Что такое электричество

Несмотря на бесспорные успехи современной теории электромагнетизма, создание на ее основе таких направлений, как электротехника, радиотехника, электроника, считать эту теорию завершенной нет оснований.

Основным недостатком существующей теории электромагнетизма приходится считать отсутствие модельных представлений, непонимание сути электрических процессов; отсюда — практическая невозможность дальнейшего развития и совершенствования теории. А из ограниченности теории вытекают и многие прикладные трудности.

Оснований для того,чтобы полагать теорию электромагнетизма верхом совершенства, нет. В самом деле, в теории накоплен ряд недомолвок и прямых парадоксов, для которых придуманы весьма неудовлетворительные объяснения, или таких объяснений нет вовсе.

Например, как объяснить, что два взаимно неподвижных одинаковых заряда, которым полагается отталкиваться друг от друга по закону Кулона, на самом деле притягиваются, если они вместе движутся относительно давно покинутого источника? А ведь притягиваются, потому что теперь они — токи, а одинаковые токи притягиваются, и это экспериментально доказано.

Почему энергия электромагнитного поля, приходящаяся на единицу длины проводника с током, создающим это магнитное поле, стремится к бесконечности, если обратный проводник отодвигать? Не энергия всего проводника, а именно приходящаяся на единицу его длины, скажем, на один метр?

Как решить задачу о распространении электромагнитных волн, излучаемых диполем Герца (то есть диполем с сосредоточенными параметрами), помещенным в полупроводящую среду? Несмотря на тривиальность постановки, задача об излучении диполя Герца в полупроводящей среде никем и никогда не была решена, попытки решить ее неизменно кончались неудачей. Написанные в учебниках и справочниках решения скомпилированы из двух решений на основе «здравого смысла», а вовсе не получены как строгое решение. А ведь решив эту задачу, можно было бы получить многие частные результаты — излучение диполя в идеальной среде при отсутствии активной проводимости, затухание плоской волны в полупроводнике при бесконечных расстояниях от диполя и ряд других (в отдельности без связи друг с другом некоторые из этих задач решены).

Не решены предельные задачи о возникновении магнитного поля в пульсирующем электрическом поле и об электрическом потенциале, наводимом в пульсирующем магнитном поле на одиночный проводник и многие другие. Методология электродинамики не всегда отличается последовательностью. Например, статический постулат Максвелла (теорема Гаусса) помещаемая в учебниках теоретических основ электродинамики в раздел статики, после представления его в дифференциальной форме помещается уже в раздел динамики, хотя последняя форма представления по физической сущности ничем не отличается от предыдущей. В результате игнорируется запаздывание в значении электрического потенциала D при перемещении зарядов q внутри охваченного поверхностью S пространства.

А что такое «векторный потенциал»? Не скалярный потенциал — это есть работа по перемещению единичного заряда из бесконечности в данную точку пространства, а именно векторный? Какой он имеет физический смысл кроме того, что он должен удовлетворять некоторым математическим условиям? Кто может поделиться этим секретом?

Изложенные моменты, а также и некоторые другие соображения не позволяют считать развитие теории электромагнетизма, как и всякой науки, полностью завершенным. Однако дальнейшая эволюция ее возможна лишь на основе детального качественного рассмотрения процессов, происходящих в электромагнитных явлениях. Полезно напомнить, что мы и сегодня и уже много лет пользуемся теорией, которую в законченном виде Дж. К. Максвелл изложил в своем знаменитом «Трактате об электричестве и магнетизме», вышедшем в свет в 1873 году.

Мало кому известно, что в этом труде Максвелл обобщил свои более ранние работы 1855-1862 гг. В своей работе Максвелл опирается на экспериментальные работы М. Фарадея, опубликованные в период с 1821 по 1856 гг. (полностью Фарадей выпустил свои «Экспериментальные исследования по электричеству и магнетизму» в 1859 г)., на работы В. Томсона периода 1848-1851 гг., на работу Г. Гельмгольца «О сохранении силы» 1847 г., на работу У. Ранкина «Прикладная механика» 1850 г. и многие другие того же периода времени. Максвелл никогда и ничего не постулировал, как сейчас любят фантазировать некоторые теоретики, все его выводы опирались на чисто механические представления об эфире, как об идеальной невязкой и несжимаемой жидкости, о чем Максвелл в своих трудах неоднократно пишет. Читатель может ознакомиться с частью работ Максвелла, изложенных на русском языке в переводе З. А. Цейтлина (Дж. К. Максвелл. Избр. сочинения по теории электромагнитного поля. М., ГИТТЛ, 1952, 687 с.).

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *