Научно-религиозная гипотеза о зарождении и развитии
Вселенной - основа мировоззрения будущего.
А также альтернативные мнения обо всем. 		  
В началоВаш псевдоним: ИнкогнитоВаш статус:  Читатель (можете только читать открытые тексты) Контакт
Eugene  
07.08.23  
   ПОДРОБНЕЕ ОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛНАХ.

   Еще по школьным учебникам знакома следующая презентация теории электромагнитных волн, предложенной Максвеллом :
  
   В разных источниках приводятся разные обоснования теории электромагнитных волн. Осторожные авторы сообщают, что эту теорию разработал сам великий Максвелл, и потому она является истиной. Некоторые утверждают о решении некой формальной задачи, в результате чего и сформировалась указанная теория.
   Все официальные источники единодушны в неуместности обсуждения самой теории, допускаются попытки разграничить области предпочтения волновой и корпускулярной теорий, а также создание корпускулярно-волновых коопераций.
   На самом деле, теория электромагнитных волн является не более, чем гипотезой, предложенной, по-видимому, Максвеллом. Эта гипотеза, появилась не в результате анализа экспериментальных данных, а, действительно, с использованием решения уравнений Максвелла для случая гармонического тока в прямом проводнике.
   Если имеется прямой проводник с гармоническим меняющимся током, то вокруг проводника формируется магнитное поле, напряженность которого в каждой точке также изменяется по гармоническому закону, как это иллюстрируется на рис.2
  
   В классической форме уравнений Максвелла не содержится инструмента для определения разности фаз колебаний магнитного поля в разных точках пространства. Распространение тока и магнитного поля по умолчанию считаются мгновенными, и потому колебания магнитного поля во всех точках также по умолчанию считаются совпадающими по фазе с колебаниями тока, как это и изображено на рис.2.
   Уравнения Максвелла описывают колебания магнитного поля во времени, а не в пространстве. Но если в них добавить условие распространения магнитного поля в пространстве со скоростью света, то это позволит определить разность фаз напряженности магнитного поля при его распространении в любом направлении, как это изображено на рис.3:
  
   Если сдвиги фаз в двух точках пространства, находящихся на одной прямой перпендикулярной вектору тока, отличаются на нечетное число полупериодов колебаний, то векторы напряженности магнитного поля в этих точках будут направлены в противоположные стороны, как это иллюстрируется на рис.3.
   Соотношения, приведенные на рис.3 являются результатом решения уравнений Максвелла, дополненного условием распространения магнитного поля со скоростью света. Эти соотношения позволяют обосновать волнообразное распространение магнитного поля вдоль любой оси, перпендикулярной направлению вектора электрического тока.
   Переменное магнитное поле может инициировать индукционный переменный ток в удаленных от проводника областях пространства, например, в антеннах, воспринимающих колебания магнитного поля.
   Таким образом, в направлениях, перпендикулярных направлению тока в проводнике, действительно, формируются волновые процессы распространения магнитного поля – магнитные волны. Возможно, этот факт и вдохновил Максвелла на создание теории самораспространения электромагнитных волн и не не только перпендикулярно, но и вдоль направления тока.
   Следует отметить, что реальный волновой процесс будет затухающим в связи с рассеянием в пространстве. Но если рассмотривать гипотетический случай распространения магнитного поля вдоль проводника без рассеяния, то можно получить волновой процесс без затухания, аналогичный изображенному на рис.1.
   Максвелл предложил считать волновым процесс распространения магнитного поля и вдоль проводника! Более того, Максвелл предположил, что именно переменное магнитное поле, распространяющееся со скоростью света вдоль проводника, создает в нем электрические волны, инициирующие продольный ток в проводнике. Тогда магнитные волны трансформируются в электромагнитные, и формируется модель распространения тока в проводнике со скоростью света вслед за и под воздействием электромагнитных волн.
   Эта гипотеза Максвелла противоречит нескольким экспериментально установленным фактам.
   1. Максвелл предположил наличие переменного магнитного поля вдоль проводника. Магнитное поле в проводнике, действительно, переменное, но, как функция времени, а не как функция координаты. Мгновенное значение тока по всему проводнику одинаково. Ток по всему проводнику находится в одной фазе, а значит и магнитное поле, создаваемое им в проводнике, находится в одной фазе. В проводнике не могут одновременно существовать два магнитных поля - одинаковое вдоль проводника и переменное вдоль проводника.
   2. Переменное магнитное поле, действительно, инициирует возникновение индукционных токов в проводниках. Но фаза этих токов отстает от фазы магнитного поля, совпадающей с фазой тока в проводнике, на "пи пополам". Поэтому индукционная электродвижущая сила действуют всегда против изменения (распространения) магнитного поля, а значит и против распространения тока в проводнике.
   3. При расчете энергобаланса в электрических цепях не участвует энергия, распространяемая магнитным полем. Это означает, что магнитное поле не передает электроэнергию в окружающую среду, а значит и не может ее распространять. Магнитное поле может инициировать индукционные токи в окружающей среде, но эти токи создаются не за счет энергии источника магнитного поля, а за счет внутренней энергии среды.
   4. Со скоростью света распространяется, в том числе, и постоянный ток. Что свидетельствует о наличии электродвижущей силы, не связанной с гипотетическим переменным электромагнитным полем.
   В переменном магнитном поле, действительно, возникает электродвижущая сила – индукция, противодействующая изменениям магнитного поля. Явление индукции подобно явлению инерции в механике. Инерция создает силы, противодействующие изменениям скорости движения, но не создает силы инициирующие движение. Начало движения является изменением скорости движения – именно то, чему противодействует инерция. Как инерционность нельзя считать самодостаточной движущей силой, так нельзя считать таковой и индукцию. Это вторичные силы, которые не могут создавать то, чему они противодействуют - изменениям.
   Таким образом, распространение переменного магнитного поля – это последнее, чему может содействовать индукция. Индукция направлена на сохранение постоянного магнитного поля, в том числе, и нулевого. Тогда в проводниках, где магнитного поля нет, индукция будет только противодействовать его возникновению.
   С точки зрения математики у предлагаемой Максвеллом теории нет изъянов. В математике, задача считается корректной, если имеет единственное решение. Понятие смысла решения в математике отсутствует. Максвелл был хорошим математиком, но физиком он не был.
   А с точки зрения физики, полученные решения, противоречащие физическому смыслу или экспериментальным данным, подлежат пересмотру вплоть до постановки задачи.
   Электрический ток может быть переменным, но по всему проводнику он меняется синхронно. Этот факт интуитивно понятен и проверен опытным путем.
   Электрический ток имеет общие черты с потоком жидкости в шланге, соединяющем сосуды. Если разность уровней в сосудах постоянна, то формируется постоянный поток жидкости, аналогичный постоянному электрическому току.
   Если уровень жидкости в одном из сосудов регулярно поднимать выше уровня в другом, а затем опускать ниже уровня в другом, то сформируется переменный поток, аналогичный переменному электрическому току.
   Но в любой момент времени во всех сечениях шланга с несжимаемой жидкостью может существовать только одинаковый поток.
   В соответствии с вышеизложенным, электроэнергия не может распространяться электромагнитной волной, представленной на рис.1. Тогда и вся теория электромагнитных волн, построенная с использованием результатов, полученных для случая распространения электроэнергии, подлежит пересмотру.
   В заключении следует отметить, что отрицание теории электромагнитных волн не окажет непосредственного влияния ни на теоретическую физику, ни на прикладные науки.
   Уравнения Максвелла формально никак не связаны с теорией электромагнитных волн, они будут и дальше с успехом использоваться в электротехнике, радиоэлектронике и прочих прикладных науках.
   Развиваемые теоретической физикой корпускулярно-волновые теории элементарных частиц называются так только по традиции. Фактически это корпускулярно-вероятностные теории, в которых не используются идеи электромагнитных волн. Например, даже волновые функции не имеют ничего общего с электромагнитными волнами, а близки по смыслу вероятностному описанию элементарных частиц.
   Однако, некоторые последствия перемещения части трудов Максвелла на полку рядом с трудами алхимиков могут проявиться. Теория электромагнитных волн подробно изучается и обсуждается, что сдерживает развитие альтернативных теорий, которые могли бы принести реальную пользу.
      Комментировать/Отменить