shalyapinal
Новичок
|
     
СОМНИТЕЛЬНЫЕ «ПОДВИГИ» В СОВРЕМЕННОЙ КЛАССИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ ВОПРЕКИ ПОДХОДУ УМОВА
Более подробно - внешняя ссылка удалена
И к чему же привела недооценка теоретических работ Умова в фундаментальной физике? Да, ни к чему хорошему. С вектором Умова-Пойнтинга в электромагнетизме – в этой самой хорошо проверенной теории (по Р. Фейнману) и которая должна функционировать как очень хорошие точные часы (по А.Л. Шаляпину) возникает порой полная неразбериха. Мало того, что про Умова стали попросту забывать и называть этот вектор просто вектором Пойнтинга. Но этого еще мало. Вектор Умова-Пойнтинга стали пристраивать куда угодно и даже к постоянным электрическим и магнитным полям (авт.).
Так, автор учебника "Электричество" С.Г. Калашников [1] приходит к совершенно диковинным выводам. Оказывается, что электрическая энергия в провод поступает не от источника тока или напряжения, не из сетевой розетки 220 в, а неведомо откуда - с боковых поверхностей электрического провода, куда эту энергию мы вовсе и не заводили (авт.). Ту же самую печальную картину мы наблюдаем в Курсе общей физики И.В. Савельева (т. 2) [2] и даже у знаменитого Р. Фейнмана в его лекциях по классической электродинамике (вып. 6) [3]. Правда, в отличие от всех других авторов, Фейнман выражает крайнее недоумение данной сложившейся ситуацией.
А ведь вектор Умова-Пойнтинга, по его точному определению, относится только к поперечным электромагнитным волнам, т.е. как частный случай вектора Умова. С другой стороны, вектор Умова характеризует потоки любой волновой, тепловой и других видов энергии.
Интересно здесь вспомнить представления некоторых современных теоретиков, которые выносят электрические и электромагнитные явления из разряда механических процессов. Получается так, что электрические и электромагнитные силы, которые составляют основу механики Ньютона, становятся по воле новых теоретиков немеханическими параметрами движения материи (авт.).
Теперь, в начале ХХI века, даже страшно подумать о том, что все физики со времен Максвелла и до нашего времени упустили самый "малый пустячок" в электромагнетизме – в этой самой хорошо проверенной теории (по Фейнману). Этот "пустячок" заключается в том, что в электрическом проводе или в плоском вакуумном конденсаторе электрическая энергия передается не фотонами, тем более - не "виртуальными фотонами", и не вектором Умова-Пойнтинга, а самым обычным вектором Умова, т.е. продольными электрическими волнами [4]. Более того, эти самые продольные электрические волны, промодулированные по амплитуде, все пытаются представить как "токи смещения" Максвелла, хотя тот и не настаивал на реальном существовании подобных токов (авт.).
А.Л. Шаляпин вспоминает, что при беседе с одним из инженеров, а также с преподавателем по классической электродинамике, те пытались пристроить вектор Умова-Пойнтинга, чтобы объяснить причину ускорения электрона в электрическом поле. При этом приводились примерно такие соображения. При движении электрона возникает магнитное поле, поэтому мы можем построить и вектор Умова-Пойнтинга, который и будет, якобы, и дальше толкать наш электрон.
Абсурдность таких рассуждений видна, как говорится, невооруженным глазом. А именно, пока электрон не двигался, никакого вектора Умова-Пойнтинга не было. Причины для ускорения электрона с помощью вектора Умова-Пойнтинга также не было. Когда же электрон стал ускоряться, вектор Умова-Пойнтинга, который связан с излучением поперечных электромагнитных волн от этого электрона, начнет скорее тормозить электрон, чем ускорять его, поскольку возникает хорошо известный эффект радиационного трения.
А далеко ли ушли от этих фантазий некоторые современные теоретики, не понявшие механизмов функционирования электромагнитных силовых полей? В «квазисовременной» абстрактной физике пошли еще дальше, объявив электрическое и магнитное поле самостоятельными объектами в природе, которые не нуждаются в материальном носителе, т.е. эфире (авт.). Поскольку фундаментальные механизмы электромагнитных явлений до последнего времени были не поняты, то в «квазисовременной» абстрактной физике полностью отрицалось и фундаментальное значение теоретических выводов Умова по теории превращения энергии из одного вида в другой (например, из кинетической энергии в потенциальную энергию и обратно с участием физического вакуума-эфира, - авт.).
