Главная » Просмотр файлов » С.Г. Калашников - Электричество

С.Г. Калашников - Электричество (1115533), страница 66

Файл №1115533 С.Г. Калашников - Электричество (С.Г. Калашников - Электричество) 66 страницаС.Г. Калашников - Электричество (1115533) страница 662019-05-09СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 66)

Представим себе теперь второго наблюдателя, движущегося вместе с зарядом. Для этого наблюдателя заряд будет неподвижным, а между тем на заряд будет действовать та же сила Е. Но если на неподвижный заряд действует сила, пропорциональная заряду, то это значит, что имеется электрическое поле.

Его напряженность равна Е = Р(д = нВ вш (и, В), (140.2) а направление поля совпадает с направлением силы Р, т.е. перпендикулярно к н и В (рис. 240). Таким образом, электромагнитное поле зависит от системы отсчета. Если в какой-либо системе отсчета существует одно магнитное поле, то в других системах, движущихся относительно первой, мы имеем и магнитное поле,и электрическое. ЯЯД 1т — в Рис.

240. При движении от носнтельно магнитного поля появляется электрическое поле Рис. 241. Если в системе отсчета К~ имеется только магнитное поле, то в системе К, движущейся относительно Кг, появляется еще и электрическое поле Полученные результаты можно представить в другом виде. Пусть имеются две системы отсчета К и К1, причем К движется относительно К1 с постоянной скоростью н параллельно оси Хг (рис. 241). Пусть, далее, в К1 существует магнитное поле, которое в произвольной точке а имеет составляющие Н~, Н1 и Н1,. Тогда в той же точке, но в системе К появится вследствие $140 электромАгнитное пОле В движу!Цихся телАх 319 Н = пРсйп(у, 1х).

(140.5) Поле Н перпендикулярно к у и О (совпадает с направлением векторного произведения [уР)). Для наблюдателя, движущегося вместе с зарядом, существовало бы только электрическое поле. Если же зто электрическое поле движется относительно наблюдателя, то появляется еще и магнитное поле, выражаемое формулой (140.5) (рис. 242). Нх н„ ! г х Рис, 242. При движении относительно электрического поля появляется магнитное поле Н Рис.

243, Если в системе отсчета К1 имеется только электрическое поле, то в системе К, движущейся относительно Кь появляется еще и магнитное поле движения электрическое поле Е, Еу, Е,. Применяя к отдельным составляющим поля формулу (140.2), получаем Ех = О, Еу — — — пВМ, Ех =+н.Вгу. Если в системе К1 имеется еще и электрическое поле, то полное электрическое поле в системе К имеет составляющие Ех = Е1х, Еу = Е1у — пВ|х, Ех = Е1х+ юВГу. (140.3) Отметим еще раз, что и есть скорость системы К относительно системы Кь Совершенно аналогично при движении относительно электрического поля появляется магнитное поле.

Чтобы определить это поле, рассмотрим заряд +у, движущийся относительно наблюдателя со скоростью и. Такой заряд создает магнитное поле (2 8б) Н вЂ” — зш (у, г). (140.4) где г — радиус-вектор, проведенный из заряда в данную точку. Но в выражении (140.4) д/(4ягз) есть электрическое смещение Р = еоЕ, создаваемое зарядом в рассматриваемой точке а.

Поэтому, учитывая еще, что 1х направлено вдоль г, можно напи- сать 320 ВЗАимные пРеВРАЩВния полей теоРиямАКЕВеллА Гл хп! Введем, как и раньше, две системы отсчета, одна из которых К движется относительно другой К1 в направлении Х1 (рис. 243), и положим, что заряд покоится в системе Кь Следовательно, электрическое поле этого заряда будет двигаться относительно К со скоростью — о. Тогда, применяя формулу (140.5) к отдельным составляющим поля и изменяя в ней знак у скорости о, получим Нх = О, Н„= +в11по Н, = — ио1ю Если в системе К| имеется еще и магнитнее поле (Н1х,Н1юНгх), то полное магнитное поле в системе К имеет составляющие Нх = Н1х~ Ну = Н1„+ иР1х, Нх — — Нгх — вй1„.

(140.6) Здесь, как и раньше, о есть скорость движения системы К (в которой наблюдается поле Нх, Ню Н,) относительно системы К, Напомним в заключение, что формулы (140.1) и (140.4), из которых мы исходили в наших рассуждениях, были получены в конечном счете из опытов с магнитным взаимодействием проводов с током. Но в проводах мы имеем всегда лишь медленные движения зарядов. Поэтому и написанные выше формулы преобразования полей можно считать обоснованными только для медленных движений (по сравнению со скоростью света).

Для быстрых движений эти формулы должны быть заменены на более общие (см. 3 143). 3 141. Для электромагнитных явлений важно относительное движение В предыдущем параграфе мы говорили, что скорость о, входящая в формулы преобразования электромагнитного поля, есть скорость относительного движения. Совершенно так же опыт дает, что и для всех других электрических явлений важно только относительное движение: в явлении электромагнитной индукции — движение провода относительно магнита, в магнитных действиях движущихся зарядов — движение этих зарядов относительно наблюдателя (магнитной стрелки) и т.д.

