Номер 1, страница 13, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 7. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 38. Электромагнитные волны - номер 1, страница 13.

Условие.

1. Сформулируйте гипотезу Максвелла о взаимосвязи магнитного и электрического полей.

Решение.

Решение

До Джеймса Клерка Максвелла было известно, что переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле (явление электромагнитной индукции, открытое Майклом Фарадеем). Таким образом, была установлена односторонняя связь: изменение магнитного поля вызывает появление электрического.

Анализируя известные на тот момент законы электродинамики, Максвелл предположил существование симметрии в природе и выдвинул фундаментальную гипотезу о взаимосвязи электрического и магнитного полей. Согласно этой гипотезе, существует и обратная связь: любое изменение электрического поля со временем порождает в окружающем пространстве вихревое магнитное поле.

Это означает, что переменное электрическое поле действует аналогично электрическому току (движущимся зарядам) в качестве источника магнитного поля. Для описания этого явления Максвелл ввёл понятие тока смещения. Ток смещения не связан с реальным движением заряженных частиц, а представляет собой характеристику скорости изменения электрического поля в пространстве (например, между обкладками заряжающегося или разряжающегося конденсатора, где тока проводимости нет).

Математически гипотеза Максвелла нашла отражение в обобщении закона Ампера о циркуляции магнитного поля. К току проводимости ($I$) он добавил ток смещения ($I_с$):

$ \oint_L \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 (I + I_с) = \mu_0 (I + \varepsilon_0 \frac{d\Phi_E}{dt}) $

где $ \oint_L \vec{B} \cdot d\vec{l} $ – циркуляция вектора магнитной индукции $\vec{B}$ по произвольному замкнутому контуру $L$, $I$ – сила тока проводимости через поверхность, ограниченную этим контуром, а $ \frac{d\Phi_E}{dt} $ – скорость изменения потока вектора напряженности электрического поля через эту же поверхность, $ \mu_0 $ и $ \varepsilon_0 $ – магнитная и электрическая постоянные.

Эта гипотеза стала краеугольным камнем в создании единой теории электромагнитного поля, которая описывает электрические и магнитные явления с единой точки зрения. Прямым следствием этой теории стало предсказание существования электромагнитных волн — взаимосвязанных переменных электрических и магнитных полей, распространяющихся в пространстве со скоростью света. Это позволило отождествить свет с электромагнитными волнами и объединить электромагнетизм и оптику.

Ответ: Гипотеза Максвелла утверждает, что любое изменяющееся во времени электрическое поле создает (порождает) в окружающем пространстве вихревое магнитное поле. Таким образом, переменное электрическое поле является таким же источником магнитного поля, как и электрический ток.