По мере увеличения длины кабелей и телеграфных линий, а также вследствие стремления ко все более быстрому телеграфированию пришлось считаться с целым рядом в то время теоретически мало исследованных явлений самоиндукции, взаимной индукции, емкости изоляции. Эти вопросы вызывают целый ряд теоретических исследований В. Томсона, Кеннели, Ваши, Вухтендорфа и других.
Новая концепция электромагнитных явлений Фарадея находит свое завершение в теории Максвелла.
До Фарадея взаимодействие двух электрических зарядовой ^2, находящихся на расстоянии R друг от друга, не ставилось ни в какую связь с состоянием промежуточной среды между зарядами (действие на расстоянии). Согласно же концепции Фарадея именно состоянием промежуточной среды и определяется взаимодействие зарядов. Пространство вокруг каждого заряда "находится под влиянием этого заряда в особом физическом состоянии, что по современной терминологии выражается словами: «В этом пространстве существует электрическое поле». Это поле (т. е. это состояние) существует и вокруг изолированного электрического заряда, но его существование проявляется непосредственно лишь при наличии других зарядов в тех силах, которые на эти заряды в поле действуют.
Чтобы полностью охарактеризовать данное электрическое поле, необходимо для каждой точки поля указать, какая сила действует на произвольный электрический заряд, помещенный в эту точку. Для этого достаточно указать величину и направление силы, действующей в каждой точке поля на положительный заряд, равный единице; эта сила, отнесенная к единичному положительному заряду, носит название напряженности электрического поля и обозначается обычно буквой Е. Действительно сила Р, действующая на произвольный заряд величины будет в q раз больше напряженности поля Е: F — qE (2) и по направлению будет направлена так же, как Е, или противоположно, в зависимости от того, положителен или отрицателен заряд q.
Т. о. учение об Э., т. е. о движении и взаимодействии электрических зарядов, может быть подразделено на вопросы: 1) о природе и строении электрических зарядов, 2) о полях, возбуждаемых электрическими зарядами, и 3) о силах, испытываемых в электрическом (и магнитном) поле электрическими зарядами, или, общее, о движении электрических зарядов в электромагнитных полях. При этом наряду с электрическими полями необходимо конечно учитывать и поля магнитные, которыми определяется магнитное взаимодействие зарядов. Магнитное поле, возбуждаемое данным зарядом, существенно зависит не только от его величины, но и от его скорости, и в отличие от электрического исчезает, если заряд покоится.
Для характеристики магнитного поля необходимо знать его напряженность в каждой точке, обозначаемую обычно буквой JET. Зная Н и скорость v данного электрического заряда q, можно определить силу F, дёйствующую на q в поле Н. Сила эта пропорциональна величине заряда q, зависимость же ее от Н и v несколько сложнее, чем зависимость сил электрического поля от напряженности этого поля Е\онар равна нулю, если заряд q покоится» т. е. если ^ = 0. Зная, какие магнитные поля: возбуждаются движением электрических зарядов и какое воздействие оказывают они в свок> очередь на движущиеся в них заряды, можно конечно определить магнитное поле произвольного электрического тока и силы, испытываемые* токами в зенитных полях, т. е. магнитное взаимодействие токов.
Такова современная интерпретация "понятия электромагнитного поля. Хотя родоначальником этого понятия несомненно нужно считать Фарадея, однако содержание, вкладываемое в понятие поля, претерпело в процессе исторического развития существенную эволюцию. В частности в работах самого Фарадея самый термин «электромагнитное поле» вовсе не встречается, и оперировал он и его непосредственные последователи родственными понятиями электрических и магнитных силовых линий (см.). При этом в середине и во второй половине 19 века особую актуальность приобрел вопрос* о физической природе силовых линий и электромагнитного поля. Громадное количество энергии, работы и изобретательности было потрачно на то, чтобы обосновать механистическую концепцию электромагнитных явлений» согласно которой явления эти обусловливаются движениями (пространственными перемещениями) и упругими натяжениями всепроникающего, носителя электромагнитного поля — эфира (Стокс, В. Томсон и др.). Однако несостоятельность этой концепции и невозможность сведения электромагнитизма к механике эфира с полной определенностью выяснились еще до того, как теория относительности отмела всякую возможность возрождения механистических теорий электричества (см. Эфир и Относительности теория).
Наряду с этими теориями в середине прошлого века значительную роль играла так наз, теория дальнодействия, отрицавшая реальность электромагнитного поля и исходившая из представления о прямом взаимодействии зарядов на расстоянии (В. Вебер). Надо признать, что имевшийся в то время фактический материал действительно был совершенно недостаточен для доказательства существования электромагнитного поля. Вся совокупность явлений, относящихся к области электростатики, магнето статики и постоянных (во времени) электрических токов, одинаково успешно может быть объяснена как на основе теорий дальнодействия, так и на основе представления об электромагнитном поле. Критерий того, какая из этих теорий правильна, может быть найден лишь в области переменных, в особенности быстропеременных электромагнитных полей, изученных лишь в последней трети прошлого века.
Изучение этих полей началось с открытия Фарадеем (1831) электромагнитной индукции (см.). Под этим названием объединяли две группы явлений: во-первых, возбуждение электрических токов в проводнике при движении его в магнитном поле, объясняющееся охарактеризованным выше воздействием магнитного поля на находящиеся в проводнике и движущиеся вместе с ним электрические заряды, и, во-вторых, возникновение токов в неподвижных проводниках при изменении напряженности магнитного поля в окружающем проводник; пространстве, объясняющееся возникновением электрического поля при изменении во времени поля магнитного. [Первая работа Эйнштейна*
