Родионов В.Г. О "классической" фальсификации классической электродинамики.
О "КЛАССИЧЕСКОЙ" ФАЛЬСИФИКАЦИИ КЛАССИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
Родионов В.Г.
«Практика - замечательной мысли наставница»
Леонардо да Винчи
Цель настоящей работы: показать, что господствующая ныне трактовка явлений электромагнитной индукции [1], неправомерно вытеснившая логически безупречную и экспериментально подтверждаемую до сих пор первоначальную теорию Фарадея-Максвелла-Томсона, - является внутренне противоречивой, ложно обоснованной, некорректно сформулированной и противоречащей опытным данным. И потому она не может считаться научной теорией, если только в это слово не вкладывать оккультного смысла.
Критический разбор современной теории явлений электромагнитной индукции мы даём на базе наиболее подробно разработанного варианта («фундаментального труда» в этой области), - монографии академика Игоря Евгеньевича Тамма «Основы теории электричества» [2].
Этот трактат вот уже 80 лет рекламируется академическими кругами как своеобразное «евангелие» в области не только электродинамики, но и теоретической физики, поскольку был призван в своё время подтвердить и затвердить (на основе необъективного рассмотрения фундаментальных физических явлений и классических экспериментов 19 века) якобы отсутствие в природе эфира - как материальной субстанции всех природных явлений.
1. Известно со времён Фарадея, что явления электромагнитной индукции, составляющие фундамент всей электродинамики, включают в себя три классических вида индукции [3]. А именно: (1) индукция при изменении первичного тока, (2) индукция при перемещении первичной цепи (или контура с постоянным током, или магнита) и (3) индукция при движении вторичной цепи относительно первичного контура с постоянным током, или относительно магнита (см. рис. 1).
Рис. 1. Три классических вида явления электромагнитной индукции, открытых, описанных и объяснённых М. Фарадеем.
2. Современная теория описывает явление электромагнитной индукции на примере индукции второго и третьего видов, то есть - относительных перемещений первичной и вторичной цепи, а затем ФОРМАЛЬНО ОБОБЩАЕТ полученные результаты и на первый вид индукции, связанный с изменением силы тока в первичной, возмущающей, цепи. Именно по такой же необоснованно урезанной схеме строит И.Е. Тамм формулировку явлений электромагнитной индукции в своём трактате [2].
3. В пятой главе («Квазистационарное электромагнитное поле»), в параграфе §76 («Индукция токов в движущихся проводниках»), рассматривается замкнутый металлический проводник L, к которому не приложено сторонних электродвижущих сил и который движется во внешнем магнитном поле Н с некоторой скоростью v. На примере отрезка провода L показывается, что на электроны проводника L будет действовать лоренцова сила:
F = е/с·[v·Н]. /76.2/
4. «... в отрезке проводника L (рис. 68) лоренцова сила, приложенная к отрицательным электронам (е < 0), будет гнать их по проводнику влево. Следовательно, в проводнике возникнет электрический ток....
Рис. 68
Подсчитаем силу индукционного тока. С этой целью заметим, что сила (76.2), испытываемая в магнитном поле Н электроном, движущимся вместе с проводником со скоростью v, равна силе, испытываемой электроном в электрическом поле напряжённости Е', если:
Е' = 1/c·[v·H] /76.3/»
- Конец цитаты.
http://www.rusphs.ru/dissertation/298/index.php10. Здесь необходимо отметить, что приведённый в §50 метод вычисления магнитного потока через вектор-потенциал, формула /50.2/, предложенный в своё время Максвеллом, действительно оказался очень удобным при решении многих конкретных задач на электромагнитную индукцию.
Далее, закон электромагнитной индукции, данный в §77, также является максвелловской формулировкой, являющейся наиболее общим выражением всех видов электромагнитной индукции, действительно подтверждаемый опытными исследованиями и против чего у нас нет никаких возражений.
11. А теперь рассмотрим головокружительную шулерскую метаморфозу этого закона.
В §85 («Вихри электрического поля») читаем:
«1. В §76 мы вывели законы индукции токов в движущихся проводниках, основываясь на том, что согласно §45 на электрические заряды действует лоренцова сила /45.4/:
F = е {Е + I/с· [v·H]} ...
Затем, основываясь на принципе относительности движения, мы показали, что индукция токов должна иметь место и в неподвижных проводниках при изменениях магнитного поля, причём:
εинд = - (1/c)·dΨ/dt = - (1/c)·d/dt ∫Bn·dS,
где интегрирование может быть распространено по любой поверхности, опирающейся на контур проводника. Для случая неподвижных проводников поверхность эта может быть выбрана неподвижной, причём в этом случае дифференцирование по времени может быть выполнено под знаком интеграла:
εинд = - (1/c) ∫( ∂Bn/∂t)·dS. /85.1/
Знак полной производной по времени заменён нами знаком частной производной (круглое «д») для того, чтобы отметить, что ∂Bn/∂t есть скорость изменения во времени величины Вn в фиксированной точке пространства. Итак, мы приходим к заключению, что изменение магнитного поля должно вызывать в неподвижных проводниках появление сил, действующих на электрические заряды, причём циркуляция этих сил по контуру проводника, обозначаемая нами через εинд ,определяется формулой /85.1/».
- Конец цитаты.
12. Подчеркнём, во-первых, что здесь автор умышленно уходит от разговора о природе «сил, действующих на электрические заряды», хотя хорошо известно, что силы эти могут быть либо электрической природы (кулоновские), либо не-электрической природы, то есть сторонние.
Во-вторых, переход с полных дифференциалов на частные, то есть превращение формулы /77.1/ в формулу /85.1/ физически не корректно, ибо такой переход есть переход условный, справедливый только для фиксированных в пространстве точек. При таком переходе на частные производные неизбежно происходит сужение функции нескольких переменных Ψ(х, y, z, t) до функции одной переменной Ψ(t). Поэтому формулу /85.1/ нельзя трактовать в таком плане, что «... изменение магнитного поля должно вызывать в неподвижных проводниках появление сил». Здесь уместна лишь такая физическая трактовка: согласно /85.1/, в частных производных, возникновение некоторых электродвижущих сил в контуре может быть объяснено воздействием на неподвижный контур некоторого условно-переменного магнитного поля. О реальном переменном магнитном поле можно говорить лишь тогда, когда определена полная, так называемая «субстанциональная» производная магнитной индукции, то есть dB/dt ≠ 0.
13. Цитируем §85 дальше.
«2. В §2 напряжённость электрического поля Е была определена нами как сила, действующая на единичный положительный пробный заряд. Однакo в §45 («Лоренцова сила») мы убедились, что в отсутствии электрического поля движущийся заряд может испытывать силу f = (е/с)·[v·H].
Это обстоятельство ведёт к необходимости уточнить [не уточнить, а сознательно исказить! - В.Р] определение напряжённости электрического поля Е в том смысле, что Е равно силе, действующей на неподвижный единичный положительный заряд. Действительно, из уравнения /45.4/ [ F = е·(Е + (l/с) [v·H])] следует, что при v = 0 имеем: Е = (1/e)·F. Исходя из этого определения электрического поля, мы, на основании относящейся к неподвижным проводникам формулы /85.1/ εинд = - (1/c)∫(B/∂t)·dS, должны [не имеете права! - В.Р.] заключить, что при изменениях магнитного поля в этих проводниках возбуждается поле электрическое, циркуляция напряжённости которого по контуру проводника L равна:
°∫LЕs·dS = εинд = - (1/c)·∫(∂Bn/∂t)·dS = - (1/c)·∂Ψ/∂t. /85.2/
3. Так как coгласно уравнению /7.3/ [°∫Esds= 0 ... «... поле произвольного вектора Е, вне зависимости от его физического смысла (сила, скорость и т.д.), является полем потенциальным в том и только в том случае, если при любом выборе замкнутого пути интегрирования °∫LEs·dS,- циркуляция электрического вектора поля стационарных зарядов равна нулю, то формула /85.2/ остаётся справедливой и в том случае, если мы условимся во всём дальнейшем понимать под E общую напряжённость электрического поля вне зависимости от того, возбуждается ли это поле (полностью или частично) стационарными электрическими зарядами (кулоново поле) или же изменениями поля магнитного».
