Недостаци опште прихваћене теорије о електромагнетизму

Упркос неоспорним успесима савремене теорије електромагнетизма, стварања на њеној основи таквих праваца као што су електротехника, радио инжењерство, електроника, нема разлога да ову теорију сматрамо потпуном. Главни недостатак постојеће теорије електромагнетизма је недостатак концепата модела, неразумијевање суштине електричних процеса; отуда и практична немогућност даљег развоја и унапређења теорије. А из ограничења теорије такође слиједе многе примењене потешкоће.

Нема основа да се теорија о електромагнетизму сматра висином савршенства. У ствари, теорија је нагомилала бројне пропусте и директне парадоксе за које су измишљена врло незадовољавајућа објашњења или уопште не постоје таква објашњења.

На пример, како објаснити да се два међусобно непомична идентична набоја, која би требало да се одбаце једна од друге у складу са Кулоновим законом, уствари привлаче ако се крећу заједно релативно давно напуштени извор? Али они су привлачни, јер су сада струје и идентичне струје су привучене и то је експериментално доказано.

Зашто се енергија електромагнетног поља по јединици дужине проводника са струјом која генерише то магнетно поље тежи бесконачности ако се повратни проводник одмакне? Не енергија целог проводника, већ тачно по дужини јединице, рецимо, један метар?

Како решити проблем ширења електромагнетних таласа које емитује Хертз-дипол (то јест, дипол са збрајаним параметрима) смештен у полуводичком медијуму? Упркос тривијалној природи изјаве, проблем зрачења Хертзовог дипола у полуводичком медију никада нико није решио, а покушаји да се то реши увек су неуспешни. Решења написана у уџбеницима и приручницима састављена су из два решења на основу "здравог разума", али уопште нису добијена као строго решење. Али решавајући овај проблем, могло би се добити много одређених резултата: зрачење дипола у идеалном медијуму у одсуству активне проводљивости, пригушивање равног таласа у полуводичу на бесконачним удаљеностима од дипола и број других (одвојено, неки од ових проблема се решавају одвојено )

Ограничавајући проблеми појаве магнетног поља у пулсирајућем електричном пољу и електричног потенцијала индукованог у пулсирајућем магнетном пољу на једном проводнику и многи други нису решени. Методологија електродинамике није увек различита редоследа. На пример, Маквелл-ов статички постулат (Гауссов теорем) смештен у уџбеницима теоријских основа електродинамике у одељку за статику, након што их је представио у различитом облику, већ је смештен у одсек динамике, мада се последњи облик представљања не разликује у физичкој суштини од претходног. Као резултат, занемарује се вредност електричног потенцијала Д када се набоји к крећу унутар простора који прекрива површина С.

А шта је "векторски потенцијал"? Није скаларни потенцијал - да ли је то рад на померању јединице набоја од бесконачности до дате тачке у простору, наиме, векторске? Какво физичко значење он има осим чињенице да мора да задовољава одређене математичке услове? Ко може да подели ову тајну?

Горња тачка, као и нека друга разматрања, не дозвољавају нам да размотримо развој теорије електромагнетизма, као и било које науке, потпуно завршену. Међутим, његова даља еволуција могућа је само на основу детаљног квалитативног испитивања процеса који се дешавају у електромагнетним појавама.Корисно је подсјетити се да данас и дуги низ година користимо теорију коју је Јохн Ц. Маквелл представио у коначном облику у свом чувеном Трактату о електричној енергији и магнетизму, који је објављен 1873. године. Мало људи зна да је Маквелл у овом раду сажео своја ранија дела 1855-1862. Маквелл се у свом раду ослања на експериментални рад М. Фарадаиа, објављен у периоду од 1821. до 1856. године. (Фарадаи је у потпуности објавио своје „Експерименталне студије о електричној енергији и магнетизму“ 1859.), делу В. Тхомсон-а из периода 1848-1851., Делу Х. Хелмхолтза „О очувању моћи“ 1847., делу В. Ранкина „Примењена механика“ из 1850. године и многи други из истог периода. Маквелл никада није постулирао ништа, као што неки теоретичари сада воле маштати, сви његови закључци заснивали су се на чисто механичким идејама о етру као идеалној невидљивој и нестисљивој течности, о чему Маквелл у више наврата пише. Читалац се може упознати са делом Маквелл-ових дела изнесених на руском језику у преводу З. А. Зеитлина (Ј. К. Маквелл. Изабрани радови о теорији електромагнетног поља. М., ГИТТЛ, 1952., 687 стр.).

У белешкама Л. Болтзманна о Маквелл-овом дјелу "На Фарадаиевим силама" (1898) напомиње се:

"Могао бих рећи да Маквеллови следбеници у тим једначинама вероватно нису променили ништа осим слова. Међутим, то би било превише. Наравно, не треба чудити да се тим једначинама може додати нешто, али много више колико им је мало тога додато. "

То је речено 1898. године. А то је потпуно тачно сада, готово стотину година касније.

