108
Глава 4.
//0/ |Ь dq\ dqi
F —-----1\!ъ h=---; i\~-•
4т\~ 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.
Другой случай. Если взять прямолинейный проводник бесконечной длины, то энергия магнитного поля, приходящаяся на единицу длины проводника, оказывается бесконечно большой. Обычно выдвигается такое возражение: ведь существует проводник, по которому ток течет в обратном направлении, магнитное поле образуется обоими проводниками вместе, а в этом случае энергия поля, приходящаяся на единицу длины проводника, конечна. Это верно. Но поскольку второй проводник может находиться на любом расстоянии от первого проводника, то, в принципе, математически хотя бы, можно сделать эту энергию, приходящуюся на единицу длины проводника, больше любого наперед заданного значения. От самого малого тока. А как это понять?
Рассмотрим еще один случай
Если в проводнике имеется эдс, например, батарея, то, пока проводник разомкнут, и ток в нем не течет, на концах проводника имеется напряжение, равное этой эдс. Если концы проводника соединить, то в момент замыкания проводника на участке 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
Попытки создания не традиционных физических теорий
109
\HcII - /,
который является следствием первого уравнения Максвелла, никогда не подвергался сомнениям и поэтому не проверялся экспериментально. Во всяком случае, в литературе не содержатся сведения 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:
Н\/Н2 = г2/гь
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 Герца 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 наличие продольной составляющей электромагнитной волны, в которой направление электрического вектора совпадает с направлением распространения электромагнитной волны. Но эго 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
