Nadelen van de algemeen aanvaarde theorie van elektromagnetisme

Ondanks de onbetwistbare successen van de moderne theorie van elektromagnetisme, de creatie op basis van richtingen als elektrotechniek, radiotechniek, elektronica, is er geen reden om deze theorie als voltooid te beschouwen. Het belangrijkste nadeel van de bestaande theorie van elektromagnetisme is het gebrek aan modelconcepten, een gebrek aan begrip van de essentie van elektrische processen; vandaar de praktische onmogelijkheid van verdere ontwikkeling en verbetering van de theorie. En uit de beperkingen van de theorie volgen ook veel toegepaste moeilijkheden.

Er zijn geen redenen om aan te nemen dat de theorie van elektromagnetisme het hoogtepunt van perfectie is. In feite heeft de theorie een aantal omissies en directe paradoxen verzameld waarvoor zeer onbevredigende verklaringen zijn bedacht, of er zijn helemaal geen dergelijke verklaringen.

Hoe kan bijvoorbeeld worden uitgelegd dat twee onderling onbeweeglijke identieke ladingen, die volgens de wet van Coulomb van elkaar moeten worden afgestoten, daadwerkelijk worden aangetrokken als ze samen een relatief lang verlaten bron verplaatsen? Maar ze worden aangetrokken, omdat ze nu stromen zijn en identieke stromen worden aangetrokken, en dit is experimenteel bewezen.

Waarom neigt de elektromagnetische veldenergie per lengte-eenheid van een geleider met de stroom die dit magnetische veld genereert, tot in het oneindige als de retourgeleider wordt verwijderd? Niet de energie van de gehele geleider, maar precies per lengte-eenheid, bijvoorbeeld één meter?

Hoe het probleem op te lossen van de verspreiding van elektromagnetische golven die worden uitgezonden door een Hertz-dipool (dat wil zeggen een dipool met opgestapelde parameters) geplaatst in een halfgeleidend medium? Ondanks de triviale aard van de verklaring, werd het probleem van de straling van de Hertz-dipool in een halfgeleidend medium nooit opgelost door iemand, en pogingen om het op te lossen mislukten steevast. De oplossingen geschreven in studieboeken en naslagwerken zijn samengesteld uit twee oplossingen op basis van "gezond verstand", maar worden helemaal niet verkregen als een strikte oplossing. Maar nadat dit probleem is opgelost, zou men veel specifieke resultaten kunnen krijgen: de straling van een dipool in een ideaal medium bij afwezigheid van actieve geleidbaarheid, de verzwakking van een vlakke golf in een halfgeleider op oneindige afstanden van de dipool, en een aantal andere (afzonderlijk worden sommige van deze problemen afzonderlijk opgelost ).

De beperkende problemen van het verschijnen van een magnetisch veld in een pulserend elektrisch veld en van de elektrische potentiaal geïnduceerd in een pulserend magnetisch veld op een enkele geleider en vele anderen zijn niet opgelost. De methodologie van elektrodynamica is niet altijd een andere volgorde. Het statische postulaat van Maxwell (stelling van Gauss) bijvoorbeeld, dat in de studieboeken van de theoretische grondslagen van de elektrodynamica in de statica-sectie is geplaatst, wordt, nadat het in een differentiële vorm is gepresenteerd, al in de dynamiek-sectie geplaatst, hoewel de laatste vorm van representatie in fysieke essentie niet anders is dan de vorige. Dientengevolge wordt de vertraging in de waarde van de elektrische potentiaal D genegeerd wanneer de ladingen q binnen de ruimte vallen die wordt bedekt door het oppervlak S.

En wat is het "vectorpotentieel"? Geen scalair potentieel - is het het werk van het verplaatsen van een eenheidslading van oneindig naar een bepaald punt in de ruimte, namelijk een vector? Welke fysieke betekenis heeft het, naast het feit dat het aan bepaalde wiskundige voorwaarden moet voldoen? Wie kan dit geheim delen?

Bovenstaande punten, evenals enkele andere overwegingen laten ons niet toe om de ontwikkeling van de theorie van elektromagnetisme, zoals elke wetenschap, volledig voltooid te beschouwen. De verdere evolutie ervan is echter alleen mogelijk op basis van een gedetailleerd kwalitatief onderzoek van de processen die zich voordoen bij elektromagnetische verschijnselen.Het is nuttig eraan te herinneren dat we vandaag en vele jaren de theorie gebruiken die John C. Maxwell naar voren bracht in zijn beroemde verhandeling over elektriciteit en magnetisme, gepubliceerd in 1873. Weinig mensen weten dat Maxwell in dit werk zijn eerdere werken van 1855-1862 samenvatte. Maxwell put in zijn werk uit het experimentele werk van M. Faraday, gepubliceerd in de periode van 1821 tot 1856. (Faraday publiceerde volledig zijn "Experimentele Studies over Elektriciteit en Magnetisme" in 1859)., Naar het werk van V. Thomson uit de periode 1848-1851, naar het werk van H. Helmholtz "On the Preservation of Power" van 1847, naar het werk van W. Rankin "Applied Mechanics" van 1850 en vele anderen uit dezelfde periode. Maxwell heeft nooit iets gepostuleerd, zoals sommige theoretici nu graag fantaseren, al zijn conclusies waren gebaseerd op puur mechanische ideeën over de ether als een ideale onzichtbare en niet-samendrukbare vloeistof, die Maxwell herhaaldelijk in zijn geschriften schrijft. De lezer kan zich vertrouwd maken met een deel van de werken van Maxwell die in het Russisch zijn gepubliceerd met Z. A. Zeitlins vertaling (J. C. Maxwell. Verkozen werken over elektromagnetische veldtheorie. M., GITTL, 1952, 687 pp.).

In de aantekeningen van L. Boltzmann bij Maxwell's werk "On the Faraday lines of force" (1898) wordt opgemerkt:

"Ik zou kunnen zeggen dat de volgers van Maxwell in deze vergelijkingen waarschijnlijk niets anders dan letters hebben veranderd. Het zou echter te veel zijn. Het zou natuurlijk niet verwonderlijk moeten zijn dat er iets aan deze vergelijkingen zou kunnen worden toegevoegd, maar veel meer hoe weinig is eraan toegevoegd. "

Dit werd gezegd in 1898. En dat is nu helemaal waar, bijna honderd jaar later.

In feite is de theorie van het elektromagnetisme gestopt in haar ontwikkeling op het niveau van Maxwell, die mechanische voorstellingen van de eerste helft van de 19e eeuw gebruikte. Talrijke studieboeken over elektrotechniek, elektrodynamica en radiotechniek, die in de twintigste eeuw verschenen, verbeteren (of verergeren?) De expositie, maar veranderen niets in essentie. Wat ontbreekt er vandaag in de theorie van elektromagnetisme? Allereerst is er een gebrek aan begrip dat elk model, inclusief het door Maxwell ontwikkelde model van elektromagnetisme, van beperkte aard is en daarom kan en moet worden verbeterd. Er is een gebrek aan begrip van de noodzaak om terug te keren naar modellering en juist naar mechanische modellering van elektromagnetisme. Maxwell werkte volgens de concepten ether als ideaal, d.w.z. onzichtbare en niet-samendrukbare vloeistof. En de ether bleek gas te zijn, en gas, zowel viskeus als samendrukbaar. Dit betekent dat de ideeën van G. Helmholtz die bijvoorbeeld door Maxwell worden gebruikt, dat wervelingen zich niet vormen en niet verdwijnen, maar alleen bewegen en vervormen, dat het circulatieproduct langs het dwarsdoorsnedegebied van de wervel constant blijft over de gehele lengte, verre van altijd waar. In een echt gas, vormen en verdwijnen zowel draaikolken, en dit wordt niet in aanmerking genomen door Maxwell. De Maxwell-vergelijkingen geven het proces niet in volume weer, omdat zowel de eerste als de tweede Maxwell-vergelijking het proces in het vlak beschouwen. Toegegeven, dan roteert dit vlak in de coördinaatassen, wat een driedimensionaal effect creëert, maar in feite verandert hier niets van, het vlak blijft een vlak. Als het proces in volume zou worden beschouwd, zou het noodzakelijk zijn om de verandering in de intensiteit van de werveling langs zijn as te overwegen, dan zouden de processen van wervelingvorming en verval van de wervelingen tot op zekere hoogte worden gedekt. Maar dit is precies wat er ontbreekt in de vergelijkingen van Maxwell. En daarom kunnen die problemen waarin deze vragen rijzen, bijvoorbeeld het probleem van de Hertz-dipool in een halfgeleidend medium, niet fundamenteel worden opgelost met behulp van de Maxwell-vergelijkingen.

