Электрическое поле.

Во-первых, заметим, что приведенное выше определение вектора напряженности электростатического поля специальным образом выделяет электрический заряд , испытывающий действие остальных зарядов системы. Электрический заряд не действует сам на себя (здесь можно вспомнить знаменитый эпизод в похождениях барона Мюнхгаузена с вытаскиванием себя с конем вместе за собственные волосы из болота). Во-вторых, подчеркнём, что вектор напряженности электростатического поля определен в рассматриваемой, т.е. в произвольной точке пространства: заряд мог быть помещен в любую точку пространства. Первый результат нашего построения позволяет абстрагироваться от конкретной конфигурации электрических зарядов, действие которых на выделенный заряд изучается. Второй результат позволяет формально рассматривать вектор как «векторное поле».

В математике понятие «поле» связывают с зависимостью рассматриваемой величины от положения точки пространства, в каждой из которых определена рассматриваемая величина. Так можно рассматривать скалярное поле (в электростатике примером такого поля может служить поле объёмной плотности электрического заряда), векторное поле и поля более сложной структуры, например, тензорное поле.

В физике понятие «поле» наполняется новым содержанием. Так векторное поле существует как физическая реальность и в отсутствие «пробного заряда» . Ниже будет показано, что с этим полем связано скалярное поле объёмной плотности энергии электростатического поля. Понятие «поле» воплощает в себе идею «близкодействия» (элемент пространства, в котором имеет место физическое поле, взаимодействует с соседним элементом пространства и не может непосредственно взаимодействовать с удаленным элементом пространства). Идея близкодействия предполагает конечную скорость распространения сигнала, что приводит к понятию (и необходимости учёта) времени запаздывания между событиями в разных точках пространства. В рамках электростатики рассматриваются только неподвижные

электрические заряды. В этих условиях не существует эксперимент, позволяющий выявить физическую реальность существования электрического поля: с равным успехом силу действия на выделенный заряд можно объяснить и действием «поля », и действием совокупности электрических зарядов системы. Таким же образом можно энергию взаимодействия зарядов приписать особому свойству самих зарядов, или связать с наличием электростатического поля в пространстве и считать это проявлением свойств электрического поля. Отмеченная особенность электростатики объясняется тем, что в системе неподвижных зарядов нет смысла говорить о «событиях», здесь рассматриваются только не изменяющиеся «состояния». В понимании древнегреческого философа Аристотеля в подобных системах отсутствует «движение». В рамках электродинамики рассматривают неустановившиеся движения электрических зарядов, при этом оказываются важными вопросы реального существования электромагнитного поля. В результате прямых экспериментов показано, что электромагнитное поле является физической реальностью. Ниже будем придерживаться этих представлений.

Введение понятия «электрическое поле» позволяет выявить локальные свойства рассматриваемой физической реальности и наиболее просто и строго описать закономерности его возможного изменения в пространстве, а в последствии, и во времени.