144
Глава 4.
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
\Hdl = i,
который является следствием первого уравнения Максвелла, никогда не подвергался сомнениям и поэтому не проверялся экспериментально. Во всяком случае, в литературе не содержатся сведении об его экспериментальной проверке. Поставленные же эксперименты не подтвердили строгого соответствия выполнения этого закона. Из закона вытекает, что убывание магнитной напряженности Н должно идти по гиперболическому закону:
Н1/Н2 = Г2/Г1,
где г - 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.
Не подтверждаются на практике соотношения для определения взаимоиндукции прямоугольных контуров, если их размеры достаточно велики, хотя бы для площадей, измеряемых единицами квадратных метров. Здесь отличия от расчетных очень большие.
Всем известно, что электромагнитные волны перемещаются поперечно. Но вот возникла необходимость решения в общем виде задачи об излучении диполя Г ерца с сосредоточенными параметрами в полупроводящей среде. И оказалось, что решить эту задачу с помощью уравнений Максвелла невозможно. В приближенном виде, отбрасывая проводимость среды, - пожалуйста, а в полном виде - нет. Проведенные же эксперименты показали на
К положению в некоторых областях современной физики
145
личие продольной составляющей электромагнитной волны, в которой направление электрического вектора совпадает с направлением распространения электромагнитной волны. Но это никак не вытекает из уравнений Максвелла!
Полезно вспомнить о том, что мы вообще не знаем ни что такое электрическое и магнитное поля, ни что такое электрический ток, ни каков механизм всех электрических и магнитных явлений, которые мы так широко используем, совершенно не представляя, что это такое.
Для ряда электромагнитных величин даже не подобран физический смысл. Скажем, скалярный потенциал - это работа, которую нужно совершить при перемещении единичного электрического заряда из бесконечности в точку, находящуюся под этим потенциалом. А вот что такое «векторный потенциал»? Каков вообще его физический смысл? Кроме того, что он должен удовлетворять определенному математическому соотношению, о нем вообще ничего не сказано.
Формулы электродинамики грешат «дальнодействием», т. е. действием на расстоянии так, что реальный физический процесс в них не просматривается. Простейший случай - закон Фарадея
dHz
е Sxy
dt
связывает изменение напряженности dHz магнитного поля на площади Sxy контура (в дырке) с той эдс е которая возникает на самом контуре в проводниках контура. Никакого процесса, связанного с взаимодействием изменяющегося поля непосредственно с проводниками контура, здесь нет, а есть изменение напряженности поля в одном месте (в дырке) и появление эдс в другом месте - на проводниках! Каков же механизм передачи сигнала? Из формулы это не вытекает, хотя правильность соотношений почти не вызывает сомнений. «Почти», потому что имеются экспериментальные данные, когда это совсем не так. Например,