У ствари, теорија електромагнетизма зауставила се у свом развоју на нивоу Маквелла, који је користио механичке репрезентације у првој половини 19. века. Бројни уџбеници о електротехници, електродинамици и радио инжењерству који су се појавили у двадесетом веку побољшавају (или погоршавају?) Презентацију, али у суштини не мењају ништа. Шта данас недостаје теорији електромагнетизма? Пре свега, недостаје разумевања да је било који модел, укључујући модел електромагнетизма који је развио Маквелл, ограничене природе и да се стога може и треба побољшати. Постоји неразумевање потребе да се вратимо на моделирање и прецизно на механичко моделирање електромагнетизма. Маквелл је дјеловао на концептима етера као идеалне, тј. Невидљиве и нестисљиве течности. Показало се да је етер плин и гас, и вискозан и стисљив. То значи да су идеје Г. Хелмхолтза које је Маквелл користио, на пример, да вртлози не настају и не нестају, већ се само померају и деформишу, да продукт циркулације по површини пресека вртлога остаје константан у целој својој дужини. увек истина. У стварном гасу вртлози формирају и нестају, а Маквелл то не узима у обзир. Маквелл-ове једнаџбе не одражавају процес по обиму, јер и прва и друга Маквелл-ова једначина разматрају процес у равни. Тачно, тада се та равнина ротира у координатним осовинама, што ствара тродимензионални ефекат, али у ствари суштина се од тога не мења, равнина остаје равнина. Ако би се процес разматрао у количини, тада би било неопходно размотрити промену интензитета вртлога дуж своје осе, тада би процеси формирања вртлога и пропадања вртлога били покривени у одређеној мери. Али управо то недостаје Маквелл-овим једначинама. Стога се они проблеми због којих та питања постављају, на пример, проблем Херповог дипола у полуводичком медијуму, не могу у основи решити коришћењем Маквелл-ове једначине.

Маквелл не узима у обзир чињеницу директне интеракције проводника са магнетним пољем у тренутку када проводник пресијеца ово поље.Фарадаиев закон, који је директна посљедица прве Маквелл-ове једнаџбе, у том је смислу описни, феноменолошки закон, закон дугог досега, јер се у њему поље мијења на једном мјесту, унутар круга, а резултат те промјене је ЕМФ на периферији круга. И данас су већ познате значајне разлике између израчунавања извршених у складу с Фарадаиевим законом и резултата директних мерења. Разлика у неким случајевима није један или два процента, већ неколико пута!

Овај списак се може наставити ако је потребно.

Најмање свих ових приговора може се приписати самом Ј. К. Маквеллу. Маквелл-ова теорија о електромагнетизму показала се тако добром да су на њеној основи створена бројна најважнија подручја савремене науке, решен огроман број примењених проблема и одгајане генерације истраживача. Али ови приговори важе за наредне генерације научника који су замислили да је Маквелл учинио све и да нису даље развили Маквелл-ова учења. Не улазећи у појединости, може се приметити да је употреба предоџби етра као вискозног стисљивог медијума омогућила разјашњење неких приказа теорије електромагнетизма, посебно да би се разрешили неки од горе наведених парадокса. На пример, покретни набоји, иако остају непомични један у односу на други, крећу се у односу на етар, и зато настаје магнетно поље које их почиње сакупљати.

Показало се да се у блиској зони емитера јавља уздужно електрично поље у којем се још формирају етерски вртлози. У таквом пољу, вектор електричне напетости је смештен не преко правца кретања енергије, већ дуж њега. И тек на одређеној удаљености од емитера као резултат векторског додавања таквих поља формира се талас у коме је вектор електричне напетости већ окомит на смер ширења енергије.

Показало се да се због компресибилности етра магнетно поље такође може компримовати, а та компресија је прилично уочљива чак и за поља која стварају струје у десетинама ампера. Експериментална верификација укупног тренутног закона, коју, како се испоставило, нико никада није верификовао због своје очигледности и која директно следи из друге Маквелл-ове једнаџбе, показала је да се овај закон тачно поштује само код нестабилно малих интензитета магнетног поља. Чак и у обичним случајевима, разлике између реалних јачина поља и израчунатих у складу са овим законом могу бити веома велике, што далеко прелази границе могућих грешака у мерењима или занемарујуће ефекте ивица.

Показало се да је могуће израчунати ЕМФ који настаје на проводнику постављеном у пулсирајуће магнетно поље, а експерименти су потврдили тачност ових израчуна.

Показало се да је могуће створити концепт „међусобне индукције водича“, мада у електродинамици постоји само концепт „међусобне индукције кругова“. То је омогућило да се развије методологија за стварање референтних сметњи у комуникацијским линијама опреме за авионску ваздухопловство, уведе је у релевантни ГОСТ и успешно је користи у пракси обезбеђења отпорности на буку електричних комуникационих линија у ваздуху. А пре овога није успело ...

А ово је тек почетак. Теорија о електромагнетизму чека свог Фарадаиа и модерног Маквеллса. Не може се бескрајно искористити ауторитет великих, али давно несталих научника. Морамо радити сами.