смещение в наружную сторону через любую сферическую поверхность, концентрическую заряженной сфере, равно заряду на этой сфере.

Чтобы уточнить наше представление об электрическом смещении, рассмотрим накопитель, образуемый двумя проводящими пластинами А и В, разделёнными слоем диэлектрика С. Пусть W - проводящая проволока, соединяющая А и В, и пусть под действием электродвижущей силы некоторая величина Q положительного электричества перешла по проволоке от В к А. Положительная электризация на A и отрицательная электризация на В вызовут определённую электродвижущую силу, действующую от A к B в диэлектрическом слое, а она вызовет электрическое смещение от A к В в диэлектрике. Величина этого смещения, измеряемая количеством электричества, вынужденным пересечь воображаемое сечение диэлектрика, разделяющее его на два слоя, будет, согласно нашей теории, в точности равно Q. См. п. 75, 76, 111.

Таким образом, получается, что в то самое время, когда количество электричества Q переносится вдоль проволоки электродвижущей силой от B к A, пересекая при этом любое сечение проводника, такое же количество электричества пересекает любое сечение диэлектрика в направлении от A к В благодаря электрическому смещению.

Смещение электричества во время разряда накопителя будет обратным. В проволоке разряд означает перенос Q от A к В а в диэлектрике смещение будет уменьшаться, так что количество электричества Q пересечёт каждое сечение в направлении от В к A.

Поэтому каждый случай зарядки или разряда может рассматриваться как движение по замкнутому контуру, так что любое сечение контура пересекается одинаковым количеством электричества за одно и то же время, причём это имеет место не только в вольтовых цепях, где это всегда признавалось, но и в тех случаях, когда обычно электричество считали накапливающимся в определённых местах.

61. Таким образом, мы пришли к весьма замечательному следствию рассматриваемой теории, а именно что движение электричества подобно движению несжимаемой жидкости, так что полное количество его внутри воображаемой фиксированной замкнутой поверхности остаётся всегда неизменным. На первый взгляд этот результат находится в прямом противоречии с тем фактом, что мы можем зарядить проводник, внести его в замкнутое пространство и тем самым изменить количество электричества в этом пространстве.

Но нужно вспомнить, что обычная теория не учитывает электрического смещения в веществе диэлектрика, рассмотренного нами выше, сосредоточивая внимание лишь на рассмотрении электризации граничных поверхностей проводников и диэлектриков. Примем в случае заряженного проводника, что заряд его положительный. Тогда, если окружающий диэлектрик простирается во все стороны вне замкнутой поверхности, то имеет место электрическая поляризация, сопровождаемая смещением в наружную сторону через всю замкнутую поверхность, и поверхностный интеграл от смещения, взятый по этой поверхности, будет равен заряду проводника внутри неё.

Таким образом, при внесении заряженного проводника в замкнутое пространство немедленно возникает смещение равного этому заряду количества электричества наружу через поверхность, и полное количество электричества внутри поверхности остаётся неизменным.

Теория электрической поляризации будет более подробно рассмотрена в главе V, а механические иллюстрации её будут даны в п. 344, но полное понимание её значения не может быть достигнуто, пока мы не перейдём к рассмотрению электромагнитных явлений.

62. Специфические черты теории таковы.

Энергия электризации сосредоточена в диэлектрической среде независимо от того, является эта среда твёрдой, жидкой или газообразной, плотной или разреженной или даже является так называемым вакуумом, лишь бы она была способна передавать электрическое воздействие.

В каждом участке среды энергия запасена в форме напряжённого состояния, называемого электрической поляризацией, величина которой зависит от результирующей электродвижущей напряжённости в данном месте.

Электродвижущая сила, действующая на диэлектрик, вызывает так называемое электрическое смещение. Связь между напряжённостью и смещением в наиболее общем случае будет исследована ниже при рассмотрении проводимости, но в наиболее важных случаях смещение происходит в направлении напряжённости и численно равно напряжённости, умноженной на 𝐾/4π, где 𝐾 удельная индуктивная способность диэлектрика.

Возникающая при электрической поляризации энергия, приходящаяся на единицу объёма диэлектрика, равна половине произведения электродвижущей напряжённости на электрическое смещение и (если необходимо) на косинус угла между их направлениями.

В жидких диэлектриках электрическая поляризация сопровождается натяжением в направлении линий индукции и равным ему давлением по всем направлениям, перпендикулярным линиям индукции, причём натяжение или давление на единицу площади численно равно энергии, приходящейся на единицу объёма в данном месте.

Поверхность каждого элементарного объёма, на которые можно считать разделённым диэлектрик, следует считать заряженной так, что поверхностная плотность в каждой точке поверхности равна по величине смещению в этой точке поверхности, отсчитываемому внутрь. Если смещение направлено в положительном направлении, то поверхность элемента объёма будет заряжена отрицательно на положительной стороне элемента объёма и положительно - на отрицательной. Эти поверхностные заряды вообще уничтожают друг друга при рассмотрении соседних элементов объёма, за исключением случаев, когда в диэлектрике есть внутренний заряд, или же в случае заряда на поверхности диэлектрика.

Чем бы ни являлось электричество и что бы мы ни понимали под движением электричества, явление, называемое электрическим смещением, представляет собой движение электричества в том же смысле, в каком и перенос определённого количества электричества по проволоке является движением электричества. Единственное отличие заключается в том, что в диэлектрике имеется сила, называемая нами электрической упругостью, действующая против электрического смещения и заставляющая электричество возвращаться назад при устранении электродвижущей силы, тогда как в проводниках эта электрическая упругость непрерывно преодолевается, так что устанавливается истинный ток проводимости и сопротивление зависит не от полного количества электричества, смещённого со своего положения равновесия, а от количества электричества, пересекающего сечение проводника в заданное время.

Во всех случаях движение электричества подчиняется тому же условию, что и движение несжимаемой жидкости, а именно в каждый момент через любую заданную замкнутую поверхность должно вытекать столько, сколько в неё втекает. Отсюда следует, что любой электрический ток должен образовывать замкнутый контур. Важность этого результата станет видна при исследовании законов электромагнетизма.

Поскольку, как мы видели, теория прямого взаимодействия на расстоянии математически тождественна с теорией взаимодействия через среду, фактические явления могут объясняться как одной теорией, так и другой с привлечением в случае возникновения трудностей той или иной подходящей гипотезы.

Так, Моссотти развил математическую теорию диэлектриков, исходя из обычной теории притяжения, просто дав электрическую интерпретацию вместо магнитной для обозначений в исследовании Пуассона, где тот выводит теорию магнитной индукции из теории магнитных жидкостей. Он предположил существование внутри диэлектрика небольших проводящих элементов, противоположные поверхности которых могут через индукцию приобретать заряд противоположного знака, но которые не могут в целом терять или приобретать заряд, будучи изолированы друг от друга непроводящей средой. Эта теория диэлектриков согласуется с законами электричества и, возможно, действительно правильна. Если она правильна, то удельная индуктивная способность для диэлектрика может быть больше, но не может быть меньше, чем для вакуума.