Главная страница
Навигация по странице:

  • § 3.2. Поток вектора магнитной индукции и теорема Гаусса

  • Потоком вектора магнитной индукции

  • § 3.3. Магнитные свойства вещества. Самое немагнитное

  • § 3.4. Работа по перемещению проводника с током в магнитном

  • § 3.5. Парадоксы магнитного поля

  • Последняя тайна бога (И. Мисюченко). И. Мисюченко Последняя тайна


    Скачать 6.4 Mb.
    НазваниеИ. Мисюченко Последняя тайна
    АнкорПоследняя тайна бога (И. Мисюченко).pdf
    Дата13.01.2018
    Размер6.4 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаПоследняя тайна бога (И. Мисюченко).pdf
    ТипКнига
    #13967
    страница9 из 25
    1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   25
    Глава 3. Магнитное поле и магнетизм
    § 3.1. Магнитное поле как результат движения электрического
    поля. Характеристики магнитного поля.
    Выше мы неоднократно высказывали мысль о том, что магнитного поля как самостоятельной сущности не существует. А те манифестации, которые мы привыкли ассоциировать с магнитным полем, в каждом случае вызваны движениями электрических полей. Поскольку выше мы установили, что электрическое поле и элементарные заряды - это синонимы, следовательно, магнитные явления всегда вызваны движениями зарядов. А вот этот вывод уже, кажется, ни у кого не должен вызвать особой аллергии. Более того, магнитные поля в современной физике прочно ассоциируются с токами, а токи – это всегда движение зарядов. Всё, чем отличается наша парадигма от общепринятой, это то, что мы пытаемся напрямую связать движения электрических полей с магнитными явлениями. Токи в нашем представлении, конечно же, сопровождают движения электрических полей, в том числе и в вакууме, но они являются тоже всего лишь следствием движущихся полей и наличия вездесущей среды (как вещественных сред, так и эфира, пленума). Поскольку движения полей могут быть весьма разнообразны, в том числе могут быть уничтожимыми (выбором системы отсчёта) и неуничтожимыми, то и манифестации такого движения весьма разнообразны. Система этих манифестаций действительно производит такое впечатление, словно за ней стоит некая единая сущность.
    Эту-то сущность поспешно назвали магнитным полем и стали изучать, как самостоятельное явление. Х. Эрстед, А. Ампер, М. Фарадей, Н. Тесла – практически все великие физики XIX века в той или иной мере отдали немало сил и времени изучению магнитных явлений и развитию понятия «магнитное поле». Трудами этих замечательных людей в современные пособия, справочники и учебники вошло примерно нижеследующее понимание магнитного поля: считается, что электрическое поле действует как на
    неподвижные, так и на движущиеся в нём заряды, магнитное же поле действует
    только на движущиеся в нём электрические заряды [1]. Отметим, что в такой парадигме полностью проигнорирован принцип относительности. То есть следовало бы говорить, что если в магнитном поле могут двигаться заряды, то и магнитное поле может двигаться относительно зарядов. Вообще, мышление человека не может представить себе ситуацию, когда объект А движется относительно объекта Б, а вот объект Б не движется относительно А. Попробуйте придумать такой пример. Не получится. А в таком случае, когда движется не заряд, а «магнитное поле», всё будет выглядеть так, что заряд
    неподвижен
    в выбранной системе отсчёта, а магнитное поле движется и имеет место
    взаимодействие
    между зарядом и магнитным полем при неподвижном заряде.
    Ранее мы обнаружили факт имманентно присущего электрическому полю непрерывного движения. Значит, нет в природе взаимодействия неподвижного заряда с неподвижным полем. Потому что нет в природе неподвижных электрических полей.
    Ровно то же самое происходит и при взаимодействии заряда с «магнитным полем»: либо заряд подвижен, либо магнитное поле подвижно, либо они оба обладают движением в выбранной системе отсчёта. Тогда различие, казавшееся ранее очевидным и существенным, оказывается химерой, обманом зрения, поспешным выводом.
    Но ведь с чем-то «магнитное поле» связано? Конечно. Оно связано с движением электрических полей, то есть с движениями возмущений в зарядовых континуумах эфира
    (вакуума, пленума, мировой среды). Мы обнаруживаем магнитное поле по силовому воздействию на движущиеся заряды, т.е. токи. Мы обнаруживаем также движущееся магнитное поле по силовому воздействию на неподвижные заряды. Магнитное поле

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    96 всегда порождается токами, то есть всё теми же движущимися зарядами. Таким образом, выход из этого лабиринта взаимосвязей ровно один: так называемое «магнитное поле» - это просто взаимодействие между взаимно движущимися зарядами.
    «Магнитное поле» в ряде случаев удобно считать существующим. Удобно в тех случаях, когда описание движений зарядов через «магнитное поле» существенно проще, чем описание самих движений. Мы и сами так часто поступаем. Но, поступая так, мы ни на секунду не забываем, что никакого «магнитного поля» на самом деле нет, как нет теплорода и флогистона.
    Чтобы охарактеризовать магнитное поле, принято рассматривать его силовое действие на определённый ток. Поскольку ток - это вектор по определению, то силовое поле, действующее на вектор, поневоле отличается от поля, действующего на скаляр
    (заряд). Было придумано и пробное тело для магнитных полей – замкнутый плоский контур с током, линейные размеры которого малы по сравнению с расстоянием до токов, создающих исследуемое магнитное поле. Важную роль играет направление нормали к рамке с током. Принято определять его правилом правого винта: за положительное направление нормали принимается направление поступательного движения винта, головка которого вращается в направлении тока, текущего в рамке.
    Опыт показывает, что магнитное поле ориентирует в пространстве свободную рамку с током определённым образом. За направление магнитного поля в данной точке принимают направление, вдоль которого располагается положительная нормаль к рамке.
    Аналогичное ориентирующее действие магнитное поле оказывает и на магнитную стрелку компаса, разворачивая её так, чтобы ось стрелки, соединяющая южный полюс с северным, совпадала с направлением поля. Та же рамка может служить и для количественного описания магнитного поля. Поскольку разворачивает рамку пара сил, то возникает вращающий момент.
    (3.1)
    ]
    [
    B
    p
    M
    m
    r r
    r
    =
    , где
    m
    pr - вектор магнитного момента рамки с током, B
    r
    - вектор магнитной индукции
    (количественная характеристика магнитного поля). Для плоского контура с током I магнитный момент определяется как:
    (3.2)
    n
    IS
    p
    m
    r r =
    , где
    S
    - площадь поверхности контура (рамки);
    nr
    - единичный вектор нормали к поверхности рамки. Магнитную индукцию поля можно определить через максимальный механический вращающий момент и магнитный момент рамки с током:
    (3.3)
    m
    макс
    p
    M
    B
    =
    Индукция поля измеряется в Тесла [Тл]. На сегодняшний день установлено, что вектор B
    r может быть определён также из закона Ампера и из выражения для силы Лоренца.
    Поскольку сила Ампера, как установлено на сегодняшний день, есть совокупность сил
    Лоренца действующих на носители заряда в проводнике, и она же разворачивает рамку в магнитном поле, то получается, что есть всего одна силовая характеристика магнитного поля: сила Лоренца. Сила Лоренца есть сила, действующая со стороны магнитного поля
    B
    r
    (т.е. токов, его порождающих) на движущийся со скоростью
    vr
    относительно поля элементарный заряд
    0
    q .

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    97
    (3.4)
    ]
    [
    0
    B
    v
    q
    F
    r r
    r
    =
    Относительно силы Лоренца бытует устойчивый миф о том, что она не может производить работы. Такой миф возник из-за конкретного школьного примера действия силы Лоренца. Имеется в виду свободное движение заряженной частицы в однородном магнитном поле. В этом случае частица движется по кругу, сила Лоренца, поворачивающая заряд, перпендикулярна скорости и, значит, по определению, не совершает работы. Однако если заряд не может свободно двигаться по кругу, задаваемому полем, то он будет пытаться двигать всё то, что ему мешает (кристаллическую решётку провода, например) и благополучно совершит работу. Другое дело, за счёт чего именно будет совершена эта работа. За счёт кинетической энергии частицы, за счёт энергии электрического поля, движущего частицу, за счёт энергии токов, порождающих магнитное поле. Но не за счёт энергии самого магнитного поля. Магнитного поля нет, значит, нет и энергии магнитного поля. Энергия есть у движущихся зарядов, т.е. токов.
    Вот настоящая причина, почему магнитное поле как таковое не совершает работы. Однако в общепринятой парадигме считается, что это не так. Рассмотрим всё тот же пример с круговым движением заряда в магнитном поле. Если бы кто-то увидел электрон, вращающийся по кругу вокруг пустого места, он бы весьма удивился. Ведь круговое движение должно создавать центробежную силу, ибо электрон обладает массой. Значит, без противостоящей силы он бы удалялся от центра вращения. Следовательно, его удерживает на круговой орбите сила, эквивалентная некоей потенциальной силе (вроде
    Кулоновской). А раз так, то у электрона, вращающегося по кругу, есть дополнительная энергия, энергия связи. Он уже не свободный заряд. Он связанный с чем-то. Откуда взялась эта энергия? Совершенно понятно: вращающийся по кругу электрон есть ток, и он создаёт магнитное поле, которое накладывается на внешнее поле и уменьшает его вблизи электрона. Эта разница и пошла на создание энергии связи электрона с полем. Так что
    Лоренцева сила всё-таки и в этом случае благополучно совершила работу. Другой разговор, что, будучи единожды совершённой, эта работа более не совершается при вращении электрона. То есть, сколько бы электрон не крутился по круговой орбите в магнитном поле, его суммарная энергия не изменится. Вопрос об излучении ускоренного электрона и лучевом трении мы рассмотрим позже, после того как изучим явления и механизм электромагнитной индукции.
    Как же количественно характеризуется магнитное поле? Если расположить два
    длинных
    проводника (в вакууме) параллельно на расстоянии R с током и пропускать по ним токи
    1
    I
    и
    2
    I
    , то между токами будет действовать сила, именуемая силой Ампера.
    Природа этой силы Лоренцева, как мы уже говорили. Эта сила действует на каждый элемент длины проводов как:
    (3.5)
    dl
    R
    I
    I
    F
    d
    2 1
    0 2
    4
    π
    μ
    =
    r
    , где
    0
    μ
    - коэффициент пропорциональности, называемый магнитной проницаемостью вакуума. Считается, что эта величина – мировая физическая константа. Позже мы выясним подлинный смысл этой константы.
    Если токи сонаправлены, то проводники притягиваются. Если противонаправлены
    – отталкиваются. Как мы уже указывали, движение электронов в проводнике является принципиально неуничтожимым, и эта неуничтожимость в значительной мере и создаёт иллюзию объективного существования магнитного поля. Опытные формулы (3.4) и (3.5) позволяют вывести величину магнитного поля прямого провода с током I :