Maxwell houdt geen rekening met het feit van directe interactie van een geleider met een magnetisch veld op het moment dat de geleider dit veld snijdt.De Faraday-wet, die een direct gevolg is van de eerste Maxwell-vergelijking, is in deze zin een beschrijvende, fenomenologische wet, een langeafstandswet, omdat hierin het veld op één plaats, binnen het circuit, verandert en het resultaat van deze verandering de EMV aan de rand van het circuit is. En vandaag zijn er al aanzienlijke verschillen bekend tussen de berekeningen uitgevoerd in overeenstemming met de Faraday-wet en de resultaten van directe metingen. Het verschil is in sommige gevallen niet één of twee procent, maar meerdere keren!

Deze lijst kan indien nodig worden voortgezet.

Het minste van al deze verwijten kan worden toegeschreven aan J. K. Maxwell zelf. De theorie van Maxwell over elektromagnetisme bleek zo goed te zijn dat op basis daarvan een aantal van de belangrijkste gebieden van de moderne wetenschap werden gecreëerd, een groot aantal toegepaste problemen werden opgelost en generaties onderzoekers werden grootgebracht. Maar deze verwijten zijn waar in relatie tot volgende generaties wetenschappers die dachten dat alles door Maxwell was gedaan en de leer van Maxwell niet verder ontwikkelden. Zonder in detail te treden, kan worden opgemerkt dat het gebruik van noties van ether als een viskeus samendrukbaar medium het mogelijk maakte om enkele representaties van de theorie van elektromagnetisme te verduidelijken, in het bijzonder om enkele van de hierboven genoemde paradoxen op te lossen. Bewegende ladingen, bijvoorbeeld, hoewel ze stationair ten opzichte van elkaar blijven, bewegen ten opzichte van de ether, en dit is de reden waarom een ​​magnetisch veld ontstaat, dat ze begint samen te brengen.

Het bleek dat in de nabije zone van de zenders een longitudinaal elektrisch veld ontstaat waarin nog steeds etherwervelingen worden gevormd. In een dergelijk veld bevindt de vector van elektrische spanning zich niet in de richting van energiebeweging, maar erlangs. En alleen op een bepaalde afstand van de emitters als gevolg van de vectortoevoeging van dergelijke velden, wordt een golf gevormd waarin de vector van elektrische spanning al loodrecht staat op de richting van energievoortplanting.

Het bleek dat als gevolg van de samendrukbaarheid van de ether, het magnetische veld ook kan worden gecomprimeerd, en deze compressie is behoorlijk merkbaar, zelfs voor velden gecreëerd door stromingen in tienden van een ampère. Een experimentele verificatie van de totale huidige wet, die, zoals later bleek, door niemand is geverifieerd vanwege de vanzelfsprekendheid ervan en die direct volgt uit de tweede vergelijking van Maxwell, heeft aangetoond dat deze wet precies wordt waargenomen alleen bij verdwijnend lage magnetische veldintensiteiten. Zelfs in gewone gevallen kunnen de verschillen tussen de reële veldsterktes en die berekend volgens deze wet erg groot zijn, wat de grenzen van mogelijke meetfouten of verwaarloosde randeffecten ver overschrijdt.

Het bleek mogelijk om de EMF te berekenen die ontstaat op een geleider in een pulserend magnetisch veld, en experimenten bevestigden de juistheid van deze berekeningen.

Het bleek mogelijk om het concept van "wederzijdse inductie van geleiders" te creëren, hoewel er in de elektrodynamica alleen het concept van "wederzijdse inductie van circuits" bestaat. Dit maakte het mogelijk om een ​​methode te ontwikkelen voor het creëren van referentie-interferentie in communicatielijnen van luchtvaartelektronica, deze in de relevante GOST te introduceren en met succes te gebruiken bij het waarborgen van de immuniteit voor ruis van elektrische communicatielijnen in de lucht. En voordat dit niet lukte ...

En dit is nog maar het begin. De theorie van het elektromagnetisme wacht op haar Faraday en moderne Maxwells. Je kunt niet eindeloos gebruikmaken van de autoriteit van de grote, maar al lang verdwenen wetenschappers. We moeten zelf werken.