НЕСОСТОЯТЕЛЬНОСТЬ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА
И ВЫХОД ИЗ СЛОЖИВШЕГОСЯ ТУПИКА

Как известно, теория электромагнетизма, записанная в виде системы уравнений электродинамики - "Электродинамика Максвелла", призвана дать описание всей гамме электромагнитных явлений, встречающихся в природе [1(а,б,в)]. Изначально, теория электромагнетизма Максвелла была разработана в качестве единого физико-математического описания электрических и магнитных эффектов, имевших место в опытах Фарадея, а, также, как теоретическое обоснование электромагнитной природы света, распространяющегося в пространстве в виде электромагнитных поперечных волн.

Как всякая классическая теория, "Электродинамика Максвелла" обязана содержать в себе:
а) точную, единообразную, непротиворечивую физическую модель описываемых процессов, с указанием причинно.следственных связей, строго отвечающую всем известным экспериментальным данным и не приводящую к противоречиям с известными законами природы;

б) математический аппарат, строго обоснованный физической моделью, обладающий свойствами полноты и единственности решений, не противоречащий основным теоремам избранной формы реализации, дающий, без каких.либо дополнений, решения, безусловно соответствующие экспериментальным результатам.

В основе электродинамики Максвелла заложена следующая физическая модель электромагнитных процессов:
а) статические электрические заряды являются источниками статического, безвихревого электрического поля;
б) постоянные электрические токи являются источниками постоянного вихревого магнитного поля;
в) изменяющиеся во времени магнитные поля порождают в окружающем их пространстве вихревые электрические поля. При помещении в эти электрические поля металлической проволоки определенной конфигурации между концами проволоки возникает Э.Д.С. индукции;
г) изменяющиеся во времени электрические заряды порождают изменяющиеся во времени электрические токи, возбуждающие в окружающем пространстве переменные во времени магнитные поля. Магнитные поля, изменяясь во времени, порождают в окружающем их пространстве переменные во времени электрические поля. Электрические поля, изменяясь во времени, порождают в окружающем их пространстве переменные магнитные поля и т.д.; таким образом в пространстве, окружающем переменные во времени токи, возникает так называемая "электромагнитная волна", распространяющаяся в пространстве путем перекачки энергии из магнитного поля в электрическое и обратно (надо заметить, что в последние тридцать лет данная модель процесса распространения электромагнитных волн вытесняется из научно- технической литературы без какой- либо эквивалентной замены).

Математический аппарат электродинамики Максвелла представлен системой уравнений электродинамики Максвелла.

где:

B - вектор магнитной индукции,

E - вектор электрической напряженности,

J - вектор плотности электрического тока,

r - плотность электрических зарядов,

mmo - абсолютная магнитная проницаемость среды,

eeo - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды,

При решении конкретных электро- и радиотехнических задач, этой системы уравнений оказалось недостаточно, вследствие чего в не╖ было введено дополнительное поле векторного потенциала магнитного поля - вектора A, определенного следующим образом:

B = rot A ,

что, в общем, не противоречит основной системе уравнений и позволяет дать дополнительное выражение для вектора напряженности электрического поля:

где: j - скалярный потенциал электрического поля.

В таком виде теория электромагнетизма представлена заинтересованным специалистам имеющимися на сегодняшний день литературными источниками [1 (а, б, в), 2 (а, в)].

Однако при исследовании физической модели процесса распространения электромагнитных волн, определяющей природу световых и радиоволн, а также, методов решения задач, связанных с вычислением величины Э.Д.С. электромагнитной индукции, выявился ряд парадоксов, не устранимых в рамках теории электромагнетизма и нуждающихся в конкретном рассмотрении.

Парадоксы теории электромагнетизма I) Парадоксальность физической модели процесса распространения электромагнитных волн.

Как было изложено выше, распространение электромагнитных волн в пространстве осуществляется посредством взаимного преобразования изменяющегося во времени магнитного поля в электрическое, и изменяющегося во времени электрического поля в магнитное, что является основополагающим в идее электромагнетизма [1(в) т. 2 стр. 295], и определило электромагнитную природу световых и радиоволн. Однако если мы рассмотрим уравнения (1) и (2) системы уравнений электродинамики, то увидим, что для волнового решения данных уравнений, векторы E и B синфазны, т. е. энергия электрического поля и энергия магнитного поля одновременно проходят через максимум и через ноль, и, следовательно, никакого взаимного преобразования электрических и магнитных полей в пространстве и времени не происходит, что в корне противоречит самой идее электромагнетизма, как физической модели процесса распространения в пространстве электромагнитных волн. Из сказанного ясно, что в рамках электродинамики Максвелла никакой непротиворечивой физической модели процесса распространения в пространстве световых и радиоволн не существует, и природа их требует уточнения. Данную ситуацию нельзя назвать иначе, как парадоксальной.

II) Парадоксальность методики вычисления величины Э.Д.С. электромагнитной индукции.

Рассмотрим классическую методику определения величины Э.Д.С. электромагнитной индукции на примере расчета Э.Д.С. электромагнитной индукции на зажимах вторичной обмотки катушки индуктивности при протекании переменного тока в первичной обмотке катушки. Для решения этой задачи по классической методике предлагается следующая логика: под действием переменного тока, протекающего в первичной обмотке катушки индуктивности, внутри не╖ возникает переменный во времени поток вектора магнитной индукции B, а снаружи катушки, как следствие этого, возникает электрическое вихревое поле E. Под действием вихревого электрического поля E во вторичной обмотке катушки, размещенной в нем, течет электрический ток. Вектор плотности тока J определен согласно закону Ома в дифференциальной форме:

J = sE ,

где s . электропроводность материала вторичной обмотки катушки.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: конспект 2 класс, ответы по контрольной.





1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 | Следующая страница реферата