Номер 1, страница 125 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Какие факты подтверждают существование электрического поля?

Существование электрического поля подтверждается совокупностью экспериментальных и теоретических данных. Исторически концепция поля пришла на смену теории дальнодействия (мгновенного действия на расстоянии) и легла в основу теории близкодействия, согласно которой взаимодействия передаются от точки к точке с конечной скоростью через материального посредника — поле.

Основные факты и явления, подтверждающие реальность электрического поля:

Взаимодействие зарядов на расстоянии. Наблюдаемый факт притяжения или отталкивания заряженных тел, не находящихся в контакте, находит свое объяснение в теории поля. Согласно этой теории, каждый электрический заряд создает вокруг себя в пространстве электрическое поле. Это поле, в свою очередь, действует на любой другой заряд, помещенный в него. Таким образом, поле выступает материальным посредником, передающим взаимодействие.

Конечная скорость распространения взаимодействий. Это один из самых веских аргументов. Если изменить положение или величину одного заряда, то сила, действующая на другой, удаленный заряд, изменится не мгновенно, а через определенное время $\Delta t$. Это время равно времени, которое требуется изменению поля, чтобы, распространяясь со скоростью света $c$, дойти от первого заряда до второго: $\Delta t = r/c$, где $r$ - расстояние между зарядами. Мгновенная передача взаимодействия противоречила бы специальной теории относительности. Конечная скорость распространения доказывает, что между зарядами есть посредник, которому нужно время для перемещения.

Существование электромагнитных волн. Согласно теории Максвелла, переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, порождает переменное электрическое поле. Этот процесс может распространяться в пространстве в виде электромагнитной волны (свет, радиоволны). Электромагнитные волны могут существовать и переносить энергию в вакууме, в полном отрыве от зарядов, которые их когда-то создали. Свет, доходящий до нас от далеких звезд, — это и есть электромагнитное поле, доказывающее свою реальность и самостоятельность.

Наличие энергии у поля. Электрическое поле обладает энергией. Например, энергия заряженного конденсатора хранится именно в электрическом поле между его обкладками. Плотность энергии электрического поля в вакууме определяется формулой $w_E = \frac{\epsilon_0 E^2}{2}$. Возможность накапливать, хранить и передавать энергию является свойством материи, что подтверждает материальную природу электрического поля.

Ответ: Существование электрического поля подтверждается следующими фактами: 1) взаимодействие заряженных тел на расстоянии через поле-посредник; 2) конечная (равная скорости света) скорость распространения электрических взаимодействий; 3) существование электромагнитных волн, которые являются распространяющимися в пространстве полями и могут существовать независимо от своих источников; 4) способность электрического поля обладать энергией, что свидетельствует о его материальности.