История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
которое он имел бы, если бы промежуточным веществом был воздух, то число
? можно рассматривать как меру влияния изолятора на распространение через
него электростатического действия; Фарадей назвал это число
диэлектрической проницаемостью изолятора1.
Открытие этого свойства изолирующих веществ или диэлектриков породило
вопрос о том, можно ли его согласовать со старыми представлениями об
электростатическом действии. Рассмотрим, например, силу притяжения или
отталкивания между двумя маленькими, электрически заряженными телами.
Пока они находятся в воздухе, эта сила обратно пропорциональна квадрату
расстояния между ними; но если среду, в которую они погружены, частично
изменить, - например, если в промежуточное пространство поместить шарик
серы, - этот закон уже не действует; изменение в диэлектрике влияет на
распространение электрической напряженности по всему полю.
Эту задачу можно было решить удовлетворительно, только сформировав
физическое представление о действии диэлектриков, что и сделал Фарадей.
Первоначальную идею уже давно обнародовал его учитель Дэви. Вспомним"1,
что Дэви, объясняя гальванический столб, предположил, что сначала до
того, как произойдет химическое разложение, жидкость играет роль,
аналогичную роли стекла в лейденской банке, и что именно в этом состоит
электрическая поляризация молекул жидкости11. Теперь эту гипотезу развил
Фарадей. Ссылаясь прежде всего на свою собственную работу по электролизу,
он утверждал^, что диэлектрик ведет себя точно так же, как электролит, до
момента его
1Exp. Res., §1252 (1837). Кавендиш открыл диэлектрическую проницаемость
за-долго до этого, но его работы все еще не были опубликованы.
2См. стр. 100.
^Это четко сформулировано в работе Дэви Elements of Chemical Philosophy
(1812), часть I, §7, где он утверждает, что важнейшим "свойством
непроводников" является "приобретение электрических полярностей".
4Ехр. Res., §§1164, 1338, 1343, 1621.
Фарадей
225
распада под действием электрического напряжения; диэлектрик же,
действительно, способен выдержать напряжение, не разлагаясь.
"Пусть, доказывал он^, электролитом будет вода: ледяная пластина,
покрытая с обеих сторон платиновой фольгой, причем эти покрытия связаны с
любым непрерывным источником двух электрических сил, тогда лед приобретет
заряд, как в опыте с лейденской банкой, представляя случай обычной
индукции, однако ток не потечет. Если лед превратить в жидкость, индукция
понизится до определенной степени, потому что сможет течь ток; но его
течение зависит от особого молекулярного расположения частиц,
согласующихся с передачей элементов электролита в противоположных
направлениях. . . Следовательно, как и в действии электролита, индукция
является первым этапом, а разложение - вторым (причем мы можем отделить
эти этапы друг от друга, приводя электролит в твердое или жидкое
состояние). Поскольку природа такой индукции аналогична природе индукции
в воздухе, стекле, воске и т.д., производимой любым из обычных средств; и
поскольку все действие в электролите оказывается действием частиц,
приведенных в особое или поляризованное состояние, я с радостью
предположил, что сама обычная индукция во всех случаях является действием
смежных частиц и что электрическое действие на расстоянии (т. е
обыкновенное индуктивное действие) происходит только благодаря влиянию
промежуточной материи".
Таким образом, у истоков представления Фарадеем электростатической
индукции лежит идея о том, что вся изолирующая среда, в которой
происходит действие, находится в состоянии поляризации, подобном тому,
которое предшествует разложению в электролите. "Изоляторами, - писал он2,
- можно назвать вещества, частицы которых способны сохранять состояние
поляризации, тогда как проводники - это вещества, частицы которых не
могут быть постоянно поляризованы ".
Представление о поляризации, которого он придерживался в это время, можно
преобразовать, исходя из того, что он уже написал об электролитах. Он
допустил^, что в обычном или неполяризованном
1Exp. Res., §1164.
2Ехр. Res., §1338.
Ото следует воспринимать всего лишь как идею, о которой Фарадей говорит,
как о пришедшей в его голову. На тот момент он не был склонен выдвигать
определенную гипотезу.
226
Глава 6
состоянии тела молекулы состоят из атомов, связанных друг с другом силами
химического сродства, причем эти силы по своей природе действительно
являются электрическими; и что такие же силы действуют, хотя и в меньшей
степени, между атомами, принадлежащими различным молекулам, благодаря
чему существуют явления сцепления. При возникновении электрического поля
изменяется распределение этих сил: некоторые из них усиливаются, другие -
ослабевают, действуя симметрично относительно направления приложенной
электрической силы.
Такое поляризованное состояние, которое диэлектрик приобретает при
помещении его в электрическое поле, представляет очевидную аналогию
состоянию магнитной поляризации, которую приобретает масса ковкого
