Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Суперсила - Девис П.

Девис П. Суперсила — М.: Мир, 1989. — 272 c.
ISBN 5-03-000546
Скачать (прямая ссылка): supersila1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 136 >> Следующая

непосредственно из законов движения Ньютона, но более поздняя
формулировка этих законов, данная Лагранжем и Гамильтоном, позволила
гораздо четче выявить их значение. Механика Лагранжа и Гамильтона
обнажила глубокую и мощную связь между сохранением той или иной величины
и соответствующей симметрией рассматриваемой системы. Например, если
система симметрична относительно вращений, то из уравнений Гамильтона и
Лагранжа следует, что сохраняется момент импульса. Хорошей иллюстрацией
сказанному может служить сила тяготения Солнца. Хотя сферическое Солнце
вращается вокруг своего центра, это никак не сказывается на движении
Земли по орбите. Гравитационное поле Солнца симметрично и поэтому не
изменяется при простом вращении. Этой геометрической симметрии
соответствует физический результат: момент импульса планеты, движущейся
по орбите, всегда постоянен. (Этот факт был открыт еще в XVII в.
Кеплером, который, однако, не оценил его истинный смысл.) Аналогичные
соображения применимы к импульсу и энергии.
Симметрии, соответствующие вращению или отражению, наглядны и радуют
глаз, но они не исчерпывают весь запас симметрий, существующих в природе.
Исследуя математическое описание той или иной физической системы, физики
открывают время от времени новые и неожиданные симметрии. Симметрии
таинственно и тонко "запрятаны" в математическом аппарате и совсем не
очевидны тому, кто наблюдает саму физическую систему. Манипулируя
символами в уравнениях, физики пытаются раскрыть весь набор симметрий, в
том числе и таких, которые не еидны "невооруженным глазом".
Классический пример такого рода, возникший на рубеже нашего столетия,
относится к законам электромагнитного поля.
Симметрия и красота
69
Несколькими десятилетиями раньше Майкл Фарадей и другие физики
установили, что электричество и магнетизм тесно связаны между собой и что
одно порождает другое. Действие электрических и магнитных сил удобнее
всего было описать, пользуясь понятием поля - невидимого воздействия,
создаваемого материей, простирающегося далеко в пространство и способного
влиять на электрически заряженные частицы, электрические токи и магниты.
Действие такого поля можно наблюдать, если попытаться сблизить два
магнита: не соприкасаясь друг с другом, они будут отталкиваться или
притягиваться.
Позднее, в 50-х годах XIX в., Джеймс Клерк Максвелл, опираясь на эти
факты, разработал теорию, связав электрическое и магнитное поля единой
системой уравнений. Сначала Максвелл обнаружил, что эти уравнения
"несбалансироБанны": члены, относящиеся к электрическому и магнитному
полям, входят в них не вполне симметрично. Чтобы придать уравнениям более
красивый и симметричный вид, он ввел дополнительный член. Его можно было
бы интерпретировать как не замеченный ранее эффект - порождение
магнетизма переменным электрическим полем, ко оказалось, что такой эффект
действительно существует. Природа, очевидно, одобрила эстетический вкус
Максвелла!
Введение дополнительного члена в уравнения Максвелла повлекло за собой
чрезвычайно глубокие последствия. Во-первых, это позволило соединить
электрическое и магнитное поля в единое электромагнитное поле. Уравнения
Максвелла можно считать первой единой теорией поля, первым шагом на
долгом пути к суперсиле. Они показали, что две силы природы, кажущиеся на
первый взгляд совершенно различными, в действительности могут оказаться
двумя различными проявлениями объединяющей их силы.
Во-вторых, среди решений уравнения Максвелла обнаружились неожиданные,
но весьма многообещающие. Выяснилось, что уравнениям Максвелла
удовлетворяют различные синусоидальные функции (опять симметрия!),
которые, как уже говорилось ранее в этой главе, описывают периодические
колебания, или волны. Эти электромагнитные волны, заключил Максвелл,
самостоятельно распространяются в поле, т. е. в том, что кажется пустым
пространством. Из своих уравнений он вывел формулу, выражающую скорость
электромагнитных волн через электрические и магнитные величины.
Подставляя численные значения, Максвелл получил, что скорость
электромагнитных волн составляет около 300 ООО км/с, т. е. совпадает со
скоростью света. Отсюда последовал неизбежный вывод: свет должен
представлять собой электромагнитную волну. Он действительно может
распространяться (r) пустом пространстве, именно поэтому мы и видим Солнце.
70
Суперсгла
Пойдя дальше, Максвелл предсказал также существование электромагнитных
волн другой длины, и через несколько лет его предсказание подтвердилось:
Генрих Герц открыл в лабораторных условиях радиоволны. Сегодня мы знаем,
что гамма-, рентгеновское, инфракрасное, ультрафиолетовое и СВЧ-излуче-
ния также представляют собой электромагнитные волны. Небольшая добавка,
внесенная Максвеллом в уравнения (носящие ныне его имя) из соображений
симметрии, принесла большие результаты.
Открытие электромагнитных волн имело далеко идущие последствия,
приведя к появлению радиотехники и в конечном счете к современной
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 136 >> Следующая