Электромагнитное поле

К сожалению, в учебной литературе некоторые электродинамические процессы рассматриваются непоследовательно, т.е. не придерживаясь причинно-следственной связи. Например, рассматривая движение зарядов, сразу переходят к магнитному полю, при этом совершенно не упоминается о связанных с зарядами движущихся электрических потоках и токах смещения, которые и образуют само магнитное поле (согласно электродинамике, с каждым движущимся электрическим зарядом движется связанный с ним электрический поток). Таким образом, у изучающего электродинамику складывается идеалистическое представление, что магнитное поле возникает из ничего, так как не упоминается, что магнитный поток - это движущийся электрический поток. Зная плотность связанного с зарядом движущегося электрического потока D

= qr

/4pr3, всегда можно, согласно B

= m0[vD]

, вычислить плотность магнитного потока вокруг заряда B

= m0q[vr]

/4pr3.

«В результате обобщения экспериментальных данных был получен элементарный закон, определяющий поле B

точечного заряда q, движущегося с постоянной нерелятивистской скоростью v

. Этот закон записывается в виде B

= m0q[vr]

/4pr3, .»

Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.155.

На самом деле не было необходимости в обобщении экспериментальных данных, так как, зная, что магнитный поток представляет движущийся электрический поток, этот закон просто выводится из двух формул: B

= m0[vD]

и D= qr

/4pr3. Аналогичным образом, зная, что с каждым движущимся зарядом связан движущийся электрический поток, выводятся и другие формулы для расчета магнитной индукции. Например, плотность движущегося электрического потока вокруг прямого бесконечного провода с током. D = P/2pr = q/2prL, где P - плотность движущихся зарядов в проводе (P = q/L), r - расстояние от провода. Согласно B

= m0[vD]

, получим B = m0qv/2prL = m0I/2pr, где I - сила тока (I = Pv = qv/L). По аналогии выводится и формула для вычисления магнитной индукции в центре кругового тока B = m0qv/4pr2 = m0I/2r, где I - сила тока (I = qv/2pr), r - радиус кругового тока.

«Следовательно, магнитная индукция поля прямого тока B = m0I/2pr.»

Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.208.

Точнее, - магнитная индукция движущегося электрического потока (поля), связанного с электрическим током, который течет в прямом бесконечном проводе. Например, если остановить ток в проводе, то из-за того, что электрическое смещение распространяется со скоростью света, в окружающем пространстве еще некоторое время будут двигаться электрические потоки и будет существовать магнитное поле. Т.е. магнитное поле связано с движением электрических потоков и может существовать без движения зарядов, например, при торможении зарядов электрические потоки могут начать распространяться (двигаться) самостоятельно в виде электромагнитных волн. Надо заметить, что для теоретической физики в принципе нет необходимости в магнитной индукции, так как ее всегда можно представить как произведение плотности электрического потока на его скорость движения (движущийся электрический поток условно называется магнитным потоком B= m0[vD]

), т.е. магнитная индукция введена искусственно для наглядности и удобства в практических расчетах. Но, с другой стороны, во многих случаях магнитные поля проще и удобнее рассчитывать, если рассматривать их как движущиеся электрические потоки, например, при вычислении магнитной энергии, которая возникает между обкладками движущегося заряженного конденсатора, т.е., зная плотность электрического потока между обкладками, скорость движения и объем, легко вычислить магнитную энергию. Также, например, можно найти плотность электромагнитной энергии движущегося поперечного электрического потока:

w = D2/2e0 + B2/2m0 = D2(1 + v2/c2)/2e0,

соответственно, плотность электромагнитной массы:

m = m0D2(1 + v2/c2)/2,

где e0 и m0 - электрическая и магнитная постоянные e0m0 = 1/c2. Если же электрический поток ориентирован продольно движению, то в нем магнитная индукция и, соответственно, магнитная энергия не возникают:

B

= m0[vD]

= m0vD sin a,

где a - угол между направлением движения и вектором D

Другое по теме

Экспериментальная проверка теории Эйнштейна
В основе теории тяготения Эйнштейна лежит принцип эквивалентности. Его проверка с возможно большей точностью является важнейшей экспериментальной задачей. Согласно принципу эквивалентности, все тела независимо от их состава и массы, все виды материи должны падать в поле тяготения с одним и тем же ускорением. Справедливость это ...

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения
В статье рассматриваются взрывные генераторы, преобразующие механическую энергию ударной волны, распространяющейся в рабочем теле, в электромагнитную энергию. Основным элементом таких генераторов является рабочее тело, выполненное из ферромагнитного или из сегнетоэлектрического материала. Ударная волна в рабочем теле ф ...