Оригинал письма в формате Word

advertisement
ЭКСПАНСИЯ СИЛЫ АМПЕРА
На рисунке 1 изображена квадратная рамка со сторонами a, b c, d, по которой течёт ток I,
в направлении, указанном стрелками. На расстоянии R от центра рамки в направлении
указанном стрелкой, движется (для определённости положительный) электрический
заряд q со скоростью u.
u
Fq
+
u
Fq
q
+
q

F
Рис. 1
F
R
R
х
х
a Fm2 х c
х
х
d
q

R
Fm1
+
F
b х
u
Fq
Fm1
Fm2х
Fm
х
m
I
Рис. 2
Рис. 3
Примем размеры рамки настолько малыми, по сравнению с расстоянием R, чтобы
магнитное поле вдоль сторон a и c можно было считать неизменным. Задача состоит в
том, чтобы определить равнодействующую всех сил в системе рамка - заряд. Движение
заряда будет возбуждать во всём пространстве магнитное поле, индукцию которого
можно определить по закону Био и Савара.
 qu sin   0 qua
B 0

4R 2
8R 3
(1)
 - угол между вектором скорости и радиус-вектором от заряда до точки наблюдения, из
рисунка видно, что sin = b/2R =a/2R.
Силовые линии В будут описывать окружности около линии движения заряда (по часовой
стрелке), входя в сторону квадрата с как бы "вглубь" чертежа (обозначено красными
крестиками) и выходя из стороны а, в обратном направлении (обозначено красными
кружочками). Таким образом по сторонам а и с текут противоположные токи в
противоположных магнитных полях, значит действующие на них силы Ампера будут
одинаковыми (по величине и направлению): Fm1 = Fm2. Так как силы, действующие на
стороны b и d уравновешивают друг друга, то сила Ампера Fm, действующая на всю рамку
будет равна:
Fm  2IaB 
 0 quIa 2
4R 3
Учитывая, что магнитный момент рамки m = Ia2, получим:
 mqu
Fm  0
4R 3
Где m - магнитный момент (не масса!) рамки с током.
(2)
Для определения равнодействующей всей системы необходимо ещё вычислить силу Fq,
действующую на движущийся заряд - силу Лоренца: Fq = quBm
Bm- индукция создаваемого рамкой с током магнитного поля, в точке нахождения заряда
q, Bm = 0m/4R3. Отсюда получим:
 mqu
Fq  0
4R 3
(3)
Сравнивая (2) и (3) заметим (не без удивления) что силы Fm и Fq равны между собой,
причём не только по величине, но и по направлению, в чём легко убедиться, применяя
правило левой руки. Отсюда равнодействующая системы будет равна:
 mqu
F  Fm  Fq  0
2R 3
(4)
Если взять не квадратный, а круговой (см. Рис. 2) контур и проделать аналогичный расчёт
(вычислив несложный интеграл), получим полное совпадение с формулой (4). Оно и
понятно - играет роль не форма контура, а входящий в формулу магнитный момент роль
которого может выполнять любой токовый магнитный диполь, кусочек намагниченного
вещества, атом, ядро, электрон, нейтрон и т. д. (см. Рис. 3). И всё это - чистая сила
Ампера! (Понятно, что речь идёт о так называемых безреактивных силах.) Преобразуем
(4) к другому виду. Для этого обратим внимание на то, что движение заряда вызывает во
всём пространстве сопутствующий ток смещения j, равный скорости изменения вектора
электрической индукции. Вычисление j в точке расположения магнитного диполя даёт
следующий результат: j = 0qu/2R3. Подставляя в (4), получим: F = 0mj или, в другой
форме:
F
m dE
c 2 dt
(5)
В словесной формулировке (5) "выглядит" так: - " Безреактивная сила системы заряд магнитный диполь равна по величине сумме силы Ампера действующей на
магнитный диполь в переменном электрическом поле и силы Лоренца, действующей
на заряд, движущийся в магнитном поле магнитного диполя и вычисляется как
произведение магнитного момента на скорость изменения электрического поля,
поделённое на квадрат скорости света"
Как поведёт себя рассматриваемая система при изменении магнитного момента
магнитного диполя? Такое изменение вызовет действующую на заряд силу индукции и
приложенную к магнитному диполю, так называемую, магнитодинамическую силу,
равную по величине противоположную по направлению силе индукции, что не повлияет
на результирующую системы. (Подробные мат. выкладки даны на сайте, "Академический
вариант", Часть 3) Таким образом магнитный момент в формуле (5) можно считать
переменной величиной. Это та самая формула, которая на сайте получена другим
способом.
Из (5) видно, что синхронное (синфазное или противофазное) изменение магнитного
момента и скорости изменения напряжённости электрического поля (проще говоря, тока
смещения) даст постоянную по направлению безреактивную силу.
Сделаем ещё одно преобразование. Возьмём уравнение Максвелла rot H = j (j - плотность
тока смещения в вакууме). Тогда
F = 0[m rot H] = [m rot B]
(6)
А теперь самое интересное! В тридцатых годах в науке бурно бушевали споры о природе
магнитного момента элементарных частиц. Одни (Ю. Швингер) утверждали, что это
токовый магнитный момент, другие (Ф. Блох) с пеной у рта доказывали , что
"монопольный" - дескать, дипольный момент образуют противоположно заряженные
магнитные монополи. Спор разрешили К. Г. Шал (C. G. Shull) и др. в 1951 году в
экспериментах по рассеянию нейтронов в неоднородном магнитном поле. Дело в том, что
в вихревом магнитном поле "монопольные" диполи не испытывали бы никаких сил, в
отличие от токовых, на которые должна действовать сила, численно равная нашей
безреактивной силе (правая часть формулы (6)). Эксперименты подтвердили токовую
концепцию! Значит магнитный момент нейтрона, а, следовательно, и всех остальных
элементарных частиц имеет токовую природу.
Но посмотрим по другому. Сами того не подозревая, эти уважаемые экспериментаторы
измерили безреактивную силу Амперовой природы. Иными словами они на уровне
элементарных частиц экспериментально подтвердили ту концепцию безреактивных сил,
которую мы доказали на макроскопическом уровне ты экспериментально, я теоретически.
Эксперимент, который ты опубликовал подтверждает Амперову природу безреактивных
сил, но то же самое утверждает и моя теория и мой патент на способ получения тяги. Не
сразу очевидно, зато верно. Значит надо продолжать именно это направление. На
макроуровне, с перспективой элементарно -частичного уровня.
Приведённые сведения почерпнуты из 5-томной Физической энциклопедии под ред.
Прохорова и др. М., 1998, т. 5, с. 522 (2). Статья "Электродинамика". К сожалению, там
нет точных ссылок на приведённый эксперимент. Может кто-то в твоих кругах знает?
Георгий, 12.04.2002.
Download