Что такое поле в физике
Перейти к содержимому

Что такое поле в физике

  • автор:

Физические поля

Физические поля — пространственные распределения специфических параметров физических сред. Относящиеся к таким распределениям физические величины и сами поля не есть самостоятельные физические объекты, но лишь специфические свойства физических сред — носителей этих свойств, представляющих собой либо физическую величину, характеризующую среду — носитель в данной точке, либо распределение физических величин в области существования среды — носителя, что и есть физическое поле.

Примерами физических полей могут служить гравитационное и электромагнитное поля и волновые поля, возникающие при движении элементарных частиц. Для описания физических полей в каждый момент времени необходимо задать одну или неск. физ. величин в каждой точке области, где имеется поле, т. е. задать полевую функцию. Пока речь идёт о нерелятивистских процессах, понятие поля можно не вводить. Напр., при рассмотрении гравитац. или куло-новского взаимодействия двух частиц можно считать, что сила взаимодействия возникает лишь при наличии обеих частиц, полагая, что пространство вокруг частиц не играет особой роли в передаче взаимодействия. Такое представление соответствует концепции дальнодействия, или действия на расстоянии. Понятие о дальнодействии, однако, является приближением, только в нерелятивистском случае физически эквивалентным представлению о том, что действие заряда проявляется лишь при помещении 2-й, пробной, частицы в область пространства, свойства к-рого уже изменены из-за наличия 1-й частицы. Взаимодействие при этом передаётся постепенно, от точки к точке, в таком изменённом пространстве. Это и означает, что 1-я частица создаёт вокруг себя силовое гравитац. или электрич. поле. Эта концепция близкодействия находит подтверждение при рассмотрении релятивистских процессов. В этом случае, т. е. при движении источников со скоростью, сравнимой со скоростью передачи взаимодействия, говорить о дальнодействии уже нельзя. Именно, изменение состояния одной частицы сопровождается, вообще говоря, изменением её энергии и импульса, а изменение силы, действующей на др. частицу, наступает лишь через конечный промежуток времени. Доли энергии и импульса, отданные одной частицей и ещё не принятые 2-й, принадлежат в течение этого времени переносящему их полю. Поле, переносящее взаимодействие, является, т. о., само по себе физ. реальностью.

Понятие поля применимо при описании свойств всякой сплошной среды. Если сопоставить с каждой точкой среды определяющие её состояние физ. величины (температуру, давление, натяжения и т. п.), то получится поле этих величин. В этом случае роль упругой среды для передачи взаимодействия очевидна. Первонач. трудность представить себе немеханич. среду, способную переносить энергию и импульс, породила разл. механич. модели эфира как среды, переносящей электромагн. взаимодействия. Однако все механич. модели эфира противоречат принципу относительности Эйнштейна (см. Относительности теория), и от них пришлось отказаться.

Простейший тип движения поля — волновое, для которого полевая функция периодически меняется во времени и от точки к точке. Вообще, любое состояние поля удобно представить в виде суперпозиции волн. Для волнового движения характерны явления дифракции и интерференции, невозможные в классич. механике частиц. С др. стороны, динамич. характеристики (энергия, импульс и т. д.) волн «размазаны» в пространстве, а не локализованы, как у классических частиц.

Такое противопоставление волновых и корпускулярных свойств, присущее классич. механике, отражается в ней как качеств. различие между Физическими полями и частицами. Однако опыт показывает, что на малых расстояниях, в атомных масштабах, это различие как бы исчезает: у поля выявляются корпускулярные свойства, что связано с дискретностью эфирной среды (см., напр., Комптона эффект ),у частиц — волновые (см. Дифракция частиц).

Квантовая механика ставит в соответствие каждой частице поле её волновой функции, дающее распределение различных, относящихся к частице физ. величии. Концепция поля является основной для описания свойств элементарных частиц и их взаимодействий. Конечная цель в этом случае — нахождение свойств частиц из ур-ний поля и перестановочных соотношений, определяющих квантовые свойства материи.

Литература по физическим полям

  1. Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В., Введение в теорию квантовых полей, 4 изд., М., 1984;
  2. Медведев Б. В., Начала теоретической физики, М., 1977;
  3. Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В., Квантовые поля, М., 1980.

Знаете ли Вы, что релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой? — Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах). В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Физическое поле

Понятие «Физическое поле» восходит к основоположникам электромагнетизма Фарадею и Максвеллу. Под этим термином понимают некоторого посредника, благодаря которому действие от одного тела передается к другому на расстоянии.