Однако вопрос о том, какая скорость входит в законы электрических явлений, не был сразу самоочевидным. Примерно с конца ХЪ'П века для объяснения электрических и световых явлений в физике начали пользоваться зародившимся еще гораздо раньше представлением об эфире, т.е, представлением о некоторой всепроникающей среде, заполняющей все мировое пространство. Так как физика в ХЧ1П-Х1Х веках была по преимуществу физикой механистической, то и эфир считали также хотя 1 141 влжность относитвльного движвния 321 и особой, но некоторой механической средой, а электрические и магнитные явления рассматривали как различные процессы деформаций и движений эфира.

В соответствии с этим можно было сделать два предположения: либо электромагнитные явления обусловлены движением относительно эфира (еабсолютное» движение), либо они определяются движением относительно наблюдателя (относительное движение). Легко видеть, что оба эти предположения приводят к совсем различным следствиям.

В качестве примера рассмотрим заряженный плоский конденсатор, неподвижно установленный на земной поверхности. Так как Земля движется по орбите со скоростью около 30 км/с, то с такой же скоростью должно было бы двигаться и электрическое поле относительно эфира (оптические явления, например, так называемая аберрация света, требуют допущения, что эфир не увлекается Землей при движении).

Если бы важно было движение относительно эфира, то такой конденсатор должен был бы создавать еще и магнитное поле, напряженность которого определилась бы формулой (140.5). Так, например, если расстояние между пластинами равно 1 см = 10 2 м, напряжение между ними 10 кВ, а направление поля перпендикулярно к скорости Земли (э(п(и, 13) = 1), то Р = еоЕ = 8,85 10 ~ Кл/и, Н нР 30 10з 885 10 — а 033 А/м, что нетрудно обнаружить на опыте. Если же важно движение относительно наблюдателя, то никакого магнитного паля быть не должно.

Поэтому, исследуя, имеется ли магнитное поле возле заряженного конденсатора, можно решить поставленный вопрос. Такие опыты были действительно произведены Рентгеном и А.А. Эйхенвальдом Они показали, что магнитометр, расположенный вблизи конденсатора, не обнаруживает никакого магнитного поля. Другой вариант подобного опыта был осуществлен Троутоном и Ноблем в 1904 г. Идея опыта заключалась в следующем.

Представим себе заряженный конденсатор, напряженность электрического поля которого Е составляет угол д с направлением орбитальной скорости Земли и (рис. 244). Если бы было важно движение относительно эфира, то внутри ковденсатора имелось бы, кроме электрического, магнитное поле напряженности Н = теоЕявд.

Поэтому в каждой единице объема поля заключалась бы не только знетвгия электрического поля ееЕ /2, но еще и энергия магнитного поля деН /2 и полная энергия конденсатора была бы равна И' = -(соЕ + доН )т = И1к(1+ седое гйп д), 1 2 2 г 3 2 322 ВЗАиыные ИРВВРАщениЯ пОлей теОРиЯ мАксВеллА гл хп! где Иге = теэВ~12 — энергия электрического поля, т — объем паля. Следовательно, энергия конденсатора зависела бы от угла д, а значит, на конденсатор действовала бы пара сил с моментом М = — !!Щг!и = — Игксэдо е вш 2д. Под действием этой пары сил конденсатор должен был бы повернуться так, чтобы линии напряженности его электрического поля сделались параллельными скорости в (д = 0), причем его энергия стала бы минимальной.

В опытах небольшой конденсатор х подвешивали на тонкой нити, заряжали l его до высокой разности потенциалов и с помощью светового указателя наблюдали крутильные колебания конденсах Э тора. Отсюда можно было определить х положение равновесия конденсатора. Так как направление лредполагаемо- I а го движения Земли относительно эфира неизвестно, то наблюдения производили в различное время суток. При Рнс. 244. Опыт Троутона и Ноб- этом вследствие вращения Земли наля правление скорости относительно эфи- ра должно было изменяться, а следовательно, должно было меняться и положение равновесия конденсатора. Этн опгаты не обнаружили никаких систематических отклонений конденсатора в течение суток Подобные опыты впоследствии повторялись с большей точностью и также дали отрицательный результат. Описанные опыты показывают, что магнитное поле зависит от относительного движения электрического поля.

Попытки обнаружить абсолютное движение Земли в эфире производились и оптическими методами, которые отличаются особенно большой точностью. Однако все подобные опыты неизменно давали один и тот же отрицательный результат. Так как свет представляет собой тоже электромагнитное явление, то, суммируя результаты всех опытов, можно заключить, что с помощью электромагнитных явлений, так же как и с помощью механических, невозможно обнаружить абсолютное движение. Или иначе: для электромагнитных явлений важно только относительное движение.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
6,74 Mb
Тип материала
Предмет
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6418
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее