Развитие корпускулярно-континуальных представлений в трудах Дж.Максвелла

Развивая теорию электромагнитного поля, Дж.Максвелл не отвергал и дискретность материи. Он писал: «Даже атом, когда мы приписываем ему способность вращаться, можно представлять состоящим из многих элементарных частиц». Это было сказано в 1873 году, задолго до открытия электрона. Таким образом, Дж.Максвелл не отдавал предпочтения ни дискретности, ни непрерывности материи, допуская возможность и того и другого.

Разработав ЭМКМ, Дж.Максвелл завершил картину мира классической физики («начало конца классической физики»). Теория Максвелла является предшественницей электронной теории Г.Лоренца и специальной теории относительности А.Эйнштейна.

Вопрос 30. Электронная теория Лоренца.

Голландский физик Г.Лоренц (1853-1928) считал, что теория Дж.Максвелла нуждается в дополнении, так как в ней не учитывается структура вещества. Лоренц высказал в этой связи свои представления об электронах, т.е. крайне малых электрически заряженных частицах, которые в громадном количестве присутствуют во всех телах.

В 1895 году Лоренц дает систематическое изложение электронной теории, опирающейся, с одной стороны, на теорию Дж.Максвелла, а с другой – на представления об «атомарности» (дискретности) электричества. В 1987 году был открыт электрон, и теория Г.Лоренца получила свою материальную основу.

Г.Лоренц, совместно с немецким физиком П.Друде, разработал электронную теорию металлов, которая строится на следующих положениях.

1. В металле есть свободные электроны – электроны проводимости, образующие электронный газ.

2. Остов металла образует кристаллическая решетка, в узлах которой находятся ионы.

3. При наличии электрического поля на беспорядочное движение электронов накладывается их упорядоченное движение под действием сил поля.

4. При своем движении электроны сталкиваются с ионами решетки. Этим объясняется электрическое сопротивление.

Электронная теория позволила количественно описать многие явления, однако в ряде случаев (например, при объяснении зависимости сопротивления металлов от температуры и др.) была практически бессильна. Это было связано с тем, что к электронам в общем случае нельзя применять законы механики И.Ньютона и законы идеальных газов, что было выяснено в 30-х годах 20 века.

В 1902 году в опытах Кауфмана было обнаружено, что отношение заряда e к его массе m не является постоянной величиной, а зависит от скорости (с ростом скорости оно уменьшается). Из теории следовало, что q = const. Значит, растет масса. Возник вопрос, как это понять? Ответ был дан позже в специальной теории относительности.