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
110
Глава 4.
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 такого сорта, что реальный физический процесс в них не просматривается. Простейший случай - закон Фарадея
дН-_
е Sxy
dt
связывает изменение напряженности дН- 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 эго совсем не гак. Например, формула Фарадея не учитывает поля, лежащие вне измерительного контура, а эксперимент показывает, что их учитывать нужно, иначе погрешности становятся чрезвычайно большими. Но это обстоятельство никак не вытекает ни из закона Фарадея, ни из уравнений Максвелла.
Полезно напомнить, что уравнения Максвелла выведены еще в 1855-1864 гг., а вся теория электромагнетизма изложена им в виде двухтомного «Трактата об электричестве и магнетизме», вышедшего в 1873 г. В этой фундаментальной работе Максвелл подвел итоги развития учения об электричестве и магнетизме, изложенные в трудах своих предшественников (Остроградского, Гаусса, Ампера, Ленца, Грина, Вебера, Неймана, Кирхгофа, Томсона, Гельмгольца и др.) и итоги своих собственных исследований.
Нужно отметить, что свои знаменитые уравнения (всего 20 уравнений), включающие 20 переменных величин, Максвелл изложил в работе «Динамическая теория электромагнитного поля» (1864), чему предшествовал ряд его же работ, объединенных под названием «О
