Магнитные и другие измерения в электромашинах большого ресурса

[ion]

Уважаемые Коллеги по цеху поиска Истины, имею честь доложить, что наконец издательство выложило пресс-релиз книги, может быть кому нибудь она пригодится в создании постановочной теории, к так необходимому, натурному эксперименту.

Не судите строго это всего лишь проба нехудожественного пера.

http://wikers.ru/catalog/products/sam_prod...lshogo_resursa/

Изменено 3 июля, 2013 пользователем ion

[mikar]

Минуло восемь лет. Где ныне "воз"? Еде "возница" - ion; он же - noi; он же - А.Б. Бережной ?

 

Так погибают замыслы с размахом, вначале обещавшие успех

 

 

Так проходит мирская слава (Sic transit gloria mundi.)

[mikar]

Предлагаю сравнить многостраничные писАния Бережного, презентующие его методы и способы познания ФИЗИКИ с короткой статьёй А. Пуанкаре от 1894г. посвященной ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДОКАЗАТЕЛЬСТВАМ гипотезы К. Максвелла о токах смещения.

* * *

L. Rollet (ed.), Scientific Opportunism L'Opportunisme scientifique © Birkhвuser Verlag, 2002

-117-

Глава X

Свет и электричество по Максвеллу и Герцу (1894)

А. Пуанкаре.

В то время, когда опыты Френеля заставили всех ученых принимать за причину световых явлений колебания особой жидкости, заполняющей межпланетное пространство, работа Ампера сделала известными законы взаимного действия токов и основала электродинамику.

Оставалось только предположить, что эфир, который является причиной светящихся явлений, в то же время является проводником электрических действий: этот шаг воображение Ампера сделало: но прославленный физик, выдвигая эту соблазнительную гипотезу, вероятно, не предполагал, что она так быстро примет более точную форму и начнет получать экспериментальные подтверждения.

Эта гипотеза оставалась только мечтой, безо всякого подтверждения лишь до того дня, когда электрические измерения обнаружили неожиданный факт, о котором напомнил М. Корню в последнем Ежегоднике, в конце заметки о свете, которую этот ученый посвятил определению электрических единиц. Для перехода от системы электростатических единиц к системе электродинамических единиц используется определенный коэффициент преобразования, определение которого я не буду повторять, так как оно приведено в "Извещении" г-на Корню. Этот коэффициент, который также называют отношением единиц, в точности равен скорости света.

Вскоре наблюдения стали достаточно точными, чтобы можно было подумать о том, чтобы приписать это совпадение случайности. Поэтому нет сомнений, что между оптическими и электрическими явлениями существует определенная тесная взаимосвязь. Но природа этих отношений, возможно, до сих пор ускользала бы от нас, если бы гений Максвелла не догадался о ней.

Токи смещения.

Хорошо известно, что все тела можно разделить на два класса: проводники, в которых мы наблюдаем перемещение электричества, т. е. гальванические (вольтовы) токи, и изоляторы или диэлектрики, Для представителей старой школы электриков изоляторы были совершенно инертным веществом, и их роль ограничивалась тем, что они препятствовали прохождению электричества. Если бы это было так, то можно было бы заменить один изолятор другим без изменения явления. Опыты Фарадея показали, что это не так: два конденсатора одинаковой формы и одинаковых размеров, сообщенные с одним и тем же источником электричества, примут неодинаковые заряды, хотя толщина изолирующей пластины одинакова, если диэлектрики в конденсаторах различные. Максвелл слишком глубоко изучил работы Фарадея, чтобы не понять важность диэлектриков и необходимости отвести им подобающее место в объяснении электрических явлений.

Понятно, что если свет - это только электрическое явление, то, когда он распространяется через изолирующее тело, необходимо, чтобы внутри этого тела происходили электрические явления.

Следовательно, в диэлектриках должны происходить электрические явления. Но каковы эти явления? Максвелл смело отвечает: это токи.

Все опытные данные, известные в его время, казалось, противоречили мнению Максвелла: никогда токи не наблюдались ни в каких телах, кроме проводников. Каким же образом Максвелл мог согласовать свою смелую догадку с результатами, столь хорошо установленными? Почему в определенных случаях эти гипотетичные токи производят заметные явления и остаются совершенно ненаблюдаемыми при обыкновенных условиях?

-118-

Дело в том, что диэлектрики оказывают электрическому току не бОльшее сопротивление, чем проводники, а сопротивление другого рода. Одно сравнение позволяет лучше понять мысль Максвелла.

При напряжении пружины сопротивление напряжению растет по мере увеличения этого напряжения. Следовательно, если располагают только ограниченной силой, то наступит момент, когда сила будет уже недостаточна для преодоления сопротивления: движение прекратится и наступит равновесие. А когда сила перестанет действовать, пружина начнет возвращаться к своему первоначальному состоянию и возвратит работу, затраченную на её напряжение.

Положим, далее, что перемещают тело, погруженное в воду. И в этом случае будет сопротивление движению, зависящее от скорости перемещения, но это сопротивление при постоянной скорости не будет увеличиваться по мере движения тела вперёд. Следовательно, движение может продолжаться до тех пор, пока действует движущая сила, и равновесие не будет никогда достигнуто. Когда же сила перестанет действовать, тело не будет стремиться вернуться назад, в первоначальное положение, и работа, затраченная на его перемещение вперед, не будет возвращена: она полностью будет превращена в тепло вследствие вязкости воды.

Разница очевидна и становится ясной необходимость различать сопротивление упругое и сопротивление вязкое. Диэлектрики ведут себя по отношению к движению электричества как упругие тела к движению материалов, а проводники подобны в этом отношении жидкости. Отсюда две категории токов:

- протекающие через диэлектрики токи смещения (dйplacement) или токи Максвелла

- протекающие в проводниках токи проводимости (conduction).

Токи смещения, встречая нечто вроде упругого сопротивления, могут быть только кратковременными, т. к. вследствие постоянного увеличения этого сопротивления, весьма скоро наступит равновесие.

Токи проводимости преодолевают своего рода вязкое сопротивлении и потому могут продолжаться, пока существует производящая их электродвижущая сила

 

Возьмем еще сравнение из области гидравлики, предложенное Корню. Пусть мы имеем в резервуаре некоторый запас воды под давлением. Поместим в этот резервуар вертикальную трубку: в этой трубке вода начнет подниматься, но движение прекратится, как только будет достигнуто гидростатическое равновесие. Если трубка широкая, то трения и потери давления не будет, и поднятую таким образом воду можно использована для выполнения некоторой работы. Это аналогия с током смещения.

Если же вода из резервуара вытекает через горизонтальную трубку, то вода будет течь, пока резервуар не опустеет. Но если трубка узка, то потеря работы будет велика и вследствие трения образуется теплота. Тут аналогия с током проводимости.

-119-

Хотя, конечно, невозможно, а до некоторой степени и излишне, стараться представить себе все детали механизма явлений, но все-таки можно сказать, что все происходит, как если бы токи смещения должны были напрягать множество небольших пружин. Когда токи прекращаются, наступает электростатическое равновесие, и пружины остаются тем сильнее напряженными, чем интенсивнее электрическое поле. Запасенная в этих пружинах электростатическая энергия возвращается целиком немедленно, как только пружины получат возможность возвратиться в ненапряженное состояние. Таким образом получают механическую работу, позволяя проводникам подчиняться действию электростатического притяжения. Т.о. это притяжение происходило бы от давления, производимого на проводники напряженными пружинами. Далее, чтобы довести аналогии до конца, следовало бы сравнивать разрывной разряд с поломкой нескольких пружин, слишком сильно напряженных.

 

Наоборот, затраченная на образование токов проводимости (кондуктивных) работа теряется и целиком превращается в тепло, совершенно подобно работе, затрачиваемой на преодоление трения или вязкости жидкостей. Вот почему проводники нагреваются.

 

Для Максвелла существуют только замкнутые токи. Для электриков старой школы это не так: они принимали замкнутый ток, проходящий по проводу, соединяющему два полюса батареи, но рассматривали как незамкнутый мгновенный ток, образующийся при соединении полюсов батареи с двумя обкладками конденсатора, пока конденсатор не зарядится. Считалось, что ток идёт от одной обкладки к другой через соединительные провода и батарею, и прекращается у поверхности обкладок конденсатора.

Максвелл же предположил, что ток смещения проходит через изолирующий слой, разделяющий обкладки конденсатора, и таким образом замыкается. Упругое сопротивление, встречаемое им при этом, объясняет его кратковременность.

 

Токи могут проявляться тремя способами: своими тепловыми действиями, действиями на магниты, а также индуцированными токами, возбуждаемыми ими. Мы видели выше, почему токи проводимости порождают тепло, и почему этого не замечается при токах смещения. Однако, по гипотезе Максвелла токи смещения должны иметь, как и токи проводимости, действия электромагнитные, электродинамические и индуктивные.

Эти действия до сих пор не могли быть замеченными потому, что сколь ни будь сильный ток смещения не может проходить сколь ни будь продолжительное время в одном направлении, так как напряжение наших пружин, увеличиваясь непрерывно, вскоре воспрепятствовало бы его прохождению.

Следовательно, в диэлектриках не может существовать ни продолжительного тока постоянного направления, ни ощутимого тока переменного направления с большой продолжительностью периода. Но действия тока станут доступными наблюдателю, если число переменных направлений в секунду будет очень велико.

Природа света.

По мнению Максвелла, световая волна - это последовательность переменных токов, образующихся в диэлектриках, даже в воздухе или в межпланетном пространстве, меняющих направление квадрильон раз в секунду. Огромная индукция, вызываемая этими частыми переменами направления, производит другие токи в соседних частях диэлектриков и таким образом постепенно распространяются световые волны. Расчеты показывают, что скорость распространения волны должна равняться отношению между единицами, т. е. скорости света.

-120-

Эти переменные токи представляют из себя род электрических колебаний, но являются ли эти колебания продольными, как звук, или поперечными, как эфир Френеля?

В звуковой волне в воздухе образуются попеременно сгущения и разряжения. А в эфире Френеля колебания происходят так, как если бы он состоял из несжимаемых слоев, способных только скользить один по другому. Если бы существовали незамкнутые токи, то электричество, переносясь от одного конца каждого из таких токов к другому, собиралось бы у одного из них; оно сжималось бы и разрежалось, как воздух, и колебания были бы продольными. Но Максвелл допускает только замкнутые токи. При этом электричество не может собираться у одного из концов тока и в электричестве всё происходит так, как в эфире Френеля. Его колебания поперечны.

Экспериментальная проверка

Таким образом мы находим все результаты волновой теории. Однако, этого одного было недостаточно, чтобы физики, скорее соблазнённые, чем убежденные взглядами Максвелла, решились бы принять их. Всё, что можно было сказать в их защиту, было то, что они не противоречили ни одному из наблюдаемых фактов, и что было бы очень жаль, если бы они оказались неверными. Для того, чтобы подтвердить их, не хватало опытных данных: их пришлось ждать двадцать пять лет.

Необходимо было найти между прежней теорией и теорией Максвелла расхождение, которое не было бы слишком тонким для наших грубых методов исследования. Такое расхождение, на котором можно было бы основать experimentum crucis, существует только относительно одного пункта.

Прежняя электродинамика требует, чтобы электромагнитная индукция распространялась мгновенно. По новым идеям она, наоборот, должна распространяться со скоростью света.

Поэтому необходимо измерить, или, по крайней мере заметить существование скорости распространения явлений индукции. Это и сделал выдающийся германский физик Герц применив интерференционный метод.

Этот метод хорошо известен вследствие его приложения к световым явлениям. Исходящие из одного и того же источника два луча света интерферируют, когда они приходят в одну и ту же точку, пройдя различные пути.

Если разность длин этих путей равняется длине волны (т. е. длине пути, проходимого в течение одного периода) или целому числу длин волн, то одно колебательное движение будет отставать от другого на целое число периодов и, следовательно, фазы их будут совпадать, направление будет одинаково, и они будут складываться.

Если же разность длин путей двух лучей равняется нечетному числу длин полуволн, то направления двух колебательных движений будут противоположны, и они будут вычитаться одно из другого.

 

Не только световые волны способны интерферировать: любое периодическое движение переменного направления, распространяющееся с конечной скоростью, производит подобные же эффекты. Так происходит со звуком, так же должно произойти и с электродинамической индукцией, если скорость её распространения конечна. Если же это распространение мгновенно, то интерференция происходить не будет.

Но интерференцию невозможно наблюдать, если длина волны больше, чем размеры помещения, в котором проводятся опыты, или больше, чем расстояние, на которое может распространиться индукция, не слишком ослабляясь. Поэтому нам нужны токи с очень коротким периодом.

 

(продолжение следует)

[mikar]

продолжение статьи А. Пуанкаре

* * *

-121-

Электрические возбудители.

Посмотрим сначала, как можно получить эти токи при помощи прибора, который есть ничто иное, как электрический маятник. Положим, что у нас имеется два тела из проводящего материала, соединенных проводом. Если их потенциалы не одинаковы, то электрическое равновесие нарушится совершенно такими же образом, каким нарушается механическое равновесие, когда маятник выведен из вертикального положения. Как в первом, так и во втором случаях равновесие стремится восстановиться. В соединительной проволоке образуется ток, стремящийся уравнять потенциалы проводников, совершенно подобно тому, как маятник возвращается к вертикальному положению.

Но маятники не остановится в положении равновесия: приобретя некоторую скорость, благодаря инерции, он перейдет за положение равновесия. Точно также, когда наши проводящие тела разрядятся, статическое равновесие, устанавливающееся в известное мгновение, не продлится, но будет тотчас же нарушено причиной, подобной инерции: эта причина есть самоиндукция. Известно, что при прекращении тока, в соседних проводах появляется индукционный ток того же направления, что и прекращающийся. То же самое происходит и в самом проводе, по которому проходит индуктирующий ток, и он, так сказать, продолжается индукционным. Другими словами, ток продолжится и после уничтожения причины, вызвавшей его, совершенно подобно тому, как движущееся тело не остановится, когда сила, приведшая его и движение, прекратит действие.

Поэтому когда оба потенциала уравняются, ток продолжит проходить в прежнем направлении и создаст на двух проводящих телах заряды, противоположные тем, которые они имели раньше

В этом случае, как и в случае с маятником, положение равновесия будет перейдено, и чтобы прийти к нему, нужно вернуться назад. Когда равновесие будет снова достигнуто, та же причина вновь его нарушит, и колебания будут безостановочно продолжаться.

Расчеты показывают, что период зависит от ёмкости проводящих тел. Следовательно, достаточно уменьшить эту ёмкость (что несложно), чтобы получить электрический маятник, способный давать токи с весьма большим числом периодов в секунду.

Все это было хорошо известно из теории лорда Кельвина (Уильяма Томсона) и из опытов Федерсена над колебательными разрядами лейденской банки. Следовательно, оригинальность идеи Герца состоит не в этом.

Маятник надо не только построить, но еще и привести его в движение. Для этого какая -то причина должна вывела его из положения равновесия, а затем внезапно перестать действовать, т.е. в течение промежутка времени, весьма короткого сравнительно с продолжительностью периода. Без этого маятник не будет раскачиваться.

 

Если, например, отвести рукой маятник от вертикали, а затем, вместо того чтобы резко отпустить его, позволить руке медленно расслабиться, не разжимая пальцев, то все еще поддерживаемый маятник придет к своему положению равновесия, не приобретя никакой скорости и не перейдет через это положение.

Поэтому можно предположить, что с периодами в одну стомиллионную долю секунды никакая механическая система запуска не сможет работать, какой бы быстрой она ни казалась нам по отношению к привычным единицам времени.

-122-

Вот как решил эту задачу Герц.

Возьмем наш электрический маятник и сделаем разрез в несколько миллиметров шириной в проводе, соединяющем два проводящих тела. Этот разрез разделит нам прибор на две симметричных половины, которые мы соединим с двумя зажимами катушки Румкорфа. Индукционный ток этой катушки будет заряжать наши проводящие тела, и разность их потенциалов будет расти сравнительно медленно. Сначала разрыв будет препятствовать проводящим телам разрядиться; воздух между разрезанными концами провода действует как изолятор и удерживает наш маятник выведенным из положения равновесия.

Но когда разность потенциалов станет достаточно велика, появится искра и откроет путь электричеству, накопленному на проводящих телах.

Разрыв внезапно перестанет изолировать, и при помощи этого «электрического спускового механизма» маятник будет освобожден от причины, которая мешала ему вернуться к равновесию. Если выполнены некоторые, довольно однако сложные, условия, хорошо изученным Герцем, то освобождение будет происходить достаточно быстро для того, чтобы установились колебания.

Описанный прибор, называемый возбудителем, дает токи, изменяющие свое направление от ста миллионов до миллиарда раз в секунду.

Благодаря такой экстремальной частоте, эти токи могут производить индуктивные действия на значительном расстоянии. Чтобы обнаружить эти действия, пользуются вторым электрическим маятником, называемым резонатором. В этом втором маятнике нет разреза посередине провода и индукционной катушки, служащих только для запуска. Оба проводящих уменьшены до двух очень маленьких шариков, а проволока согнута по кругу так, чтобы сблизить эти два шарика.

Индукция, вызванная возбудителем, заставит этот резонатор вибрировать тем легче, чем меньше отличаются периоды колебаний возбудителя и резонатора. При определенных фазах колебательного движения разность потенциалов двух шариков будет настолько велика , что между ними появятся искры.

Получение интерференции.

Таким образом получают прибор, обнаруживающий действия индукционной волны, вышедшей из возбудителя. Изучать эти действия можно двумя способами: либо подвергать резонатор действию индукции возбудителя на большом расстоянии, либо заставлять эту индукцию действовать на небольшом расстоянии на длинный проводник, вдоль которому пойдёт электрическая волна и которая в свою очередь будет действовать на резонатор индукцией на небольшом расстоянии.

Будет ли волна распространяться вдоль провода или через воздух, при помощи отражения можно получить явление интерференции.

В первом случае волна отразится от конца проводника и пойдет по нему в обратном направлении.

Во втором волна может быть отражена от металлического листа, действующего как зеркало. В обоих случаях отраженная волна будет интерферировать с прямой, и будут существовать места, в которых искра в резонаторе будет погасать.

Эксперименты с длинным проводом проще, они дают нам много ценной информации, но они не могут служить ехреriтeпtum crисis, так как и по старой и по новой теории скорость распространения электрической волны по проводу должна равняться скорости света.

Эксперименты по прямой индукции на больших расстояниях, напротив, являются решающими. Они показывают, что скорость распространения индукции через воздух не только конечна, но и равна скорости волны, распространяющейся вдоль провода, что согласуется с теорией Максвелла.

-123-

Синтез света.

Я не буду долго останавливаться на других опытах Герца, более блестящих, но менее убедительных. Концентрируя при помощи параболического зеркала индукционную волну, вышедшую из вибратора, германский ученый получает настоящий пучок лучей электрических сил, правильно отражающихся и преломляющихся. Если бы период колебаний этих лучей, и без того столь малый, был в миллион раз короче, лучи не отличались бы от лучей света.

Известно, что Солнце посылает нам несколько различных излучений: одни световые, так как они действуют на сетчатую оболочку глаза, другие темные - ультрафиолетовые или инфракрасные, которые проявляются химическими или тепловыми действиями.

Первые обязаны тем, что они нам кажутся как бы другого рода, только, так сказать, физиологической случайностью. Для физика луч инфракрасный отличается от луча красного ничуть не больше, чем этот последний от зеленого - его длина волны больше. Длина волн герцевских лучей еще больше, но тут только разница в величине, и можно сказать, что, если идея Максвелла верна, то прославленный профессор из Бонна достиг истинного синтеза света.

Выводы.

Однако наше восхищение столькими неожиданными успехами не должно заставить нас забыть о прогрессе, которого еще только предстоит достичь. Поэтому давайте попробуем выяснить точно установленные результаты.

Во-первых, скорость индукции в воздухе конечна, без этого интерференция была бы невозможна Следовательно, прежняя электродинамика не верна.

Можно ли заменить её доктриной Максвелла (или по крайней мере доктриной, близкой к ней, поскольку нельзя требовать от одного ученого, чтобы он отгадал истину во всех её деталях)?

Мы можем измерить длину волны герцевских колебаний; эта длина равна произведению периода колебаний на скорость их распространения. Мы знали бы эту скорость, если бы знали период; но период настолько мал, что мы не можем его измерить: мы можем только вычислить его по формуле лорда Кельвина. Этот расчет приводит к цифрам, которые согласуются с теорией Максвелла; но последние сомнения будут развеяны только тогда, когда скорость распространения будет непосредственно измерена.

Мало того, все далеко не так просто, как может показаться из этого короткого рассказа. Их осложняют различные обстоятельства.

Прежде всего, вокруг возбудителя возникает настоящее индукционное излучение: энергия этого аппарата излучается наружу, и, поскольку нет источника, питающего ее, она не успевает рассеяться, и колебания быстро затухают. Именно здесь мы должны искать объяснение феномену множественного резонанса, который был открыт господами Сарасином и де ла Ривом и который поначалу казался непримиримым с теорией.

С другой стороны, известно, что свет не совсем точно следует законам геометрической оптики, и отклонение, которое приводит к дифракции, тем более значительно, чем больше длина волны. При большой длине герцевских колебаний эти явления должны приобретать огромное значение и нарушать все.

-124-

К счастью, на данный момент наши средства наблюдения грубы, иначе простота, которая соблазняет нас с первого взгляда, заменилась бы путаницей, в которой мы не могли бы разобраться.

Возможно, это и есть причина различных аномалий, которые мы до сих пор не смогли объяснить. Именно по этой причине эксперименты по преломлению лучей электрической силы имеют, как я уже говорил, небольшую познавательную ценность.

Остается еще одна трудность, более серьезная, но, конечно, преодолимая. Согласно Максвеллу, коэффициент электростатической индукции прозрачного тела должен быть равен квадрату его показателя преломления, но это не наблюдается, и тела, следующие закону Максвелла, являются исключениями. Очевидно, наблюдаемые нами явления гораздо более сложны, чем это думали раньше; но мы пока не смогли ничего разгадать, а сами эксперименты противоречивы.

Многое еще предстоит сделать. Идентичность света и электричества теперь больше, чем привлекательная гипотеза: это весьма вероятная гипотеза, но всё еще не истина, уже доказанная

Мы можем измерить длину волны герцевских колебаний; эта длина равна произведению периода колебания на скорость его распространения. Мы знали бы эту скорость, если бы знали продолжительность периода; но она настолько мала, что мы не можем его измерить: мы можем только вычислить его по формуле лорда Кельвина. Этот расчет даёт цифры, согласующиеся с теорией Максвелла, но последние сомнения исчезнут только тогда, когда скорость распространения будет непосредственно измерена*.

Это сделал при помощи весьма остроумного приспособления М. Блондло, которому удалось непосредственно измерить скорость возмущения, распространяющегося вдоль по проводу. Полученное число мало отличается от отношения единиц, т. е. от скорости света, равной 300.000 километров в секунду. Так как опыты с интерференцией, сделанные гг. Саразеном и де-ла-Ривом в Женеве, показали, что индукция распространяется по воздуху с такой же скоростью, как и электрическая пертурбация, распространяющаяся по проводу из проводящего вещества, то мы должны заключить, что скорость индукции равняется скорости света, что подтверждает идея Максвелла.

Физо в свое время нашел для скорости электричества число гораздо меньшее, именно, около 180.000 километров в секунду. Тут нет никакого противоречия, так, как наблюдавшиеся в обоих случаях явления были совершенно различны. Токи, которыми пользовался Физо, были прерывистыми, но малым числом периодов в секунду: они проникали до оси проволоки. Токи Блондло, переменного направления с очень коротким периодом, оставались поверхностными и проходили по тонкому внешнему слою, не более одной сотой миллиметра толщиной. Ясно, что законы распространения не будут одни и те же в этих двух случаях.

_____________________________________

* Выдержка из ежегодника за 1894 год, опубликованного Бюро долгот.

-125-

Из предыдущего короткого очерка можно было бы заключить, что тут все происходит очень просто. На самом деле это не так. Многие обстоятельства значительно усложняют явления.

Прежде всего, вокруг возбудителя возникает настоящее индукционное излучение: энергия этого аппарата излучается наружу, и, поскольку нет источника, пополняющего ее, она успевает рассеяться, и колебания быстро затухают. Именно здесь мы должны искать объяснение феномену множественного резонанса, который был открыт господами Сарасином и де–ла-Ривом и который поначалу казался необъяснимым теорией Максвелла.

Также известно, что свет не совсем точно следует законам геометрической оптики, и отклонение, которое приводит к дифракции, тем более значительно, чем больше длина волны. При большой длинах волн герцевских колебаний эти явления должны приобретать огромное значение и нарушать все.

Примечание

Выше я старался при помощи сравнения объяснить электростатическое притяжение и явление индукции. Давайте теперь рассмотрим представление Максвелла о причине, производящей взаимное притяжение токов.

Тогда как по нашему сравнению электрическое притяжение происходит от напряжения множества маленьких пружин, или, другими словами, вследствие упругости эфира, по Максвеллу явления индукции и электродинамические действия порождаются кинетической энергией и инерцией этой жидкости.

Полный расчет слишком длинен, чтобы, и я на этот раз ограничусь сравнением с хорошо известным устройством - центробежным регулятором.

Киннетическая энергия этого устройства пропорциональна квадрату угловой скорости вращения и квадрату расстояния между шариками.

Согласно гипотезе Максвелла, эфир приходит в движение, как только возникают гальванические (вольтовы) токи, и его живая сила пропорциональна квадрату силы этих токов, что, таким образом, соответствует, в нашей аналогии, угловой скорости вращения регулятора.

Если рассматривать два тока одинакового направления, то эта кинетическая энергия при равной силе токов будет тем больше, чем ближе друг к другу эти токи; если же токи противоположного направления, то она будет тем больше, чем дальше они друг от друга.

Заметив это, будем продолжать наше сравнение.

Чтобы увеличить угловую скорость регулятора, а следовательно, и его кинетическую энергию, необходимо совершить некоторую работу для преодоления некоторого сопротивления, называемого инерцией регулятора.

Таким же образом, увеличение интенсивности токов означает увеличение живой силы эфира; и, чтобы это сделать, нужно затратить некоторую роботу и преодолеть сопротивление, которое есть ничто иное, как инерция эфира и которое называют, индукция

Кинетическая энергия будет больше, если токи направлены в одну сторону и расположены близко друг к другу; поэтому совершаемая работа и противодействующая электродвижущая сила индукции будут больше. На обычном языке это выражают, говоря, что взаимная индукция двух токов добавляется к их самоиндукции. Если направления токов обратно, то и явление будет обратное.

Если раздвинуть шарики регулятора, то для поддержания угловой скорости необходимо затратить работу, поскольку при равной угловой скорости кинетическая энергия тем больше, чем больше раздвинуты шары.

Если же сближать два тока одинаковое направление, то для поддержания прежней силы токов придется совершать работу, так как кинетическая энергия увеличивается. Поэтому нам придется преодолеть электродвижущую силу индукции, которая будет стремиться уменьшить силу токов.

Напротив, сила индукции будет стремиться увеличить силу токов, если удалять друг от друга токи одного направления, или если сближать токи, направленные обратно.

Наконец, центробежная сила стремится оттолкнуть шары друг от друга, что приведет к увеличению кинетической энергии, если угловая скорость останется постоянной.

Аналогично, когда токи идут в одном направлении, они притягиваются друг к другу, т.е. стремятся сблизиться, что увеличит живую силу при сохранении постоянной силе токов.

Если токи направлены противоположно, они взаимно отталкиваются и стремятся удалиться друг от друга, что опять-таки увеличивает кинетическую энергию при неизменности силы токов.

Таким образом электростатические явления будут обусловлены упругостью эфира, а явления электродинамические – его кинетической энергией.

Итак, должна ли эта упругость объясняться, как считает лорд Кельвин, вращением очень маленьких частей жидкости? Различные причины могут сделать эту гипотезу привлекательной, но она не играет существенной роли в теории Максвелла, которая не зависит от нее.

-126-

Аналогичным образом я провел сравнение с различными механизмами. Но это всего лишь сравнения, причем довольно грубые. Действительно, в книге Максвелла не следует искать полного механического объяснения электрических явлений, а только изложение условий, которым должно удовлетворять любое объяснение. И именно то обстоятельство, что труд Максвелла независим ни от каких частных объяснений, и сделает, вероятно, этот труд долговечным.

___________________________

 

Так ВРЕМЯ всё и вся расставляет по своим местам.