Индукция, взаимоиндукция, самоиндукция — это просто. Теория абсолютности (Гарольд Гуревич)

849 ₽

+ до 127 бонусов

Купить

Цена на сайте может отличаться от цены в магазинах сети. Внешний вид книги может отличаться от изображения на сайте.

В наличии 2 шт

2

Цена на сайте может отличаться от цены в магазинах сети. Внешний вид книги может отличаться от изображения на сайте.

Научпоп

Процесс взаимодействия электронов изменяющегося электромагнитного поля с электронами проводников, находящихся в этом электромагнитом поле, называют электромагнитной индукцией. В результате этого взаимодействия в проводнике создаётся индукционный ток. .В книге исследован процесс индукции, взаимоиндукции и самоиндукции на уровне взаимодействия электронов электромагнитных полей с электронами проводников, находящихся в этих электромагнитных полях. .В книге доказано, что электроны, образующие электромагнитные поля проводников катушки, образуют импульсное поле катушки.

.В книге доказано, что сердечник, вставленный в катушку, образует магнитное поле. .В книге доказано, что поле соленоида образовано тремя полями: электромагнитными полями проводников катушки, импульсным полем катушки и магнитным полем сердечника. .На уровне взаимодействия электронов, образующих электромагнитные поля проводников катушки, импульсные поля катушек и магнитные поля сердечников, объяснена работа трансформатора. . . .

Описание

Характеристики

Научпоп

Процесс взаимодействия электронов изменяющегося электромагнитного поля с электронами проводников, находящихся в этом электромагнитом поле, называют электромагнитной индукцией. В результате этого взаимодействия в проводнике создаётся индукционный ток. .В книге исследован процесс индукции, взаимоиндукции и самоиндукции на уровне взаимодействия электронов электромагнитных полей с электронами проводников, находящихся в этих электромагнитных полях. .В книге доказано, что электроны, образующие электромагнитные поля проводников катушки, образуют импульсное поле катушки.

.В книге доказано, что сердечник, вставленный в катушку, образует магнитное поле. .В книге доказано, что поле соленоида образовано тремя полями: электромагнитными полями проводников катушки, импульсным полем катушки и магнитным полем сердечника. .На уровне взаимодействия электронов, образующих электромагнитные поля проводников катушки, импульсные поля катушек и магнитные поля сердечников, объяснена работа трансформатора. . . .

У Никитских ворот

На товар пока нет отзывов

Поделитесь своим мнением раньше всех

Как получить бонусы за отзыв о товаре

1

Сделайте заказ в интернет-магазине

2

Напишите развёрнутый отзыв от 300 символов только на то, что вы купили

3

Дождитесь, пока отзыв опубликуют.

Если он окажется среди первых десяти, вы получите 30 бонусов на Карту Любимого Покупателя. Можно писать неограниченное количество отзывов к разным покупкам – мы начислим бонусы за каждый, опубликованный в первой десятке.

Правила начисления бонусов

Если он окажется среди первых десяти, вы получите 30 бонусов на Карту Любимого Покупателя. Можно писать неограниченное количество отзывов к разным покупкам – мы начислим бонусы за каждый, опубликованный в первой десятке.

Правила начисления бонусов

Книга «Индукция, взаимоиндукция, самоиндукция — это просто. Теория абсолютности» есть в наличии в интернет-магазине «Читай-город» по привлекательной цене. Если вы находитесь в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Казани, Екатеринбурге, Ростове-на-Дону или любом другом регионе России, вы можете оформить заказ на книгу Гарольд Гуревич «Индукция, взаимоиндукция, самоиндукция — это просто. Теория абсолютности» и выбрать удобный способ его получения: самовывоз, доставка курьером или отправка почтой. Чтобы покупать книги вам было ещё приятнее, мы регулярно проводим акции и конкурсы.

§ 1.8 Электромагнитная индукция и полнота электродинамики Ритца. Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

§ 1.8 Электромагнитная индукция и полнота электродинамики Ритца

Интересно отметить, что по нашей теории в покоящихся телах явления индукции в замкнутой цепи возникают только вследствие конечной скорости распространения. Действительно, если обратиться к разложениям параграфа 3, то увидим, что, поскольку члены второго порядка затронуты слабо, то только эта конечная скорость вводит ускорения, и именно ускорения определяют явления индукции.

Вальтер Ритц, «Критический анализ общей электродинамики» [8]

Итак, хотя в настоящее время общепринят максвеллов вариант электродинамики, задолго до неё была принята электродинамика Ампера, развитая Вебером с Гауссом. Настолько проста и естественна была их теория, что почти весь XIX в. все признавали только её, отвергая появившуюся поздней туманную теорию Максвелла. Лишь открытие Герцем в 1888 г. электромагнитных волн привело к признанию максвелловой электродинамики и забвению исконной теории Ампера.

Но уже в 1908 г. Вальтер Ритц показал, что в рамках подхода Ампера-Вебера удаётся легко описать все электродинамические эффекты, включая предсказанные Максвеллом электромагнитные волны, а также естественно объяснить ряд явлений, которые теория Максвелла либо вовсе не смогла предсказать, либо просто постулировала. Ритц вскрыл глубинные механизмы электрических, магнитных, гравитационных воздействий, объяснив и релятивистские эффекты — без теории относительности.

Ампер, метко прозванный «Ньютоном электричества», строил электродинамику, избегая гипотез и опираясь лишь на опыт. Так он открыл взаимодействие токов и свёл к нему магнетизм, показав, что магниты — это наборы круговых молекулярных токов. Как в законе тяготения Ньютона, Ампер сводил электрические эффекты к силам взаимодействия элементарных частиц и токов — центральным силам, направленным вдоль линии соединения частиц. Сходство законов взаимодействия зарядов, токов и масс Ампер объяснял единством электрических, магнитных и гравитационных сил.

Не в пример простой и естественной электродинамике Ампера, Максвелл оперировал абстрактными, искусственно введёнными понятиями, вроде эфира, электромагнитного поля, вектор-потенциала, нецентральных, вихревых сил.

А электродинамика Ампера имела только тот порок, что и теория Ньютона, — это была теория дальнодействия: взаимодействие двух точек определялось лишь их взаимным положением, независимо от того, что лежало меж ними, и так, словно воздействие передавалось мгновенно, без всякого посредника [60]. Две разнесённых точки сразу испытывали силы отталкивания или притяжения, непосредственно и мгновенно действующие на любом расстоянии по закону Кулона, Ампера или Ньютона. Ритц продолжил программу Ампера-Вебера, и как раз ритцева механическая модель избавила теорию дальнодействия от главного порока — путём учёта материального посредника-носителя, — реонов, транспортирующих воздействия от заряда к заряду с запозданием от конечной скорости реонов. При движении зарядов именно задержка воздействия ведёт к его изменениям, имеющим вид магнитных и индукционных сил.

Сравнив заряд с пулемётом, стреляющим реонами и придающим им, как пулям из едущего броневика, добавочную скорость, Ритц объяснил роковой для теории Максвелла опыт Майкельсона, а также вскрыл природу магнитных и релятивистских эффектов.

Однако Фарадей решил совсем иным путём обойти основную трудность теории дальнодействия. Наблюдая железные опилки, выстроенные вдоль силовых линий магнита и провода с током, он решил, что есть некая вездесущая среда-поле, передающая воздействие от одних тел другим, — так появилась полевая концепция близкодействия. Согласно Фарадею и открывшему магнитное действие тока Эрстеду, воздействие создают не сами заряды и токи, а вызванные ими возмущения этой среды-поля (эфира), отчего притяжение двух токов напоминает взаимодействие двух воронок-вихрей на воде. Обоснование такому нецентральному, вихревому характеру взаимодействия токов Эрстед и Фарадей усмотрели в расположении магнитной стрелки возле провода с током. Она всегда направлена не к проводу, а перпендикулярно ему, отчего железные опилки выстраиваются вокруг провода в замкнутые кольца, которые и навели Эрстеда с Фарадеем на мысль о вихрях некой среды возле токов.

Максвелл математически развил эту теорию, опираясь на гипотезу среды-поля (эфира), хотя уже тогда все считали полевую концепцию Эрстеда-Фарадея наивной, а их спекуляции о реальности силовых линий и вихрей — детским лепетом.

Да и с высоты современного уровня науки видно, что Эрстед, Фарадей и Максвелл ошибались. Силовые линии и поле, подобно полю скоростей, давлений, — это не физические, а математические объекты. Однако учёные верят в физическое поле-эфир, как они ещё долго цеплялись за теплород после открытия механической природы теплоты. Опыт Майкельсона доказал ложность эфира и основанной на нём электродинамики Максвелла [152]. Укладка же опилок вдоль силовых линий говорит не о наличии среды-поля, а об ориентации каждой крупицы опилок центральными силами Ампера. Как показал Ампер, любая магнитная крупица или стрелка — это, по сути, виток с током, образованный совокупностью молекулярных токов и перпендикулярный магнитной стрелке. Так что стрелку ориентируют не вихревые силы, «кругами вьющиеся» возле тока, а центральные силы Ампера, направленные к проводу: участок витка, где ток сонаправлен с током в проводе, притягивается им, а участок, где направление тока противоположно, — отталкивается.

Поэтому виток располагается в одной плоскости с проводом (Рис. 18), а магнитный момент витка (ось магнитной стрелки или железной крупицы) перпендикулярна этой плоскости и проводу.

Пороком максвелловой теории было и то, что она давала равные права электрическому и магнитному полям, способным взаимообращаться, порождать друг друга [60]. Ампер же считал магнитные воздействия вторичными, сводя магнитные эффекты к взаимодействию подвижных зарядов (токов). Реально лишь электрическое взаимодействие F₀= e²/4??₀R² зарядов e, а магнитное — его частное проявление. Вебер развил эту мысль, дав уточнённое выражение F = F₀[1–V²/c²+2Rа/c²] для элементарной силы взаимодействия зарядов, учитывающее, кроме их дистанции R, относительные лучевые скорости V и ускорения a [106]. Слагаемые, содержащие V и a, давали магнитные и индукционные силы в качестве малых добавок электрической силы от движения зарядов. Так возник термин «электродинамика», где, в противовес электростатике (F=F₀), изучалось взаимодействие подвижных зарядов. А концепцию Максвелла правильней называть «теорией электромагнетизма» ввиду отведения электричеству и магнетизму равных ролей без объяснения причин перехода одного в другое.

Рис. 18. Движение проволочной рамки ведёт к уменьшению потока Ф поля B через рамку и создаёт в ней силы Лоренца, наводящие ЭДС индукции с током I_инд в контуре.

Впрочем, и формула Вебера была эмпирической. Строго её обосновал Вальтер Ритц, получив формулу, как прямое следствие открытого им механизма взаимодействия элементарных зарядов (электронов) — посредством обмена стандартными микрочастицами (реонами). Именно так он вывел из своей модели силы магнитного взаимодействия (§ 1.7). В своём главном труде [8] Ритц объяснил не только все магнитные эффекты, но и явление электромагнитной индукции, открытое Фарадеем. Суть его в том, что изменение магнитного потока Ф вектора B через замкнутый контур (скажем, проволочное кольцо) наводит в этом контуре ЭДС индукции, создающей ток индукции и, по правилу Ленца, мешающей изменению потока [60].

Рассмотрим прямоугольную проволочную рамку и лежащий в её плоскости проводник с током (Рис. 18). По закону Фарадея, удаление рамки от провода со скоростью V наведёт в рамке ЭДС индукции U =-dФ/dt. Но и эта индукционная сила, по своей природе, — чисто электрическая, ибо, подобно магнитной силе, вызвана малым изменением электровзаимодействия зарядов от их движения. Как легко вычислить, ЭДС U =-dФ/dt создаётся разницей сил Лоренца F_л1—F_л2, действующих на заряды в ближнем и дальнем участке рамки, поскольку поле B₂ меньше, чем в ближнем B₁ [45]. В силу классического принципа относительности, то же получим и в случае, если рамка неподвижна, а удаляется проводник с током. Сложнее случай, когда провод и рамка неподвижны, но меняется ток в проводнике и создаваемое им магнитное поле B и его поток Ф через рамку (Рис. 19). В этом случае, из-за эффекта Ритца и запаздывания электрических воздействий разные участки рамки воспримут воздействие движущихся с ускорением a зарядов проводника с разным запозданием и интенсивностью. Это снова породит электрическую силу индукции U=-dФ/dt и ток в рамке.

Рис. 19. Замедление зарядов в проводнике (ускорение a направлено против скорости) снижает величину тока I и вызванный им поток индукции Ф через рамку, а также создаёт разность сил, наводящих ЭДС и ток индукции в контуре.

Итак, магнитные, индукционные и прочие электродинамические эффекты, включая релятивистские, возникают в БТР как малые добавки к силе электрического воздействия от равномерного или ускоренного движения зарядов. Эти добавки возникают при учёте высших порядков при разложении электрической силы в ряд по степеням V/c и Rа/c². Влиянию этих малых, но весьма существенных поправок Ритц придавал основное значение в своей электродинамике, показав, что эти добавки вызваны запаздыванием воздействий, конечной скоростью их распространения (см. эпиграф § 1.8), отчего меняется частота f прихода реонов к заряду, а значит сила воздействия на него. То есть, электродинамические эффекты — это прямое следствие квадратичного эффекта Доплера и Ритца — изменения частоты f = f₀[1–V²/c²+Rа/c²] от движения источника (см. § 1.20 и § 1.10). Потому похожее выражение получается и для силы взаимодействия зарядов F=F₀[1–V²/c²+2Rа/c²]. Это, как и все электродинамические эффекты, — прямое следствие открытых Ритцем пространственно-временных соотношений и конечной скорости c реонов, то есть запаздывания электрических сигналов. Именно единая кинетическая природа эффектов Доплера и Ритца позволяет понять, почему изменение потока Ф через контур как от скорости (Рис. 18), так и от ускорения зарядов (Рис. 19), порождает одинаковую ЭДС индукции, а также найти исключения из этого эмпирического правила Фарадея.

Электродинамику Максвелла предпочли исконной веберовской ещё и потому, что он рассматривал электромагнитные явления в средах, Вебер же говорил лишь о взаимодействии в пустоте. Вдобавок электродинамику сред проще изучать в рамках полевого, эфирного подхода, на языке физики сплошных сред, к которым относили эфир. Но, как показал Лоренц в своей электронной теории, все выводы электродинамики Максвелла для диэлектриков, металлов, преломляющих сред, получаются и в прежнем описании элементарных взаимодействий зарядов в вакууме. Надо лишь представить среду совокупностью зарядов (электронов и ионов), смещаемых и колеблемых под действием внешних источников, тем самым порождая вторичные воздействия и волны, которые налагаются на исходные и потому преобразуют их. Так что и здесь концепция Ритца — логичней максвелловой, вводящей для каждой среды свои свойства эфира. Впрочем, учёные во главе с Лоренцем пытались встроить электронную теорию, отрицающую особую роль среды, — в максвеллову, хотя куда естественней она вписывалась в электродинамику Вебера.

Объясняет Ритц и электромагнитные волны, давшие признание электродинамике Максвелла (§ 1.11). Как показал Ритц, электромагнитные волны получались и в электродинамике Вебера, причём много проще. Если Максвеллу требовались нескончаемые превращения электрического и магнитного поля для распространения волн, то в электродинамике Ритца световые колебания возникали как естественное следствие передачи переменных электрических воздействий с конечной скоростью потока частиц, равной скорости света c. Опыты Герца доказали реальность электромагнитных волн, электрическую природу света, но ничуть не подтвердили физической реальности поля или эфира и основанной на них теории Максвелла. Таким образом, электродинамика Ритца описывает те же самые эффекты, что и электродинамика Максвелла, в большинстве случаев естественно приводя к тем же результатам. И лишь в тонких и ещё неисследованных эффектах можно найти расхождение между этими электродинамическими теориями, что позволит однажды строго, на основании опытов, сделать выбор в пользу одной из теорий. Но уже сейчас в пользу БТР говорит то, что в электродинамике Ритца все явления трактуются чисто механически, наглядно. Существование магнитных и индукционных эффектов в БТР само собой вытекает из модели взаимодействия зарядов и не нуждается, в отличие от максвелловой теории, в принятии искусственных дополнительных гипотез об абстрактных электрических и магнитных полях.

Физики, однако, боготворят Максвелла и его уравнения. Восхищение уравнениями Максвелла доходит до того, что их обожествляют, словно в них заключена вся мудрость природы, и всё из них следует. А между тем эти уравнения построены чисто формально, как произвольные обобщения эмпирически открытых законов. Так, первое уравнение Максвелла rotH=?D/?t+j и четвёртое уравнение divB=0 — это всего лишь обобщения известных законов Био-Савара-Лапласа и Ампера, позволяющих найти величину магнитного поля проводника с током. Второе уравнение Максвелла rotE=-?B/?t — это просто обобщённый закон электромагнитной индукции Фарадея [88]. Наконец, третье уравнение divD=? — это, опять же, не более чем обобщение закона Кулона, задающего электрическое поле D заряда, и теоремы Остроградского-Гаусса. Иногда утверждают, что Максвелл, кроме обобщения этих известных законов, сделал важное и даже гениальное добавление — открыл ток смещения (?D/?t — плотность этого тока), который, как следует из первого уравнения, создаёт магнитное поле H, подобно току проводимости (j — его плотность).

А на деле всё это следовало из тех же законов Био-Савара и Ампера. Рассмотрим первое уравнение в интегральной форме ?_LHdl=d/dt?SDds+I. Оно читается так: «циркуляция вектора H по замкнутому контуру L равна изменению по времени потока вектора D через поверхность S, ограниченную контуром L, плюс ток проводимости I через эту поверхность». Возьмём контур L в виде кольца, а на оси кольца, перпендикулярной его плоскости S, разместим элемент тока, не пересекающий эту плоскость, то есть, в уравнении I=0. Но согласно закону Био-Савара на кольце L всё равно индуцируется магнитное поле H, направленное вдоль линии контура L, то есть имеющее отличную от нуля циркуляцию. Потому Максвелл был вынужден добавить в правую часть уравнения ток смещения d/dt?SDds, дабы учесть предсказанное законом Био-Савара и Ампера влияние элементов тока, не пересекающих площадку S. Ток — это движение зарядов, которое ведёт к изменению созданного зарядами потока поля D через поверхность S: если элемент тока направлен к кольцу, то заряды приближаются и созданный ими поток D нарастает, отчего и создаётся магнитное поле на контуре L. То есть максвеллов ток смещения — это не более чем удобный эквивалент токов проводимости, не пересекающих S, то есть напрямую неучтённых в его уравнении.

С этой точки зрения первое уравнение Максвелла оказывается просто отражением давно известного закона сохранения заряда: нарастание потока созданного зарядами поля D через замкнутую поверхность S соответствует притоку через эту поверхность зарядов (то есть электрическому току) [88]. Всё это ещё раз доказывает, что максвеллов ток смещения — это фикция [96], а уравнения Максвелла — это лишь удобное обобщение давно найденных законов электродинамики. Физики считают, что именно этим-то обобщением уравнения Максвелла и замечательны, ибо выражают гораздо больше открытых эмпирически законов Кулона, Ампера и Фарадея. Но, как показал Ритц, именно в силу своей чрезмерной общности уравнения Максвелла часто допускают физически невозможные решения. Истинная же электродинамическая теория должна давать единственное, причём физически верное решение. Поэтому Ритц критиковал электродинамику Максвелла и особенно его уравнения в частных производных, имеющие множество физически недопустимых решений [8]. Ритц считал, что такого рода уравнения должны быть изгнаны из фундаментальных законов Природы.

В баллистической теории Ритца воздействия находится не аналитическим, а синтетическим путём: не из дифференциальных уравнений, а как результат интегрирования элементарных воздействий. Поэтому теория Ритца даёт всегда единственное и, при том, — верное решение. Как видели, БТР легко и естественно объясняет законы Кулона, Ампера и Фарадея — то есть она полна и исчерпывающе объясняет всё то, на чём основаны уравнения Максвелла. При этом теория Ритца не нуждается в абстрактных понятиях электрического и магнитного полей, играющих столь важную роль в электродинамике Максвелла. В теории Ритца речь идёт непосредственно о воздействии. Именно поэтому электродинамику Ритца называют ещё бесполевой.

Впрочем, заданные в каждой точке пространства распределения реонов и ареонов по концентрации и скорости их потока в принципе в какой-то мере эквивалентно прежнему понятию поля. Ведь в каждой точке воздействие на ток или на заряд определяется именно этим распределением. Но, в этом случае, мы уже не говорим о поле как о некой абстрактной физической материи. В БТР поле имеет чисто математический смысл, а не смысл особого рода материи. Исконно именно так и вводили поле в математике и физике. Скажем, в аэродинамике поле скоростей, давлений, температур — это всего лишь пространственные распределения данных характеристик. Так же и в электродинамике поле исконно характеризовало лишь пространственное распределение электрических сил, действующих на пробный единичный заряд. Лишь потом физики стали приписывать полю самостоятельный физический смысл, что, разумеется, — неверно. Примерно так же нереальны силовые линии поля, — это чисто математические образы, введённые для удобства описания. Интересно отметить, что Максвелл и Фарадей, подобно полю, считали реальными объектами и силовые линии. Ясно, что при таком подходе они и не могли построить правильную электродинамику. Таким образом, именно Фарадей и Максвелл направили классическую физику по ложному пути, уведя её от наглядных механических моделей и электродинамики Гаусса-Вебера. Теория относительности, да и квантовая механика были лишь следствием, дальнейшим развитием абстрактно-аналитического пути Максвелла.

Итак, если в дальнейшем мы и будем время от времени употреблять термин «электрическое поле», то лишь в математическом смысле, имея в виду силу, действующую на единичный покоящийся заряд. Также для удобства мы будем в расчётах пользоваться привычными всем обозначениями полей B и E и формулами для них, имея в виду, что те же величины воздействий получаются и в баллистической бесполевой теории Ритца. Лишь из стремления не затруднять читателю понимание дальнейших глав книги, мы будем пользоваться принятыми в электродинамике обозначениями и способами расчёта. Точно так же мы до сих пор пользуемся, например, формулами термодинамики, говорим о давлении, температуре газа, потоке тепла, хотя эти характеристики по сути лишь математически построенные абстракции, характеризующие движение частиц, молекул газа. И возникли эти абстрактные понятия в те времена, когда учёные не имели представления о молекулярно-кинетической теории. Однако понятия давления и температуры оказались весьма удобными макроскопическими статистическими характеристиками газа как ансамбля частиц. Говорить о давлении и температуре газа проще, чем рассматривать микроскопические величины — скорости и координаты отдельных молекул. Так и мы зачастую будем пользоваться привычными понятиями полей, дабы избежать сложного анализа на основе распределения в пространстве реонов и ареонов. При этом, как показал Ритц, знание величины поля, являющейся макроскопическим статистическим параметром, часто недостаточно для определения воздействия, так же, как знание пространственного распределения давления газа ещё недостаточно для нахождения силы давления газа на пластинку, — эта сила зависит также от скорости пластинки в газе и угла атаки (наклона пластинки к потоку).

Электродинамические теории Ампера, Вебера и Гаусса сами по себе были достаточно удачны, поскольку сводили магнитные воздействия к электрическим. Однако, там возникали проблемы при объяснении электромагнитных волн, электродинамических воздействий, особенно в средах. Вдобавок не было механизма, объяснявшего электрические и магнитные силы. Электронная теория Лоренца была первым шагом к упразднению эфира и теории Максвелла. Ведь Лоренц свёл электродинамику сред к электродинамике вакуума, по сути, — к электродинамике Вебера и Гаусса, достаточно лишь было принять, что среда представляет собой набор электронов и ионов, которые создают собственные поля, налагающиеся на внешние и тем самым влияющие на поле в среде. Следующим шагом была ритцева баллистическая модель, предложившая механизм взаимодействия неподвижных и движущихся зарядов, а также позволившая наглядно объяснить электромагнитные волны. Теории Ритца и Лоренца стали для электродинамики тем же, чем была молекулярно-кинетическая теория (МКТ) для термодинамики с аэродинамикой. Термодинамика и электродинамика Максвелла — это чисто феноменологические теории, устанавливающие связь между внешними экспериментально измеримыми характеристиками (давлением, температурой в термодинамике, электрическим и магнитным воздействием в электродинамике). А молекулярно-кинетическая теория дала термодинамике теоретическое обоснование, свела к наглядным, механическим основам, не только строго показав, КАК всё происходит, но и объяснив ПОЧЕМУ. Так же и теории Ритца, Лоренца объяснили законы электродинамики, исходя из наглядных механических моделей, дав, подобно атомистической теории, микроскопическое описание. Электрические и магнитные силы были истолкованы в баллистической электродинамике, подобно силам давления и вязкости в статистической термо- и аэродинамике, как удары микрочастиц, осуществляющих дистанционный перенос и обмен импульсов меж взаимодействующими объёмами.

Такое внутреннее, причинное (микроскопическое) объяснение не только более убедительно и наглядно, чем внешнее (феноменологическое) описание, но и более правильно, точно. Конечно, и феноменологическая электродинамика Максвелла успешно описывает широкий круг явлений, отчего её до сих пор применяют в расчётах. И это понятно, ведь эфирная теория Максвелла-Фарадея, построенная полуэмпирически, специально подгонялась под этот круг явлений (так же как теория Птолемея-Аристотеля с её космическими эфирными шестерёнками и эпициклами — под видимое движение небесных тел). Но зато вне этого круга теория уже не работала, ибо не раскрыла реальный внутренний механизм явлений. Поэтому, когда круг явлений расширился, электродинамика Максвелла стала давать одну осечку за другой. Равно как эмпирические законы аэродинамики оказались непригодными на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях, так же и электродинамика Максвелла отказала на околосветовых и сверхсветовых скоростях. Уже на космической скорости Земли V=30 км/с в опыте Майкельсона открылись необъяснимые теорией Максвелла расхождения порядка V²/с². Ещё заметней были отклонения от предсказаний теории Максвелла в опыте Кауфмана, где электроны двигались с околосветовой скоростью (§ 1. 15). Но зацикленные на теории Максвелла учёные, стремясь спасти её любой ценой, выдумали теорию относительности, словно очередной эпицикл в теории Птолемея, призванный согласовать наблюдения с теорией. И только Ритц, идя путём Коперника, построил БТР, вскрывшую внутренние механизмы явлений, а потому сходу предсказавшую все эффекты околосветовой электродинамики, подобно МКТ, позволившей понять законы околозвуковой и сверхзвуковой аэродинамики.

Итак, перед нами два варианта электродинамики. Один, придуманный Фарадеем и Максвеллом, — общепринят, хотя основан на абстрактных электрических и магнитных полях, равноправных и взаимообратимых. Второй вариант, открытый Ампером, развитый Вебером и обоснованный Ритцем, — отвергнут, хотя опирается исключительно на опыт и простые наглядные механические модели. Какой из вариантов выбрать? На этот вопрос давно ответил опыт Майкельсона, упразднивший эфир и основанную на нём электродинамику Максвелла. Однако учёные по косности ума не смогли отказаться от этой теории, противоречащей опыту и механике Ньютона, и, отвергнув классическую механику, построили механику теории относительности — формальное согласующее звено, примирившее результат Майкельсона с электродинамикой Максвелла. Однако, раз противоречия возникли в теории Максвелла, и опыт отверг эфир, естественней отказаться от этой полевой теории, сохранив классическую механику и согласную с ней электродинамику, основы которой были уже заложена в теории Ампера-Вебера-Гаусса и корпускулярной теории истечения света Демокрита-Ньютона.

Это, конечно, не означает, что электродинамикой Максвелла перестанут пользоваться. Её уравнения, термины «поле» и «потенциал» останутся в арсенале физики, ввиду их привычности и удобства расчётов, но при этом уже будет чётко осознан их формальный, условный, приближённый характер, ограничивающий круг применимости теории Максвелла. А для воссоздания точной картины происходящего и понимания сути явлений, например, — природы света, придётся рассматривать уже подробную, микроскопическую картину, рисуемую теорией Ритца. Именно так мы до сих пор пользуемся терминами и уравнениями феноменологической термодинамики и аэродинамики, оперируем понятиями «теплота», «давление», «температура», хотя и понимаем, благодаря МКТ, их условный, статистический, относительный характер и ограниченную применимость. Прежние феноменологические теории сохраняют свою применимость, будучи более простыми, удобными (в сравнении с микроскопическими), поскольку дают приближённое описание, не интересуясь деталями, механизмами, сутью происходящего, но именно это ограничивает их точность и сферу применимости. Для исчерпывающего и точного описания необходимо уже привлекать микроскопические теории, типа МКТ и БТР, из которых формулы термодинамики и электродинамики Максвелла вытекают лишь как первое приближение.