Представления Умова о движении и распределении энергии в средах, о ее потоке, скорости и направлении являются общепризнанными в современной физике. Они прочно завоевали себе место в таких ее разделах, как теория поля, электродинамика, оптика, акустика, гидродинамика. Общепринятым сейчас в оптике является умовское представление о луче, как линии, определяющей направление движения энергии. Особенно большую роль в современной физике играют идеи Умова о скрытых средах, как передатчиках всех видов взаимодействия. Представления Умова о скрытых средах перекликаются с представлениями современной физики об электромагнитных, ядерных, гравитационных и других полях.
Таким образом, именно Умов изложил очень ценную идею об универсальности всех силовых взаимодействий в природе (авт.).
А теперь вернемся к «квазисовременной» абстрактной теоретической физике, которая очень часто объявляет электромагнитные явления «немеханическими» и допускает существование электромагнитных полей как самостоятельных объектов в пустоте, которые не требуют для себя специального носителя для передачи энергии. Далеко ли ушли наши прославленные теоретики от идеалистов ХIХ века? (авт.)
В работах "Теория простых сред..." [5], "Теория взаимодействий на расстояниях конечных..." [6], "Теорема относительно взаимодействий на расстояниях конечных" [7] и других Умов дал материалистическое толкование потенциальной энергии, проблеме превращения кинетической энергии в потенциальную энергию и обратно. В них он показал, что взаимодействие, взаимосвязь между различными формами энергии невозможны без промежуточной среды, что это взаимодействие обусловлено именно наличием материальной среды. Игнорирование промежуточной материальной среды при истолковании физических явлений с неизбежностью приводит, по его мнению, к признанию сверхъестественных причин.
Это как раз мы и наблюдаем в «квазисовременных» абстрактных теориях, где многие ученые в отчаянных попытках хоть как-то понять процессы, происходящие в силовых полях, придумывают все новые и новые абстрактные математические модели, порой очень далекие как от здравого подхода, так и от реальности, для объяснения взаимодействия частиц и полей (авт.).
Литература
1. Калашников С.Г. Электричество. Издание пятое, исправленное и дополненное. М.: Наука, 1985, с. 524-525.
2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. – М.: Наука, 1988. C. 309.
3. Фейнман Р., Лэйтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Электродинамика. – М.: Мир, 1977. Вып. 6. С. 296-299.
4. Шаляпин А.Л., Стукалов В.И. Введение в классическую электродинамику и атомную физику. Второе издание, переработанное и дополненное. Екатеринбург, Изд-во Учебно-метод. Центр УПИ, 2006, 490 с.
5. Умов Н.А. Теория простых сред и ее приложение к выводу основных законов электростатических и электродинамических взаимодействий. Одесса, т. 9, 1873.
6. Умов Н.А. Теория взаимодействий на расстояниях конечных и ее приложение к выводу электростатических и электродинамических законов. М., 1873. См. также «Математический сборник», 1872, т. 6.
7. Umov N.A. Ein Theorem über die Wechselwirkungen in Endlichen Entfernunden. (Теорема относительно взаимодействий на расстояниях конечных). Zeitschrift für Mathematik und Physik. Bd. 19, 1874, H. 2. § 12.
|
Всего сообщений: 29 | Присоединился: июль 2008 | Отправлено: 26 нояб. 2009 9:08 | IP
|
|
shalyapinal
Новичок
|
О НЕКОТОРЫХ НЕТОЧНОСТЯХ В ОЧЕНЬ ТОЧНОЙ НАУКЕ КЛАССИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ
В данной работе затронуты вполне очевидные вопросы, которые очень часто встречаются в такой точной науке как классическая электродинамика. Статью можно было бы озаглавить и так: “Как так случилось, что все вместе очень дружно не заметили обычных продольных электрических волн в вакууме в рамках самой обычной классической электродинамики?
А теперь начнем все по порядку и в качестве образца возьмем типичный учебник И.В. Савельева «Курс общей физики», т. 2 [1], который отличается достаточно упорядоченным изложением материала.
За редким исключением, материал по электромагнетизму изложен примерно так же и в других учебниках для вузов. Поэтому сделанные здесь замечания совершенно не относятся лично к автору данного учебника, а скорее всего, касаются уровня понимания электромагнитных явлений современными физиками. И так, читаем (стр. 302).
«В главе IХ мы выяснили, что переменное электрическое поле порождает магнитное, которое, вообще говоря, тоже оказывается переменным. Это переменное магнитное поле порождает электрическое и т.д. Таким образом, если возбудить с помощью колеблющихся зарядов переменное электромагнитное поле, то в окружающем заряды пространстве возникнет последовательность взаимных превращений электрического и магнитного полей, распространяющихся от точки. Этот процесс будет периодическим во времени и в пространстве и, следовательно, представляет собой волну».
Получается так, что, еще совершенно не зная механизмов формирования силовых полей, уже утверждается, что переменное электрическое поле может породить магнитное поле (при этом обязательно – переменное) и наоборот.
А вот, в лекциях у Фейнмана [2] такого взаимного превращения полей вообще не просматривается.
В лекциях Фейнмана (вып. 6) достаточно последовательно показано, что причиной возникновения переменного электрического и магнитного полей является движущийся и ускоряющийся «точечный» заряд, т.е. самый обычный электрон. И данные силовые поля зарождаются одновременно, синфазно и синхронно с ускорением электрона, разумеется, с учетом запаздывания рассеянных движущимся электроном волн вакуума.
При этом, совсем не обязательно будут формироваться синусоидальные силовые поля. Могут рождаться импульсные силовые поля или любой другой формы вплоть до постоянных полей.
Далее в учебнике [1] на основе уравнений Максвелла, полученных первоначально, как известно, из опытных данных, выводятся волновые уравнения для силовых полей. Однако здесь могут быть волны любого типа – как продольные, так и поперечные.
Лишь в последнее время практически все основные уравнения классической электродинамики были полностью выведены, исходя из очень простых волновых процессов в физическом вакууме [3].
Электрон, совершая ускорение, производит модуляцию во времени своего электрического поля. При этом в направлении ускорения электрона производится модуляция продольных электрических волн, а в направлении, перпендикулярном ускорению электрона, производится модуляция поперечных электромагнитных волн. Механизм формирования силовых полей из рассеянных электроном волн физического вакуума очень подробно рассмотрен в работе [3].
В качестве примера формирования продольной электрической волны рассмотрим прохождение электрической волны через плоский электрический конденсатор. Допустим, что в исходном состоянии конденсатор не заряжен, и электрическое поле в нем равняется нулю.
При подаче электрического сигнала на подводящий провод входной пластины конденсатора, потенциал на ней начнет изменяться. При этом переменное электрическое поле в виде продольной электрической волны со скоростью с начнет распространяться в направлении второй (выходной) пластины конденсатора. В данном случае мы имеем дело с прохождением продольной электрической волны, поскольку волна распространяется перпендикулярно пластинам конденсатора, и направление электрического вектора совпадает с направлением движения волны.
Спустя интервал времени d/c , где d – расстояние между пластинами конденсатора, потенциал второй пластины конденсатора также начнет изменяться.
Одновременно с появлением продольной электрической волны между пластинами конденсатора здесь же образуется аксиальное магнитное поле, вызванное протеканием тока на подводящем проводнике к конденсатору.
Для данного случая (вакуумного промежутка между пластинами конденсатора) подойдет следующее уравнение Максвелла:
rot H = (ε0 /c) d E / d t (1)
где Н – вектор магнитного поля, Е - вектор электрического поля, ε0 - диэлектрическая постоянная вакуума. По очень хорошо известной исторической причине, правую часть в уравнении (1) часто называют «током смещения», хотя для этого нет особых оснований, да и сам Максвелл ввел этот термин чисто формально, не придавая ему никакого физического смысла.
Вот, здесь-то и затерялась наша с Вами продольная электрическая волна, которая замаскировалась под продольный ток смещения.
Отсюда следует вывод, что от введения лишних «красивых слов» в классическую электродинамику ее понимание ничуть не улучшается, а, скорее, наоборот ухудшается.
Наблюдать прохождение продольной электрической волны достаточно легко в обычном проводнике, если подать на его вход короткий электрический импульс. Для измерения времени прохождения волны по проводнику нужно иметь достаточно высокочастотный осциллограф и широкополосный импульсный усилитель.
Литература
1. Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М.: Наука, 1982. T.2.
2. Фейнман Р., Лэйтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Электродинамика. М.: Мир, 1977. Вып. 6.
3. Шаляпин А.Л., Стукалов В.И. Введение в классическую электродинамику и атомную физику. Екатеринбург. Изд-во УМЦ УПИ, 2006. 490 с.
Более подробно - внешняя ссылка удалена
|
Всего сообщений: 29 | Присоединился: июль 2008 | Отправлено: 30 нояб. 2009 8:07 | IP
|
|
|
Форум
Ошибки в физике
