9
столь хороши и на их основе создано так много всего, что у электриков и радиотехников сложилось мнение об их совершенстве, полноте и законченности. Однако следует заметить, что любые уравнения отражают только малую часть всех свойств модели любого явления, а сама модель, давшая жизнь уравнениям, тоже отражает свойства явления частично, и исключений здесь нет [3]. Поэтому и уравнения Максвелла отражают лишь часть свойств той модели, которую Максвелл разработал для электрических явлений, а его уравнения отражают лишь часть свойств этой модели. Отсюда уточнение уравнений электродинамики на базе уточненных моделей должно стать обычным рабочим делом и не должно вызывать отторжения [4].
Как объяснить наличие парадоксов в электродинамике? Правда, не все специалисты признают их наличие, поэтому нужно приводить примеры.
Рассмотрим такой случай. Два одинаковых заряда находятся на некотором расстоянии друг от друга. Они испытывают отталкивание друг от друга по закону Кулона:
_, 1 а1а2r t =---
£0 4pт0 3 .
Теперь заставим эти два заряда двигаться вместе, сохраняя постоянным расстояние между ними. Тогда они становятся токами и испытывают притяжение по закону Ампера:
llJJ2r да1 да2
4p0 3 12 1 dt dt
Но ведь относительно друг друга эти два заряда остались неподвижными, что же теперь заставило их притягиваться? Это не выдумка. Электронные лучи в трубке не разбрасываются, хотя в них перемещаются одинаково заряженные частицы — электроны, в каждом сечении луча неподвижные относительно друг друга.
Рассмотрим еще один случай
Если в проводнике имеется э.д.с, например, электрическая батарея, то, пока проводник разомкнут и ток в нем не течет, на концах проводника имеется напряжение, равное этой э.д.с. Если концы проводника соединить, то в момент замыкания проводника на уча-
10
стке замыкания в первый момент имеется полное напряжение, хотя этот участок не имеет длины. Это значит, что в момент замыкания в этом месте имеется нулевое сопротивление и, следовательно, должен быть всплеск тока до бесконечно большого значения. Но ведь по законам Кирхгофа ничего подобного не может быть! Что же это за процесс, как его описать, как он вытекает из «универсальных, пригодных на все случаи жизни», уравнений Максвелла?
Помимо парадоксов, в электродинамике имеются еще и случаи, когда теория предсказывает одно, а при детальных и тщательных измерениях получаются результаты, отличающиеся от теоретических в несколько раз. Оказалось, например, что широко используемый Закон полного тока
который является следствием первого уравнения Максвелла, никогда не подвергался сомнениям и поэтому не проверялся экспериментально. Во всяком случае, в литературе не содержится сведений об его экспериментальной проверке. Поставленные же эксперименты не подтвердили строгого соответствия выполнения этого закона. Из закона вытекает, что убывание магнитной напряженности Я должно идти по гиперболическому закону:
Н1 /Н2 = r2/ r 1
где r — расстояние от центра проводника с током. А на самом деле оказалось, что такая зависимость справедлива только для малых напряженностей магнитного поля. При токах, составляющих всего десятые доли ампера, имеются существенные отклонения от этого закона, и они тем больше, чем больше ток.
Дж.К.Максвелл получил свои знаменитые уравнения электромагнитного поля в период 1856-1862 гг., а всю теорию электромагнетизма изложил в «Трактате об электричестве и магнетизме», вышедшем в свет в 1873 г.
Опираясь на эти уравнения немецкий физик Генрих Герц в 1886-1889 гг. экспериментально доказал существование электромагнитных волн и исследовал их свойства — отражение от зеркал, преломление в призмах и т. д.
