Поле (фізика)
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Фізи́чне по́ле — вид матерії на макроскопічному рівні, посередник взаємодії між частинками речовини або віддаленими одне від одного макроскопічними тілами. Прикладами поля фізичного є електромагнітне поле, гравітаційне поле, поле ядерних сил. Часто поняття «фізичне поле» застосовують до сукупності розподілених фізичних величин, як, наприклад, векторне поле швидкостей та скалярні поля тисків і температур у потоці рідини чи газу, тензорне поле механічних напружень у деформованому твердому тілі.
Поняття силового поля виникло у класичній механіці, яка використовує принцип далекодії, і було способом опису взаємодії між частинками речовини.
Фізичне поле набуло характеру фізичної реальності зі встановленням скінченності швидкості поширення взаємодії (електромагнітне та гравітаційне поля) і виникненням класичної електродинаміки й теорії відносності. Протиставлення речовини і поля як дискретного і неперервного було знято на рівні елементарних частинок.
Квантова теорія поля за допомогою квантування ставить кожній частинці у відповідність поле з певними трансформаційними властивостями відносно простору-часу і груп симетрій частинок.
Зміст |
[ред.] Поле в класичній фізиці
Ідея силового поля в класичній фізиці у тому, щоб виділити в силах, які діють на фізичне тіло, множники, що характеризують тіло й множники, що характеризують інші тіла. Наприклад, сила гравітації, що діє на тіло з масою m з боку інших тіл з масами mj може бути записана згідно із законом всесвітнього тяжіння у вигляді
,
де G — гравітаційна стала, а 
— віддаль між даним тілом й тілом із індексом j.
Виділяючи у цьому виразі масу вибраного тіла, можна записати
,
де величина
не залежить від характеристики (маси) досліджуваного тіла.
Векторне поле 
у фізиці називають гравітаційним полем.
Аналогічним чином, для заряду q, що взаємодіє з іншими зарядами qi можна записати
,
де 
— векторне поле, яке називається напруженістю електричного поля й дорівнює
. [1]
В цьому випадку сила взаємодії теж записується, як добуток характеристики досліджуваного тіла (заряду), а вся інформація про інші заряди зводиться до введення єдиної векторної величини — напруженості електричного поля.
Приведені визначення полів опираються на принцип далекодії і справедливі лише для класичної фізики. Якщо частинки, які визначають поле рухатимуться, то в рамках класичної фізики, досліджувана частинка моментально відчуватиме зміну їхнього положення.
Однак, при застосуванні принципу близькодії, справедливого в рамках теорії відносності, інформація про переміщення тіл передається не миттєво й потребує посередника, тож поняття поля набирає значення окремої сутності, переміщення якої в просторі вимагає для свого опису окремих рівнянь.
Так, з врахуванням близькодії, сила, яка діє на заряд, знову ж записуватиметься
- ,
проте напруженість електричного поля знаходиться із рівнянь Максвела. Вона дорівнює наведеному вище виразу лише у випадку нерухомих зарядів.
Детальніші відомості з цієї теми Ви можете знайти в статті Запізнювання.
[ред.] Теорії поля
[ред.] Література
- «Філософський словник» / За ред. В. І. Шинкарука. — 2.вид., перероб. і доп. — К.: Голов. Ред. УРЕ, 1986.
[ред.] Примітки
- ↑ Формули на цій сторінці записані в системі СГСГ. Для перетворення в систему СІ дивись Правила переводу формул із системи СГС в систему СІ.
