Магнетизм и электричество

Эйнштейн использовал относительность для разрешения основных проблем в электричестве и магнетизме. Возьмем вашу расческу. Если вы проводите расческой по волосам, то она электризуется, и когда вы снова подносите ее к волосам, она притягивает волосы. Они притягиваются к расческе из-за разницы электрических зарядов между ними и расческой. Хотя никто в точности не знает, что такое электрический заряд, его можно схематически представить буквой q в точке. Два положительных или два отрицательных заряда отталкивают друг друга, в то время как положительный и отрицательный заряды притягиваются.

Электрический заряд влияет на окружающие его вещи. Вокруг него имеется силовое поле, и он притягивает или отталкивает другие вещи. В физике поле вокруг электрического заряда можно схематически изобразить, как показано на рис. 21.2.

Рис. 21.2. Электрическое поле вокруг заряда q

Заряд q, находящийся в центре, создает поле, изображенное стрелками ← или →. Вблизи центра стрелок больше, а в отдалении меньше, вблизи q на другой заряд будет действовать большая электрическая сила, чем в отдалении, где стрелок меньше. Силы притяжения и отталкивания, действующие на другие электрические заряды, больше вблизи центра, чем в отдалении от него. Чем больше вы удаляетесь от центра, тем слабее становятся «силовые линии» поля.

Поэтому, когда вы отводите расческу все дальше от своих волос, поле вокруг расчески становится слабее: оно с меньшей силой притягивает волосы.

Я говорил так, как будто нам известно, что такое электрическое поле, даже хотя этого никто точно не знает. Что проходит через воздух, действуя на расстоянии? Как оно это делает? И почему оно становится все слабее? Что это – магия? Не давая ответов на этом этапе, физика просто допускает, что поля существуют и что их можно измерять силами их воздействия на объекты. В физике используется много схем, теорий и воображаемых понятий, наподобие полей, поскольку такие схемы дают измеримые результаты, как, например, величина силы, действующей на ваши волосы на определенном расстоянии от расчески. Позднее в нашем путешествии мы будем усовершенствовать эти теории.