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    98
    (3.6)
    R
    I
    B
    2 4
    0
    π
    μ
    =
    Если ток представлен всего одним движущимся элементарным зарядом
    0
    q , то его магнитное поле выражается как:
    (3.7)
    α
    π
    μ
    π
    μ
    sin
    4
    ;
    ]
    ,
    [
    4 2
    0 0
    3 0
    0
    r
    v
    q
    B
    r
    r
    v
    q
    B
    =
    =
    r r
    r где
    α
    - угол между векторами
    vr и rr . Мы уже получали этот результат ранее, рассматривая движение не точечных, а реальных зарядов, с ограниченным размером. Поле движущихся зарядов обнаружено американским физиком Г. Роуландом и проверено русским физиком А. А. Эйхенвальдом. Точно магнитное поле свободно движущихся зарядов было измерено академиком А. Ф. Иоффе.
    Магнитное поле постоянных токов изучалось Ж. Био и Ф. Саваром в XIX веке.
    Обобщив их труды, французский математик и физик П. Лаплас вывел выражение для магнитного поля элемента с током (короткого отрезка дины
    dl
    ). Тогда ещё не знали об электронах, не знали об эквивалентности токов смещения, проводимости и конвекции. Не могли измерить поля движущегося электрона. Вывод был получен «на кончике пера».
    Итак, магнитное поле элемента с током
    Idl
    определяется как:
    (3.8)
    α
    π
    μ
    π
    μ
    sin
    4
    ;
    ]
    ,
    [
    4 2
    0 3
    0
    r
    Idl
    dB
    r
    r
    l
    d
    I
    B
    d
    =
    =
    r r
    r
    Установлено, что для магнитного поля справедлив принцип суперпозиции. Например, поле провода с током есть суперпозиция полей элементов с током, составляющих провод.
    Теперь мы понимаем, почему «магнитное поле» подчиняется принципу суперпозиции.
    Всё потому, что этому принципу подчиняются как электрическое поле, порождающее своим движением магнитное, так и силы вообще.
    Пользуясь (3.8), можно вычислить магнитное поле практически любого тока: соленоидального, тороидального, прямого, кругового и сколь угодно сложного.
    § 3.2. Поток вектора магнитной индукции и теорема Гаусса
    В начале учения о магнетизме М. Фарадей ввёл представление о силовых магнитных линиях. Силовые линии определяются почти так же, как в случае с электрическим полем. Это линии, касательные к которым в каждой точке равны векторам индукции магнитного поля. Сам М. Фарадей склонен был думать, что эти линии существуют объективно. То есть это что-то вроде нитей, исходящих из одного полюса магнита и входящих в другой. Тогда можно посчитать «число» таких нитей, проходящих через выделенную площадку или поверхность.
    Потоком вектора магнитной индукции
    (магнитным потоком) через площадку
    dS
    называется скалярная величина, равная:
    (3.9)
    dS
    B
    S
    d
    B
    d
    n
    В
    =
    =
    Φ
    r r
    , где
    α
    cos
    S
    d
    B
    B
    n
    r r
    =
    - проекция вектора B
    r на направление нормали к площадке
    dS
    ,
    n
    dS
    S
    d
    r r
    =
    . Поток измеряется в веберах [Вб]. Один вебер – магнитный поток, проходящий

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    99 сквозь плоскую поверхность площадью 1 м
    2
    , расположенную перпендикулярно магнитному полю с индукцией 1 Тл. Каков физический смысл потока магнитной индукции? Изначально это было именно количество силовых линий, пересекающих площадку. В настоящее время в физической литературе этот вопрос стараются просто обойти молчанием. Ну есть поток и есть. Он как-то выражается, через него что-то можно посчитать. И ладненько. Важнее, что поток фигурирует в теореме Гаусса: поток вектора
    магнитной индукции сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю
    . Считается, что эта теорема отражает факт отсутствия магнитных зарядов, вследствие чего силовые линии не имеют ни начала, ни конца и являются замкнутыми. Математически теорема Гаусса записывается как:
    (3.10)
    0
    =
    =


    S
    n
    S
    dS
    B
    S
    d
    B
    r r
    В этом принято усматривать разницу между магнитным и электрическим полем и на основании этой разницы утверждать, что магнитное поле является самостоятельной сущностью. Между тем мало кто думает что если объявить силу Кориолиса, например, силой порождаемой особым полем, то мы получим практически всю теорию, разработанную для магнитного поля, и вполне можем уверовать в существование «поля
    Кориолиса». Но ведь на сегодняшний день хорошо понятно, что сила Кориолиса возникает от двух причин: суточного вращения Земли и инерции прямолинейно движущегося пробного тела. Так и «магнитное поле» есть порождение двух сущностей: наличия электрического поля у зарядов и факта взаимного движения зарядов.
    Когда контур охватывает площадку несколько раз (многовитковая катушка), то поток магнитного поля через него считается умноженным в соответствующее число раз и называется почему-то уже не потоком, а потокосцеплением:
    (3.11)
    N
    Φ
    =
    Ψ
    Видимо, такое положение дел установилось в результате попыток объяснения электромагнитной индукции, изучавшейся на примере соленоидов, т.е. многовитковых контуров.
    § 3.3. Магнитные свойства вещества. Самое немагнитное
    вещество
    До сих пор мы рассматривали магнитное поле в вакууме (мировой среде, пленуме).
    И установили, что взаимное движение «магнитного поля» и зарядов приводит к силовому взаимодействию. Нам известно, что любое вещество являет собой систему
    «элементарных» зарядов. И заряды эти находятся в непрерывном внутреннем движении.
    Следовательно, вещество так или иначе должно реагировать на магнитное поле. И это действительно так. Опытный факт состоит в том, что если поместить во внешнее однородное магнитное поле образец из любого природного вещества, то напряжённость поля внутри этого образца будет отличаться от напряжённости внешнего поля. Это происходит потому, что внешнее магнитное поле наводит (индуцирует) в веществе собственное поле вещества, и мы имеем дело с суммой полей. Принято говорить, что все вещества, помещённые в магнитное поле, намагничиваются. Этот факт принято отражать особой характеристикой вещества – относительной магнитной проницаемостью
    μ
    . Она показывает, во сколько раз меньше или больше суммарное поле в данном веществе стало

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    100 относительно внешнего поля. Магнитные свойства веществ определяются в основном магнитными свойствами электронов в атомах и отчасти магнитными свойствами ядер.
    Мы особо хотим отметить тот факт, что в природе нет веществ с единичной
    магнитной проницаемостью
    . Если магнитная проницаемость меньше единицы, принято называть такое вещество диамагнетиком (поле в нём всегда меньше внешнего). Если она больше единицы, то такое вещество называют парамагнетиком (поле в нём больше внешнего). Бывают вещества (как правило, сложного состава), у которых огромные магнитные проницаемости.
    Такие вещества являются ферромагнетиками, ферримагнетиками, антиферромагнетиками и т.д. Мы намеренно не собираемся вдаваться в природу этих веществ и механизмы образования намагниченности, поскольку эти вещи неплохо описаны в существующей физической литературе и не являются существенными для целей данной книги.
    Сообразительный читатель, мы полагаем, уже додумался до идеи смешать в некоторой определённой пропорции диамагнитное и парамагнитное вещество с тем чтобы получить вещество с единичной относительной магнитной проницаемостью. Без сомнения, это возможно теоретически. Но на практике в силу технических ограничений всегда будет иметься какое-то остаточное отличие
    μ
    от единицы. К тому же окажется что для разных температур, давлений и влажностей эта остаточная величина разная. И только одно известное нам вещество имеет относительную проницаемость, в точности равную единице, – это вакуум (мировая среда, пленум). Кроме того, ещё М. Фарадей выяснил, что в магнитном поле плоскость поляризации света, проходящего через среду, претерпевает вращение. В диамагнетиках в одну сторону, в парамагнетиках в противоположную. И только в вакууме при любых магнитных полях не наблюдается эффекта Фарадея, т.е. плоскость поляризации света неподвижна. Какой же фундаментальный вывод мы можем сделать из вышеприведенных фактов? Без сомнения, напрашивается один главный вывод: вакуум амагнитен. То есть он индифферентен к магнитному полю. То есть не имеет
    никаких
    магнитных свойств.
    Говоря о взаимоотношениях вакуума (эфира, пленума) с электрическим полем, мы отмечали, что он такой же диэлектрик, как любые другие диэлектрики, с той разницей, что он намного лучше их, идеальнее. В отношении магнитного поля мы так сказать не можем, а вынуждены констатировать, что вакуум абсолютно немагнитен. Почему всегда магнитны вещества? Потому что веществу по самой его природе неотъемлемо присуще внутреннее движение. Почему совершенно немагнитен вакуум? Видимо, следует признать, что внутреннее движение не является его собственным неотъемлемым свойством! То есть он может двигаться, а может и не двигаться.
    А вот теперь, сделав этот существенный вывод об амагнитной природе вакуума, мы снова вынуждены усомниться в том, что то, что принято называть «электромагнитной волной», действительно волна. Все волны, изученные людьми до эпохи электромагнетизма, были устроены одинаково: кинетическая энергия движущейся материи переходит в потенциальную (как правило, связанную с взаимным расположением частей системы) и обратно. Так происходит распространение волновых возмущений.
    Казалось бы, нечто подобное усматривается и в распространении «электромагнитных волн»: энергия магнитного поля (а мы уже знаем, что это энергия движения зарядов, т.е. кинетическая) переходит в энергию электрического поля (энергия электрического поля связана с взаимным положением зарядов и, соответственно, потенциальна) и наоборот.
    Позже мы укажем на ряд обстоятельств, которые препятствуют восприятию
    «электромагнитной волны» как волны. А сейчас существенно вот что: коль скоро мы установили амагнитность вакуума, то, следовательно, нет никакой специфической внутренней энергии вакуума, связанной с «магнитным полем». В веществе – она есть, поскольку поле внутри вещества изменяется по отношению к внешнему полю. То есть в веществе более-менее понятно: есть внешнее магнитное поле, значит, появляется и внутреннее, отличное от внешнего. Нет внешнего – нет и внутреннего. В веществе, таким

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    101 образом, есть лазейка, через которую можно «создать» в нём «магнитную энергию». В вакууме такой лазейки нет, поэтому затруднительно производить преобразования потенциальной энергии электрического поля в кинетическую энергию магнитного и обратно. А если вспомнить ещё более фундаментальный вывод, что магнитного поля и вовсе нет как самостоятельной сущности, то совсем уж становится непонятно, как может существовать такая сомнительная «волна». Разумеется, любой образованный человек возразит нам, что распространение такого явления, как «электромагнитная волна», весьма похоже на распространение настоящих волн, например, звуковых. Но разве похожесть законов распространения обязательно требует одинаковой природы явлений? Пули распространяются практически по законам геометрической оптики. Никаких сомнений.
    Так почему же в оптике по сей день не принята баллистическая гипотеза Ритца? А потому, что при современной организации науки приживается не самая яркая идея, и не самая простая, и даже не самая многообещающая. А приживается та, которая в нужное время оказалась в нужном месте.
    § 3.4. Работа по перемещению проводника с током в магнитном
    поле. Энергия магнитного поля
    На проводник с током в магнитном поле действует сила, определяемая законом
    Ампера (3.5). Если предположить, что магнитное поле, в котором находится проводник с током создано другим проводником с током (ведь неважно, чем именно создано это поле, поскольку принято учитывать лишь одну силовую характеристику B ), то несложно установить, что сила, действующая на проводник с током I , в поле B будет равна:
    (3.12)
    IBl
    F
    =
    , где
    l
    - длина проводника. Разумеется, магнитное поле полагаем перпендикулярным плоскости, в которой находится проводник. Если ничто не мешает проводнику двигаться, то под действием силы (3.12) он придёт в движение. Тогда работа, совершаемая над проводником, будет равна, по определению работы:
    (3.13)
    Φ
    =
    =
    =
    =
    Id
    IBdS
    IBldx
    Fdx
    dA
    Здесь
    dx
    - величина малого перемещения проводника в пространстве. То есть работа по перемещению проводника в магнитном поле равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником.
    Зададимся вопросом, кто именно совершил эту работу? Магнитное поле? Сам проводник? Ток? Источник тока? Проводник как таковой не имел энергии на совершение работы. Значит не он. Магнитное поле не изменилось. Видимо, не оно. Ток тоже не изменился, по условиям задачи. Значит и не он. Методом исключения остаётся источник тока. Как именно осуществилось совершение работы, по какому механизму, мы сможем выяснить только тогда, когда разберём явления электромагнитной индукции.
    Оказывается, источник тока совершает работу против сил электромагнитной индукции.
    Забегая вперёд, укажем, что в теории электромагнитной индукции получено выражение для энергии
    W
    контура с индуктивностью (коэффициентом самоиндукции) L :
    (3.14)
    2 2
    LI
    W
    =
    Зная, что в длинном соленоиде длины
    l
    , например, магнитное поле зависит от тока как:

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    102
    (3.15)
    l
    NI
    B
    0
    μμ
    =
    , а индуктивность соленоида с площадью сечения
    S
    равна:
    (3.16)
    l
    S
    N
    L
    2 0
    μμ
    =
    , то полная энергия магнитного поля в соленоиде объёма
    V
    :
    (3.17)
    V
    BH
    V
    B
    W
    2 2
    0 2
    =
    =
    μμ
    , где
    0
    μμ
    B
    H
    =
    напряжённость магнитного поля [А/м]. Что это за энергия?! Вне всякого сомнения, это кинетическая энергия движущихся по определённым траекториям
    электронов
    в обмотке соленоида. Если электроны остановить (прекратить ток), то энергия может быть выделена и использована. Несложно вычислить для этого простого случая объёмную плотность энергии магнитного поля в соленоиде:
    (3.18)
    2 2
    0 2
    BH
    B
    w
    =
    =
    μμ
    Считается, что эта формула верна для магнитного поля вообще. Любого. Всюду. Хотя конкретно в соленоиде эта энергия принадлежала не полю как таковому, а движущимся материальным частицам, электронам. Оторвав (3.18) от источника поля, физика уклонилась от здравого смысла. И объявила энергию магнитного поля объективно существующей, вне связи со своими материальными носителями – движущимися зарядами (движущимися электрическими полями).
    Мы уже отмечали, что «энергия магнитного поля» проявляется только тогда, когда возникают явления электромагнитной индукции, т.е. изменения поля. Вне индукции – нельзя говорить об энергии поля. Разве что как о потенции, возможности. В то же время магнитное поле связано с движением зарядов, кинетической энергией. Это противоречие легко объяснить, отказавшись от реальности магнитного поля и сведя его к движению зарядов (электрических полей). Заряды – это материя. Если есть движущиеся заряды, то значит, движется материя. Следовательно, есть кинетическая энергия. Если попытаться
    изменить
    движение, то возникнут силы инерции и со временем совершат работу (глава 1).
    Вот и всё. Никаких загадок, никаких парадоксов.
    § 3.5. Парадоксы магнитного поля
    Кроме уже упоминавшегося нами парадокса с самофокусировкой пучка заряженных частиц в собственном магнитном поле, современное понимание магнитного поля приводит и к другим парадоксам. Например, к невозможности существования бесконечно тонкого провода с током. Суть парадокса проясняется из рис. 3.1. Представим себе проводящую трубку с током I . Пусть сначала полный ток образуется двумя параллельными диаметрально расположенными одинаковыми токами
    1
    I
    и
    2
    I
    . Согласно

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    103 современным представлениям оба тока образуют одинаковые магнитные поля
    1
    B
    и
    2
    B
    Нетрудно видеть (рис. 3.1), что на оси трубки индукция магнитного поля должна быть тождественно равна нулю. Если мысленно разбить цилиндрический ток на множество диаметрально расположенных микротоков j , то для каждой пары сумма их магнитных полей на оси будет равна нулю. Следовательно, магнитное поле цилиндрического тока на оси цилиндра (трубки) тождественно равно нулю. При любом диаметре трубки на её оси поле будет нулевым, т.е. отсутствующим. В бесконечно тонкой трубке при
    0

    R
    , следовательно, одновременно и должно существовать бесконечно большое поле согласно выражению (3.6) и не должно существовать никакого поля согласно вышесказанному.
    Рис. 3.1
    К пояснению парадокса бесконечно тонкого провода с током
    Эти утверждения логически несовместны, следовательно, бесконечно тонкие токи невозможны, хотя ими пользуются как инструментом при решении задач. Мы здесь не указываем на тривиальное обращение энергии поля бесконечно тонкого провода в бесконечность, поскольку наше отношение к «энергии магнитного поля» не позволяет нам апеллировать к этому понятию вообще.
    Литература
    1. Т.И.Трофимова. Курс физики. 9-е издание. – М.: Издательский центр «Академия»,
    2004 г.
    2. Б. М. Яворский, Ю. А. Селезнев. Справочное руководство по физике. Для поступающих в вузы и для самообразования. М.: «Наука», 1989 г.
    3. А.Н.Матвеев. Электричество и магнетизм. М.: Высшая школа. 1983.
    4. Владимир Петрович Карцев. «Магнит за три тысячелетия». 4-е изд., перераб. и доп.
    – М.: Энергоатомиздат, 1988..

    И. Мисюченко Последняя тайна Бога
    104
    1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   25


    написать администратору сайта