Электрический ток и магнитное поле. Магнитная сфера.
Элементарный школьный опыт с проводом, по которому течёт постоянный ток, плюс простейший магиетометр -- компас, покажет нам, что этот ток создаёт вокруг провода вихревое магнитное поле.
Если ток меняется по величине или направлению, магнитное поле тоже будет изменяться по напряжённости и полярности.
Всё ясно, просто и очевидно.
Теперь проделаем такой опыт:
Возьмём длинную тонкую палочку из диэлектрика (изолятора): стекла, пластмассы, керамики, чего угодно, но диэлекткрического. То есть НЕ ПРОВОДЯЩЕГО ТОКА.
Оденем на эту палочку множество металлических колечек, НЕ соприкасающихся дру с другом, то есть каждое отделено от соседа тонким слоем изолятора. Каждое колечко соединено с проводом, подключённым к некому коммутатору. Комутатор последовательно соединяет колечко с одинм полюсом источника тока, пластиной конденсатора или просто с электрически заряженным телом. Получится последовательно бегущая вдоль палочки цепочка заряжающихся и разряжающися колечек. (Коммутатор, после отключения провода от источника тут же разряжает колечко). Итак, по палочке бежит цепочка зарядов, хотя никакого электрического тока через неё нет. Будет ли при этом возникать магнитное поле вокруг нашего мнимого провода с током?
Да, будет. Ибо через поперечное сечение нашей палочки у нас будет проходить направленно и упорядоченно некий электрический заряд. Но никакого истинно механического движения зарядов вдоль излолятора не происходит. Фактически, возникает бегущая волна электрического поля. Оно, поле, перемещается вдоль провода, а не заряды. Отсюда вывод, давно известный: Изменяющееся электрическое поле порождает вихревое магнитное поле.
Четвёртое уравнение Максвелла.
В связи с этим опытом спросим себя: А при чём тогда вообще ТОК? Может быть, в этом уравнении член, обозначающий ток, вообще не нужен, ибо мы нашим опытом доказали, что, имитируя ток, мы одним только изменением в пространстве и времени электрического поля создали полную копию провода с током.
В ответ на всё вышесказанное каждый может ткнуть мне в морду первый же абзац этой заметки
Провод с током и его магнитное поле. Эспри, что, хочет ниспровергнуть тысячи опытов более, чем двухсотлетней давности и заодно, Ампера, Эрстеда, Фарадея, Био, Савара и всех прочих выдающихся физиков?
Нет!
Не спорю с фактами!
Спорю с их толкованием.
Если представить себе электрический ток в виде потока однородной электрической жидкости НЕ СОСТОЯЩЕЙ из "атомов электричества" - электронов, а просто некой НЕДИСКРЕТНОЙ непрерывной электрической субстанции, равномерно и прямолинейно текущей по трубе, то, согласно моим воззрениям, никакого магнитного поля она создавать НЕ БУДЕТ.
Ибо ничего не меняется ни в пространстве, ни во времени. Та же напряжённость электрического поля, неизменная на всём протяжении трубы. Такой кусок ничем не отличается от просто отрезанного куска провода с тем же количеством электрической жидкости в ней. Течёт или не течёт, какая разница? Вновь, ничего из физических параметров здесь не меняется!
Но, если допустить, что никакой однородной электрической субстанции нет, а есть масса ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТИЧЕК со своим "личным" электрическим полем у каждой, хаотически и быстро мечущихся в разные стороны и, одновременно, крайне медленно дрейфующих вдоль провода-трубы, то в этом случае магнитное поле БУДЕТ возникать. Ибо мы имеем не ОДНОРОДНУЮ и НЕИЗМЕННУЮ субствнцию, а рой ОТДЕЛЬНЫХ частичек с плотностью 6.5 на десять в двадцать второй степени в одном кубическом сантиметре, быстро изменяющих своё положение в пространстве, а значит так же изменяющих электрическую напряжённость в нём, и в то же время медленно дрейфующий вдоль провода (в случае постоянного тока). Именно то, что электрический ток в проводе, НЕ ЕСТЬ поток однородной недискретной, непрерывной электрической среды, а рой единичных хаотически движущихся зарядов и ПОРОЖДАЕТ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ вокруг него!
Теперь другой опыт.
Представим себе металлический шар (типа генератора Ван-де-Граафа), на который мы будем изнутри подавать то увеличивающийся заряд, то уменьшающийся. То есть вокруг этого шара возникнет изменяющееся по напряжённоти "электростатическое" поле. (Кавычки использованы потому, что "статическое" в строгом понимании поле не может изменяться!). Скажем, "квазистатическое".
Опять, в соответствии с уравнением Максвелла, изменяющееся электрическое поле будет порождать вихревое магнитное поле. И вот тут загвоздка: ЧТО ЗА ВИХРЕВОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ возникнет вокруг радиально меняющегося по напряжённости центрального электрического поля?
ВИХРЬ должен иметь какую-то форму, допустим, в виде тороида. Но какой тороид может окружить центрально-магнитно пульсирующее поле ШАРА? Возникнет нечто вроде пульсирующей магнитной сферы, окружающей наш шар?