При этом само понятие поля трансформировалось со временем. Основоположники электромагнетизма скорее понимали под полем некую среду, которая подвержена динамике, может перетекать и вращаться, откуда и появились такие понятия теории поля как дивергенция и ротор. Во многом такие представления о поле привели к появлению понятия эфира. Важно, что именно построение наглядных моделей невидимого поля поспособствовали успешному созданию классической электродинамики.

Другая школа, опирающаяся на математический формализм, была более склонна рассматривать поле как заданную в пространстве и времени математическую функцию. Этот подход не требовал построения умозрительных моделей и казался более строгим с математической точки зрения. Однако он способствовал сведению научного мышления к примитивному перебору математических вариантов, наиболее распространенному в рамках принципа наименьшего действия.

В XX веке на смену классического понятия поля пришло еще две концепции. Первая из них – подмена физического понятия поля математическим пространством. Это так называемый путь геометризации физики, наиболее известным примером которого является общая теория относительности. Вторая – модель обменного взаимодействия, воплощенная в квантовой теории. В этом случае в связи с необходимостью получить дискретные характеристики частиц и процессов вместо непрерывного поля используются виртуальные частицы – переносчики взаимодействия.

В полевой физике во многом происходит возвращение к представлениям о поле в духе Фарадея-Максвелла, только на современном уровне. Для этого используется понятие «Полевая среда». Это созвучная понятию физического поля реальная сущность, подверженная собственной динамике, посредством которой и происходит взаимодействие удаленных объектов. Так взаимодействие частиц в полевой среде описывается полевым уравнением движения, а построенная на основе этой концепции полевая механика в качестве своих следствий содержит классическую механику, электродинамику, частично теорию относительности, квантовую и ядерную физику и немало других следствий.

Что такое поле? Приведите примеры полей в природе.

Чем отличаются поля Фарадея –Максвелла от полей Галилея – Ньютона?

Как можно представить себе гравитационное и электромагнитное поля?

Гравитация, то есть свойство материальных объектов притягивать другие тела. Гравитационное поле— физическое поле, через которое осуществляется гравитационное взаимодействие. ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ, пространство вокруг предмета, чья масса способна притягивать другой предмет. Сила этого притяжения, разделенная на массу второго предмета, и есть сила гравитационного поля. Предмет с большой массой, такой как Земля, имеет мощное гравитационное поле, и оказываемое им воздействие называется силой гравитации (или тяготения). Слабая гравитационная сила существует даже между очень маленькими частицами. Электромагнитным полем(ЭМП) называется вид материи, оказывающий на заряженные частицы силовое воздействие и определяемый во всех точках двумя парами векторных величин, которые характеризуют две его стороны — электрическое и магнитное поля. При постоянном электрическом токе создает­ся постоянное магнитное поле, которое действует на заряжен­ную частицу перпендикулярно направлению ее движения, и оно не совершает работы. В случае переменного магнитного поля, вызванного переменным электрическим полем, заряды в про­воднике испытывают ускорение вдоль направления движения и энергия может передаваться зарядам, находящимся в простран­стве вблизи проводника. Поэтому только движущиеся с ускоре­нием заряды могут передавать энергию посредством создаваемо­го ими переменного электромагнитного поля.

    Чем была вызвана необходимость перехода от механической картины мира к электромагнитной?

    Какую роль в классической физике играет модель эфира?

    Что такое Поле в физике? Суть понятия Поле.

    Как ни странно, не могу найти внятное определение. Есть определения на уровне «поле — это такая фигня, которая описывается такими-то величинами и такими-то функциями». А ЧТО ЭТО ЗА фигня, в чем ее природа и суть, как представлять поле, найти не могу, но очень хочу понять.

    Возможно, кто-то из вас сможет объяснить суть понятия.
    Возможно, вам встречались книги (учебники) , где есть вменяемое объяснение, тогда подскажите автора и название.

    Ребята, прошу НЕ выкладывать копипасты из Википедии.