В целом, как отмечает Ритц, его баллистическая кинетическая электродинамика предсказывает в большинстве случаев те же эффекты и значения электродинамических воздействий, что и теория Максвелла, и лишь с помощью прецизионных экспериментов, предложенных Ритцем, можно сделать выбор в пользу той или иной теории. Некоторые из таких тонких экспериментов, в которых воздействия по теории Максвелла должны быть скомпенсированы, действительно проведены, и выявлены эффекты, говорящие о ложности максвелловой электродинамики, хотя об этих «парадоксах» и не любят упоминать (В.  Околотин, «Техника-молодёжи» № 12, 1973). Впрочем, уже открытие релятивистских эффектов, противоречащих теории Максвелла, подтверждает теорию Ритца. И лишь введение искусственного согласующего звена в виде релятивистской механики Эйнштейна спасло максвеллову электродинамику от краха, однако, страшной ценой, — ценой отказа от классической механики и здравого смысла.

Общая теория электромагнитной индукции в проводящем полупространстве | Международный геофизический журнал

Фильтр поиска панели навигации Geophysical Journal InternationalЭтот выпускЖурналы РАНГеофизикаКнигиЖурналыOxford Academic Мобильный телефон Введите поисковый запрос

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации Geophysical Journal InternationalЭтот выпускЖурналы РАНГеофизикаКнигиЖурналыOxford Academic Введите поисковый запрос

Расширенный поиск

Журнальная статья

Дж. Т. Уивер

Дж. Т. Уивер

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

Google Scholar

ОБЪЯВЛЕНИЯ

Geophysical Journal International , том 22, выпуск 1, январь 1971 г., страницы 83–100, https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1971.tb03584.x

Опубликовано:

1 января 1971 г.

История статьи

Получено:

06 июня 1970 г.

Опубликовано:

01 января 1971 г.

Фильтр поиска панели навигации Geophysical Journal InternationalЭтот выпускЖурналы РАНГеофизикаКнигиЖурналыOxford Academic Мобильный телефон Введите поисковый запрос

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации Geophysical Journal InternationalЭтот выпускЖурналы РАНГеофизикаКнигиЖурналыOxford Academic Введите поисковый запрос

Advanced Search

Резюме

Общая теория электромагнитной индукции в проводящем полупространстве внешним магнитным источником разработана по-новому, упрощая и обобщая классическую трактовку А. Т. Прайса. Новыми чертами теории являются систематическое применение интегральных преобразований и использование электрических и магнитных векторов Герца, выровненных по нормали к поверхности проводника. Показано, что решения, связанные с электрическим вектором Герца, соответствуют только свободному затуханию токов внутри проводника, так что вся теория задачи индукции развивается в терминах одной скалярной компоненты магнитного вектора Герца. Общее решение магнитного потенциала Герца, соответствующего индукции произвольным нестационарным источником, получается в виде замкнутого интеграла, включающего только одну неизвестную функцию, которая представляет собой преобразование Фурье магнитного потенциала Герца источника, оцененного на поверхности дирижер. Развиты результаты, соответствующие частным случаям апериодических и периодических полей, а также получены явные выражения для векторов электрического и магнитного полей. Общая теория иллюстрируется рассмотрением трех конкретных источников: (i) апериодического магнитного диполя, нормального к поверхности проводника, (ii) периодического магнитного диполя, параллельного поверхности проводника, и (iii) периодического линейного тока, протекающего параллельно поверхности проводника.

Ссылки

Бхаттачарья

Б.К.

,

1959

.

Электромагнитные поля нестационарного магнитного диполя на поверхности Земли

,

Геофизика

,

24 0004 –

108

.

Черчилль

Р. В.

,

1944

.

Современная операционная математика в технике, раздел 71

,

McGraw-Hill Book Co. Inc.

,

Нью-Йорк

.

Эрдейи

А.

, (ред.),

1954

.

Таблицы интегральных преобразований

,

тт. I и II

,

McGraw-Hill Book Co. Inc.

,

Нью-Йорк

.

Гордон

А. Н.

,

1951

.

Электромагнитная индукция в однородном полубесконечном проводнике

,

Кварт. Дж. мех. приложение Мат.

,

4

,

116

–

128

.

Джонс

Д. С.

,

1964

.

Теория электромагнетизма, Раздел 1.10

,

Pergamon Press Ltd.

,

Оксфорд

.

Мейер

Дж.

,

1962

.

Electromagnetische Induktion eines vertikalen magnetischen Dipols über einem leitenden homogenen Halbraum

,

Mitt. Институт Макса Планка. Aeronomie

, Nr. 7.

Цена

А. Т.

,

1950

.

Электромагнитная индукция в полубесконечном проводнике с плоской границей

,

Кварт. Дж. мех. приложение Мат.

,

3

,

385

–

410

.

Цена

А. Т.

,

1962

.

Теория магнитотеллурических методов с учетом поля источника

,

J. geophys. Рез.

,

67

,

1907

–

1918

.

Куон

К.

,

1963

.

Электромагнитные поля приподнятых диполей на двухслойной Земле

,

Магистр наук. Диссертация

,

Университет Альберты

,

Эдмонтон

.

Подождите

Дж. Р.

,

1951

.

Магнитный диполь над горизонтально стратифицированной Землей

,

Can. Дж. Физ.

,

29

,

577

–

592

.

Подождите

Дж. Р.

,

1953

.

Наведение горизонтальным колеблющимся диполем над проводящей однородной Землей

,

Пер. Являюсь. геофиз. Союз

,

34

,

185

–

188

.

Уорд

С. Х.

,

1967

.

Электромагнитная теория для геофизических приложений

, в

Горная геофизика

,

Том. II

, под редакцией

Hansen

D. A.

Heinrichs

W. E.

Holmer

R. C.

MacDougall

R. E.

Rogers

G. R.

Summer

J. S.

Ward

S. H.

, гл. II (Часть А),

Общество геофизиков-исследователей

,

Талса, Оклахома

.

Этот контент доступен только в формате PDF.

Раздел выпуска:

Статьи

Скачать все слайды

Реклама

Цитаты

Альтметрика

Дополнительная информация о метриках

Оповещения по электронной почте

Оповещение об активности статьи

Предварительные уведомления о статьях

Оповещение о новой проблеме

Оповещение о текущей проблеме

Оповещение о теме

Получайте эксклюзивные предложения и обновления от Oxford Academic

Система астрофизических данных

Резюме объявлений

Ссылки на статьи по телефону

• Последний

• Самые читаемые

• Самые цитируемые

Направляемый физикой метод инверсии с глубоким обучением для интерпретации шумовых измерений удельного сопротивления во время бурения

Пространственная и временная изменчивость изменений уровня моря в XXI веке

Согласованность следов прогнозируемого изменения уровня моря на 2015-2100 гг. н.э.

Мгновенная конвекция на основе 3D-томографии под вулканической провинцией Рунгве, Восточная Африка: значение для образования расплава

Локализованная адаптивная инверсия формы сигнала: регуляризация для деконволюции Габора и приложения трехмерных полевых данных

Реклама

электромагнетизм — теория вечного двигателя, основанная на электромагнитной индукции

Задавать вопрос

спросил 1 год, 3 месяца назад

Изменено 1 год, 3 месяца назад

Просмотрено 166 раз

$\begingroup$

Итак, я готовился к уроку, и меня внезапно осенила эта идея:

Медная катушка, имеющая около 3000 витков, намотана на деревянный цилиндр, образуя соленоид. Берется очень мощный постоянный магнит (желательно неодимовый). Оба они подвешены на неэластичных нитях к жесткой поверхности, например к стене, таким образом, что в исходном положении они должны находиться на расстоянии 1 мм друг от друга. Оба они затем оттягиваются назад и выпускаются одновременно.

Теперь, по закону Ленца, индуцированный ток противодействует причине, поэтому, когда магнит и соленоид начинают двигаться навстречу друг другу, они будут отталкиваться, а если они начинают удаляться друг от друга, то притягиваются, образуя петля положительной обратной связи. Теоретически это движение должно продолжаться вечно, правильно

Взятый магнит должен быть достаточно мощным, чтобы преодолеть трение.

• электромагнетизм
• энергосбережение
• трение
• электромагнито-индукция
• вечный двигатель

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Это прекрасная идея, но она не будет работать вечно. Амплитуда смещения катушки и магнита будет постепенно уменьшаться за счет потери энергии на силы трения до тех пор, пока они просто не повиснут рядом друг с другом неподвижно.

Вы должны иметь в виду, что отталкивание между магнитом и катушкой является результатом их относительного движения, так что по мере того, как движение уменьшается (вследствие трения), уменьшается и сила отталкивания, что означает, что со временем оба объекты остановятся.

Когда вы говорите, что магнит достаточно силен, чтобы «преодолеть» трение, это означает, что магнит способен генерировать силу, превышающую трение, при условии, что относительная скорость магнита и катушки достаточно велика. Но даже если вы преодолеете трение, трение продолжит рассеивать энергию.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Нет, вот почему.

Я предполагаю, что ваша катушка закорочена на , то есть ее концы спаяны вместе, так что она образует один непрерывный контур.