Дисперсия           опыт Ньютона с призмой (1665 – 1673) «Новая теория света и цветов»

Двойное лучепреломление       опыты Бертолина с исландским шпатом

Интерференция                 Х.Гюйгенс (1690), Т.Юнг (1807)

Поляризация                   опыты Брюстера  и Малюса

Эффект Доплера

Голография                         

Спектральный анализ

Спектры поглощения и излучения                Кирхгоф, Фраунгофер

Излучение электромагнитных волн                Опыт Герца 1887

Давление света                Опыты Лебедева 1889-1911