    Лучший ответ

    А кроме формального определение ничего быть не может, потому что поля бывают разные, и во всём своём многообразии их объединяет только это самое определение 🙂 суть термина только в том, что есть область пространства, в каждой точке которой определена какая-то величина (скалярное поле) или величина и направление (векторное поле) . Скалярное — это, например, поле температур, допустим, блин на плите — какую бы точку мы не выбрали, можем приставить термометр и измерить температуру. Значит каждая точка блина характеризуется величиной. Значит — задано поле.
    Векторное, например — поле скоростей, всё то же самое, но кроме величины скорости есть ещё направление. .
    Есть ещё тензорное, но об этом точно не сейчас 🙂

    Может быть, ты имеешь ввиду какие-то конкретные поля, вроде силовых или фундаментальных? Тут всё гораздо сложнее. .

    Упд. визуально скалярное поле можно представить цветами или линиями уровня, вроде атласа по географии с картами местности — там то же самое скалярное поле высот. Векторное поле мне всегда было удобно ассоциировать с потоками воды или ветром..

    Остальные ответы
    Особый вид материи, с характеристиками в зависимости от того, какое поле
    . Когда-то физиков вывозили в Поле на сельхозработы.

    Поле — это область пространства которое при определённых условиях взаимодействует с другими областями пространства.

    Определения поля, какого вы хотите, быть не может. Потому что поле это не понятие, а объект исследования. На вопрос, что такое поле, может ответить только вся совокупность накопленных знаний о нем.
    Когда вы читаете «определения», типа процитированных — их цель всего лишь отграничить предмет исследования от других. Например, от того, что изучает механика.
    В самом деле, поле — это фигня, которая описывается тем-то. Лучше не скажешь!

    Человеческий мозг может представить только то, что можно пощупать или увидеть, то есть то, что состоит из частиц вещества, и то не всегда. Но как можно представить поле, если оно не из вещества? Поэтому и описывают поля, как какие-то математические уравнения. Например, электростатическое поле вокруг заряда я представляю себе, как атмосферу вокруг Земли, чем дальше, тем всё более редкое. Но как можно представить, что у него есть НАПРЯЖЁННОСТЬ, которая имеет направление? Теперь представляю электрическое поле пронизанное ниточками, касательно к которым располагаются векторы Е. Ну и в таком духе.

    Природа физических полей разная. Определения будут математическими. А наглядное представление — невидимый туман, причем этот туман бывает разных сортов — разные поля. Ну, представь себе подсвеченный лучами солнца туман.

    По́ле в физике — физический объект, классически описываемый математическим скалярным, векторным, тензорным, спинорным полем (или некоторой совокупностью таких математических полей), подчиняющимся динамическим уравнениям (уравнениям движения, называемым в этом случае уравнениями поля или полевыми уравнениями

    А кроме формального определение ничего быть не может, потому что поля бывают разные, и во всём своём многообразии их объединяет только это самое определение 🙂 суть термина только в том, что есть область пространства, в каждой точке которой определена какая-то величина (скалярное поле) или величина и направление (векторное поле) . Скалярное — это, например, поле температур, допустим, блин на плите — какую бы точку мы не выбрали, можем приставить термометр и измерить температуру. Значит каждая точка блина характеризуется величиной. Значит — задано поле.
    Векторное, например — поле скоростей, всё то же самое, но кроме величины скорости есть ещё направление. .
    Есть ещё тензорное, но об этом точно не сейчас 🙂

    ВозМожно и так: поле это одна из форм проявления пространства
    на сегодняшний день человечествое ещё не знает что такое поле

    Очень правильный вопрос. Скорее всего вы имели в виду электрические поля. Что это такое? Из чего они состоят? Ответа на этот вопрос вы не найдете в учебнике средней школы. Видимо, ответ лежит в области элементарных частиц. Есть такое понятие — обменное взаимодействие. Когда частицы обмениваются другой частицей как мячиком. Радиус таких взаимодействий крайне мал, поэтому они не могут объяснить обычные электрические поля. На сегодняшний день, похоже, вопрос открыт. Есть масса различных возможностей создания моделей электрических полей. Дерзайте!

    А Вы потому не можете найти ответа на Ваш вопрос: » Что такое поле?», что и сами наши «вученые» в приниципе этого не знают. Или не понимают.
    Они же поле как определяют?
    Прежде всего как математический объект.
    Ну, и скажите на милость : где, вы, в природе видели хоть один математический объект. )
    А тем не менее, поле в природе существует.
    Вся природа на том и держится !

    поле — это невещественная форма материи обеспечивающая взаимодействие между материальными объектами. Смотрим и слушаем Научный трибунал.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *