Nevýhody obecně přijímané teorie elektromagnetismu

Přes nesporné úspěchy moderní teorie elektromagnetismu, vytvoření na základě takových oblastí, jako je elektrotechnika, radiotechnika, elektronika, není důvod považovat tuto teorii za úplnou. Hlavní nevýhodou existující teorie elektromagnetismu je absence modelových konceptů, nedostatek pochopení podstaty elektrických procesů; proto praktická nemožnost dalšího vývoje a zdokonalení teorie. A z omezení teorie vyplývá také mnoho aplikovaných obtíží.

Neexistují důvody k tomu, aby věřily, že teorie elektromagnetismu je vrcholem dokonalosti. Ve skutečnosti tato teorie nashromáždila řadu opomenutí a přímých paradoxů, pro které byla vynalezena velmi neuspokojivá vysvětlení, nebo taková vysvětlení vůbec neexistují.

Například, jak vysvětlit, že dva vzájemně nehybné identické obvinění, které mají být podle Coulombova zákona odpuzeny, jsou ve skutečnosti přitahovány, pokud se pohybují společně relativně dlouho opuštěným zdrojem? Přitahují je však, protože nyní jsou to proudy a přitahovány identické proudy, což bylo experimentálně prokázáno.

Proč je energie elektromagnetického pole na jednotku délky vodiče s proudem vytvářejícím toto magnetické pole sklon k nekonečnu, pokud je zpětný vodič posunut pryč? Ne energie celého vodiče, ale přesně na jednotku délky, řekněme, jeden metr?

Jak vyřešit problém šíření elektromagnetických vln emitovaných Hertzovým dipólem (tj. Dipólem se soustředěnými parametry) umístěným v polovodičovém médiu? Navzdory triviální povaze tvrzení nebyl problém s vyzařováním Hertzova dipólu v polovodičovém médiu nikdy vyřešen nikým a pokusy o jeho vyřešení vždy selhaly. Řešení napsaná v učebnicích a příručkách jsou sestavena ze dvou řešení na základě „zdravého rozumu“, ale nejsou získávána jako přísné řešení. Po vyřešení tohoto problému by se však dalo získat mnoho konkrétních výsledků: záření dipólu v ideálním médiu při absenci aktivní vodivosti, útlum rovinné vlny v polovodiči v nekonečných vzdálenostech od dipólu a řada dalších (samostatně, některé z těchto problémů jsou řešeny samostatně). )

Omezující problémy výskytu magnetického pole v pulzujícím elektrickém poli a elektrického potenciálu indukovaného v pulzujícím magnetickém poli na jediném vodiči a mnoha dalších nebyly vyřešeny. Metodika elektrodynamiky není vždy odlišná posloupnost. Například Maxwellovy statické postuláty (Gaussova věta) umístěné v učebnicích teoretických základů elektrodynamiky v statické sekci, poté, co byly představeny v diferenciální podobě, jsou již umístěny v dynamické sekci, ačkoli druhá forma reprezentace se ve fyzikální podstatě nelíbí od předchozí. V důsledku toho se zpoždění hodnoty elektrického potenciálu D ignoruje, když se náboje q pohybují uvnitř prostoru pokrytého povrchem S.

A co je „vektorový potenciál“? Není to skalární potenciál - je to práce přesunu jednotkového náboje z nekonečna do daného bodu v prostoru, jmenovitě vektorového? Jaký fyzický význam má kromě toho, že musí splňovat určité matematické podmínky? Kdo může sdílet toto tajemství?

Výše uvedené body, jakož i některé další úvahy, nám neumožňují uvažovat o vývoji teorie elektromagnetismu, stejně jako o jakékoli vědě, zcela dokončené. Jeho další vývoj je však možný pouze na základě podrobného kvalitativního zkoumání procesů vyskytujících se v elektromagnetických jevech.Je užitečné si uvědomit, že dnes a po mnoho let používáme teorii, kterou John C. Maxwell předložil ve svém slavném Pojednání o elektřině a magnetismu, publikovaném v roce 1873. Málokdo ví, že v této práci Maxwell shrnul své dřívější práce z let 1855-1862. Maxwell ve své práci čerpá z experimentální práce M. Faradaye, publikované v období od roku 1821 do roku 1856. (Faraday úplně publikoval své „experimentální studie o elektřině a magnetismu“ v roce 1859)., K dílu V. Thomsona z let 1848–1851, k dílu H. Helmholtze „O zachování energie“ z roku 1847, k dílu W. Rankina „Aplikovaná mechanika“ z roku 1850 a mnoho dalších ve stejném časovém období. Maxwell nikdy nic nepředpokládal, jak někteří teoretici nyní rádi fantazírují, všechny jeho závěry vycházely z čistě mechanických představ o éteru jako ideální neviditelné a nestlačitelné tekutině, kterou Maxwell opakovaně ve svých spisech píše. Čtenář se může seznámit s částmi Maxwellových děl uvedených v ruštině překladem Z. A. Zeitlina (J. C. Maxwell. Volené práce na teorii elektromagnetického pole. M., GITTL, 1952, 687 pp.).

V poznámkách L. Boltzmanna k Maxwellově práci „Na Faraday Power Lines“ (1898) se uvádí:

"Mohl bych říci, že Maxwellovi následovníci v těchto rovnicích pravděpodobně nezměnili nic než písmena. Bylo by to však příliš. Samozřejmě by nemělo být překvapivé, že by se do těchto rovnic mohlo něco přidat, ale mnohem víc." jak k nim bylo přidáno jen málo. “

To bylo řečeno v roce 1898. A to je nyní pravda, téměř o sto let později.