- Конец цитаты.
14. То «обстоятельство» что «... в отсутствие электрического поля движущийся заряд может испытывать силу F = (е/с) [v·H]» способно завести только в тупик, где уже нет необходимости что-либо уточнять. Ибо надёжно установлено, что в отсутствие электрического поля движущийся заряд может испытывать любую стороннюю силу, прикладываемую к этому заряду, а не только силу Лоренца F = (е/с)·[v·Н].
Например, гравитационное поле, аналогично электрическому полю успешно толкает те же самые электрические заряды, но из-за этого никому и в голову не приходит называть это - взаимодействующее с электрическим зарядом - гравитационное поле - электрическим полем. То же самое и с любой другой пондеромоторной силой, способной передвигать электрические заряды с одного места на другое за счёт механического трения, разности температур, давлений, концентраций и прочего. Например, можно толкать электрон (благо он материален!) просто рукой. Но кто осмелился бы на этом основании называть силу руки - электрической силой, а «поле рук», толкающих электрические заряды, - электрическим полем?
Стало быть, никакого обстоятельства, ведущего «... к необходимости уточнить определение напряжённости электрического поля» не существует и в помине. Лукавство всё это! Истинную электрическую силу ни с какой другой (сторонней!) при всём добросовестном желании не спутать! Иначе можно сгоряча «попутать» Кулона с Ньютоном.
Повторяем ещё и ещё раз: таинственные силы Лоренца - по своей природе являются сторонними силами, то есть силами не электрическими.
Далее, из формулы /85.1/ вовсе не следует того, что: «... при изменениях магнитного поля в этих проводниках возбуждается поле электрическое ...». Электрического поля в этой формуле /85.1/ нет и впомине!
И следует из этой формулы прямо противоположное. А именно: при локальных изменениях (∂B/∂t ≠ 0) магнитного поля в этих проводниках, согласно формулы /85.1/, возбуждается некоторое вектор-потенциальное поле сторонних сил, которое ничего общего с полем электрическим не имеет, так как циркуляция последнего по контуру неизменно обращается в ноль, а вот циркуляция первого - как раз только и может составить величину ЭДС индукции εинд . Что касается формулы /85.2/, то она может «остаться справедливой» только в одном случае, если «условиться» во всём дальнейшем понимать под напряжённостью поля сторонних сил, То есть не-электрического поля,- напряжённость электрического поля. Следует подчеркнуть, что подобного рода «условность» лишь мистифицирует, маскирует вопрос о физической природе лоренцовой силы, загоняя проблему изучения этой сторонней силы в область потустороннюю, в царство оккультизма. Такой безграничный релятивизм в названиях не объясняет, а лишь затемняет предмет исследования. И никакими математическими выкрутасами и заклинаниями не превратить (даже Игорю Евгеньевичу Тамму!) фиктивно-электрическую величину (по определению), - в реально-электрическую.
Примечательный случай второго вида индукции: движущийся магнит возбуждает в неподвижном контуре проводника стационарный электрический ток индукции, возникновение которого при всём желании не объяснишь формулой /85.2/ с циркуляцией напряжённости электрического поля Е по контуру. В самом деле: электрический ток стационарный - это факт, а такому току может соответствовать только стационарное потенциальное электрическое поле - это тоже факт, а циркуляция напряжённости такого поля по любому замкнутому контуру не может не быть равной нулю - третий факт. Стало быть, эдс индукции, согласно /85.2/ должна равняться нулю. Но ведь электрический ток всё-таки циркулирует по этому проводнику! Выходит, что в этом контуре проводника циркулирует и какая-то реальная сила. Неужели и теперь не ясно, что эта сила не может быть электрической? А это значит, что она очень сильно напоминает ту самую, пока мало изученную стороннюю силу Лоренца, которая с успехом гоняет электроны проводника по кругу в третьем виде индукции и которую в старые добрые времена академик Яков Ильич Френкель не стеснялся называть «фиктивно-электрической» силой, То есть сторонней силой.