Электрические вихревые несоленоидальные поля

| Категория реферата: Рефераты по математике
| Теги реферата: доклад на тему, сочинение на тему образ
| Добавил(а) на сайт: Панфил.

Направление движения зарядов

На рисунке условно изображены два движущихся разноименных заряда (+) и (-). Стрелками указано направление возникающего тока электрического смещения. Зная, что в середине между разноименными зарядами D = q/2pr2, можно, согласно электродинамической формуле преобразования полей B = m0[vD], найти возникающую магнитную индукцию B = m0qv/2pr2, где q - заряды, r - расстояние от центра, v - скорость движения, m0 - магнитная постоянная. Далее, зная зависимость магнитной индукции от тока B = m0I/2r, можно найти эффективное значение кругового тока, возникающего при движении зарядов I = qv/pr. Из формул видно, что возникающая магнитная индукция такая же, как если бы заряды просто двигались по кругу. Плотность электромагнитной энергии в середине между зарядами:

w = D2/2e0 + B2/2m0 = q2(1 + v2/c2)/8p2e0r4,

где e0 - электрическая постоянная. Соответственно, согласно W = Mc2 (M = e0m0W), плотность электромагнитной массы:

m = m0q2(1 + v2/c2)/8p2r4.

Таким образом, наблюдается движущееся поперечное электромагнитное возмущение, которое является дискретным, так как заряды дискретны.

Рассмотренное поперечно ориентированное движение электрических зарядов и магнита в какой-то мере симметрично. Т.е., когда движутся заряды, то возникает магнитное поле. Если же, наоборот, движется магнит, то наблюдается обратный процесс - возникают индуцированные заряды.

Рассмотрим другой пример: магнит движется прямолинейно, а его полюса ориентированы продольно движению. Согласно правилу возникновения электрической индукции (D = e0[vB] - правило правой руки), возникающий вихревой электрический поток является соленоидальным, так как в этом случае индукционные линии становятся замкнутыми. Такое движение магнита обычно рассматривается в книгах по электродинамике и из этого делается ошибочное заключение, что вихревое электрическое поле всегда соленоидально, при этом как бы забывают, что полюса магнита могут быть ориентированы не только вдоль направления движения, но и поперек.

«Вихревое электрическое поле отличается от электростатического поля тем, что оно не связано с электрическими зарядами, его линии напряженности представляют собой замкнутые линии.»

Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.189.

Как из теории, так и из эксперимента следует, что при поперечном движении магнита линии напряженности вихревого электрического поля могут быть не замкнутыми и, соответственно, поток индукции сквозь замкнутую поверхность не равен нулю. Т.е. в современной электродинамике имеется прямое несоответствие фактам. Удивительно, но за всю историю изучения магнетизма не было рассмотрено поперечное движение магнита, приводящее к пересмотру основ электродинамики, т.е. к пересмотру постулатов, которые в электродинамике играют такую же роль, как законы Ньютона в классической механике. Постулаты, дающие неверное представление о полевых процессах, соответственно, не всегда позволяют делать и правильные расчеты. Ошибочность этих постулатов была одной из причин, по которым электродинамика не могла рассматривать и рассчитывать дискретные электромагнитные волны - фотоны, где магнитное поле также поперечно. Т.е. не только частицы могут иметь заряды, но и просто области возмущения поля (без частиц) также представляют заряды, где поток электрической индукции через замкнутую поверхность не равен нулю. Таким образом, вихревые электрические поля могут быть не только в виде замкнутых потоков индукции, но также и в виде индуцированных электрических зарядов, для которых, соответственно, действуют и законы, присущие электрическим зарядам. Например, закон сохранения заряда, т.е., если где-то возникает область возмущения с положительным знаком, то обязательно возникает и отрицательная область.

«Вихревое электрическое поле порождается переменным магнитным. Его силовые линии всегда замкнуты, подобно силовым линиям магнитного поля.»

Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.225.

Прежде чем вводить фундаментальный постулат, утверждающий, что силовые линии вихревого электрического поля всегда замкнуты, необходимо было рассмотреть все варианты изменения магнитного поля, в том числе такие, где движение магнита является поперечным. Т.е. рассмотрение физических процессов не должно быть односторонним. Фарадей рассмотрел продольное движение магнита, открыв электромагнитную индукцию, а поперечное движение магнита, имеющее принципиальное значение для понимания электродинамики полевых процессов, так и осталось нерассмотренным. Таким образом, продольное движение магнита приводит к возникновению вихревого электрического поля с замкнутыми силовыми линиями, а поперечное движение - к возникновению вихревого электрического поля, где силовые линии не являются замкнутыми, т.е. к возникновению индуцированных электрических зарядов.

«... теорема Гаусса верна не только в электростатике, но и в электродинамике, имеющей дело с переменными во времени электромагнитными полями. Верна эта гипотеза или нет - на этот вопрос может дать ответ только опыт. Вся совокупность опытных фактов говорит в пользу этой гипотезы.»

Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.37.

Точнее, почти вся совокупность опытных фактов говорит в пользу этой гипотезы, но, к сожалению, такой опытный факт как поперечное движение магнита остался нерассмотренным. Надо заметить, что это первая ошибка, обнаруженная в электродинамических постулатах за все время существования электродинамики.