Teorie elektromagnetismu se ve svém vývoji zastavila na úrovni Maxwella, který používal mechanické reprezentace první poloviny 19. století. Četné učebnice o elektrotechnice, elektrodynamice a radiotechnice, které se objevily ve dvacátém století, se zlepšují (nebo zhoršují?) Prezentace, ale v podstatě nic nemění. Co dnes chybí v teorii elektromagnetismu? Za prvé, chybí pochopení toho, že jakýkoli model, včetně modelu elektromagnetismu vyvinutého Maxwellem, je svou povahou omezený, a proto může a měl by být vylepšen. Není dostatečné pochopení potřeby vrátit se k modelování a přesně k mechanickému modelování elektromagnetismu. Maxwell pracoval na pojmech ether jako ideální, tj. Neviditelná a nestlačitelná tekutina. A éter se ukázal jako plyn a plyn, jak viskózní, tak stlačitelný. To znamená, že myšlenky G. Helmholtze používané Maxwellovým například, že víry se netvoří a nezmizí, ale pouze se pohybují a deformují, že produkt oběhu podél průřezové oblasti víru zůstává po celé své délce konstantní, není daleko od vždy pravda. Ve skutečném plynu se víry formují a mizí, a Maxwell to nezohledňuje. Maxwellovy rovnice neodrážejí objemový proces, protože první i druhá Maxwellovy rovnice uvažují proces v rovině. Pravda, pak se tato rovina otáčí v souřadných osách, což vytváří trojrozměrný efekt, ale ve skutečnosti se z toho podstata nemění, letadlo zůstává rovinou. Pokud by byl proces uvažován v objemu, bylo by nutné zvážit změnu intenzity víru podél jeho osy, pak by do určité míry byly pokryty procesy vytváření víru a rozpad vírů. Ale to je přesně to, co z Maxwellových rovnic chybí. A proto ty problémy, ve kterých tyto otázky vyvstávají, například problém Hertzova dipólu v polovodivém médiu, nemohou být zásadně vyřešeny pomocí Maxwellových rovnic.

Maxwell nebere v úvahu skutečnost, že v okamžiku, kdy vodič protíná toto pole, je přímá interakce vodiče s magnetickým polem.Faradayův zákon, který je přímým důsledkem první Maxwellovy rovnice, je v tomto smyslu popisným, fenomenologickým zákonem, zákonem dlouhého dosahu, protože v něm se pole mění na jednom místě, uvnitř obvodu a výsledkem této změny je EMF na periferii obvodu. A dnes jsou již známy významné rozdíly mezi výpočty provedenými v souladu s Faradayovým zákonem a výsledky přímých měření. Rozdíl v některých případech není jedno nebo dvě procenta, ale několikrát!

Tento seznam může v případě potřeby pokračovat.

Nejméně ze všech těchto výčitek lze přičíst samotnému J. K. Maxwellovi. Maxwellova teorie elektromagnetismu se ukázala být tak dobrá, že na jejím základě bylo vytvořeno několik nejdůležitějších oblastí moderní vědy, vyřešeno bylo obrovské množství aplikovaných problémů a byly vychovávány generace výzkumníků. Tyto výčitky však platí pro následující generace vědců, kteří si představovali, že Maxwell udělal všechno a Maxwellovy učení dále nerozvíjel. Aniž bychom šli do podrobností, lze poznamenat, že použití pojmů ether jako viskózního stlačitelného média umožnilo objasnit některé znázornění teorie elektromagnetismu, zejména vyřešit některé z výše uvedených paradoxů. Například pohybující se náboje, i když zůstávají vůči sobě stacionární, pohybují se vůči éteru, a proto vzniká magnetické pole, které je začíná spojovat.

Ukázalo se, že v blízké zóně emitorů vzniká podélné elektrické pole, ve kterém se stále vytvářejí éterové víry. V takovém poli není vektor elektrického napětí umístěn napříč směrem pohybu energie, ale podél něj. A pouze v určité vzdálenosti od zářičů v důsledku vektorového přidání takových polí se vytvoří vlna, ve které je vektor elektrického napětí již kolmý ke směru šíření energie.

Ukázalo se, že v důsledku stlačitelnosti etheru může být také komprimováno magnetické pole a tato komprese je docela patrná dokonce i pro pole vytvořená proudy v desetinách ampéru. Experimentální ověření celkového současného zákona, které, jak se ukázalo, nebylo nikdy nikým ověřeno z důvodu jeho zjevnosti a které přímo vyplývá z druhé Maxwellovy rovnice, ukázalo, že tento zákon je přesně dodržován pouze při mizivě nízkých intenzitách magnetického pole. I v běžných případech mohou být rozdíly mezi skutečnými intenzitami pole a intenzitami vypočtenými podle tohoto zákona velmi velké, což výrazně překračuje limity možných chyb měření nebo zanedbávání okrajových efektů.

Ukázalo se, že je možné vypočítat EMF vznikající na vodiči umístěném v pulzujícím magnetickém poli a experimenty potvrdily správnost těchto výpočtů.

Ukázalo se, že je možné vytvořit koncept „vzájemné indukce vodičů“, i když v elektrodynamice existuje pouze koncept „vzájemné indukce obvodů“. To umožnilo vyvinout metodiku pro vytvoření referenčního rušení v komunikačních linkách leteckého avionického vybavení, zavést ji do příslušného GOST a úspěšně ji použít v praxi zajištění odolnosti proti rušení palubních elektrických komunikačních linek. A předtím to nevyšlo ...

A to je jen začátek. Teorie elektromagnetismu čeká na své Faradaye a moderní Maxwelly. Nemůžete nekonečně využívat autoritu velkých, ale dávno pryč vědců. Musíme pracovat sami.