Конструктивная Физика
 Оставим книги, и посоветуемся с разумом.    (Рене Декарт)        

Главная

 Проблемы физики
и пути их решения
Другие авторы

Об авторе


Гостевая книга

     Главная ошибка электродинамики
    The main mistake of electrodynamics


     Владимир Ерохин



    Фундамент науки очень прочный".
                            Гинзбург В.Л.


   Несмотря на высокую точность и способность успешно решать многочисленные практические задачи, в оформившейся свыше века назад классической электродинамике существуют давно известные и недавно обнаруженные внутренние противоречия и расхождения с опытом. Кроме того, эмпирическая теория не способна объяснить на качественном уровне ни одно из описываемых ею явлений. Очевидно, что корректная теория не может иметь подобных недостатков, и их наличие свидетельствует о просчетах и ошибках, заложенных в фундамент электродинамики. Теория нуждается в пересмотре и коррекции.
   В ходе работы над выявлением механизма электромагнитных явлений на базе существующих представлений, автору пришлось обнаружить и исправить в эмпирической электродинамике ряд просчетов и ошибок, которые и являлись причинами проблем. Устранение причин расставило все на свои места, позволило решить основные проблемы теории и понять простой и ясный механизм электродинамических взаимодействий. Одна из таких ошибок эмпирической электродинамики рассмотрена в статье.

К элементарной ошибке привели физические заблуждения.

Краткое изложение. ( Полностью здесь)
Заряд q движется инерциально со скоростью v вдоль оси x. Определить, как отличается поле движущегося заряда от его статического поля.

Как измерить поле движущегося заряда, если его поле непрерывно меняется в каждой точке? Так же, как и статическое поле: опишем вокруг заряда сферу, и расположим на ней наблюдателей, которые будут измерять поле qv. Вопрос в том, втыкать ли ножку циркуля в сам заряд, где он находится "здесь и сейчас" в момент измерени поля, или же учитывать запаздывание, и втыкать циркуль в ту точку, где заряд находился в запаздывающий момент (t - R'/c)?
Скажете, вопрос излишний: поскольку потенциал запаздывает, то, очевидно, наблюдатели должны располагаться вокруг запаздывающей координаты. И будете правы.
Однако эмпирическая теория считает иначе (и большинство из вас, вслед за авторитетом учебников, быстренько поменяет свое мнение на противоположное: мол, жираф большооой - ему видней).

В эмпирической электродинамике этот вопрос решен так, что создается иллюзия, будто запаздывание учитывается. Но так ли это?

Очевидно, что необходимо знать мгновенное значение поля вокруг заряда: все наблюдатели должны измерить поле одновременно. При этом у нас есть две возможности, как показано на рис.1. Слева будем показывать классический вариант, справа – реальный.


Рис.1. Поле движущегося заряда можно измерять двумя способами:
a) наблюдатели P расположены на равных расстояниях от текущего положения заряда qv(t), т.е. от положения заряда в текущий момент t = R'/c, когда его поле измеряется наблюдателями Pi (t). При этом расстояния R' от запаздывающей координаты заряда qv(0) до наблюдателей >Pi (t) разные, они не могут одновременно измерить поле заряда в одном и том же его запаздывающем состоянии;
b) наблюдатели P расположены на равных расстояниях от запаздывающего положения заряда qv(0) в момент t = 0, поскольку поле должно достичь всех наблюдателей одновременно.
Текущее состояние заряда не оказывает никакого влияния на поле: в силу запаздывания сигнала для наблюдателей это будущее, а не текущее состояние заряда.



- В первом случае (рис.1a) запаздывающая координата заряда qv(0) для разных наблюдателей должна быть различной, иначе поле достигнет наблюдателей Pi в разное время. Запаздывающие радиусы (расстояния от qv(0) до Pi (t)) также будут различными.
- Во втором случае (рис.1b) запаздывающая координата заряда qv(0) для всех наблюдателей будет одной и той же (как, впрочем, и текущая координата, qv(t)). Все запаздывающие радиусы равны.

- В первом случае (рис.1a) все наблюдатели одновременно измерят поле заряда, «сформированное» им в разное время и в разных координатах. При этом наблюдатели видят заряд в разных точках траектории и, соответственно, измеряют поля, «сформированные» зарядом в этих (разных) точках (рис.2a). Такой разрозненный набор полей лишен всякой логики, и в принципе исключает возможность измерения поля неравномерно и криволинейно движущегося заряда, несмотря на то, что поле в любой момент времени определено однозначно, как бы заряд ни двигался. Неподвижный заряд в таком варианте находится не в той точке, где находится движущийся заряд. Запаздывающие радиусы различны для покоящегося и движущегося зарядов. Для движущегося заряда они вообще однозначно не определены.


Рис.2 Слева. Запаздывающие радиусы R = ct всюду разные. Наблюдатели измеряют не поле заряда, а разрозненный набор полей, в результате чего и получается эллипсоид Хэвисайда.
Если заряд движется не прямолинейно и равномерно, поле определить невозможно.
Справа Поле заряда измеряется однозначно.
Поле определяется только состоянием заряда в запаздывающий момент, и никак не зависит от дальнейших изменений.


- Во втором случае (рис.2b) все наблюдатели одновременно измеряют одно и то же поле заряда, т.е. все они измеряют поле заряда, имеющего одну и ту же координату в одно и то же время q(0,0,0,0). Они все одновременно видят заряд в одной и той же точке, и измеряют его поле, «сформированное» в этой (одной!) точке. Т.е. учитывается мгновенное состояние заряда, а не растянутое во времени, как в случае рис.2a. Такой вариант позволяет определить поле заряда, с какой бы скоростью или ускорением он ни двигался через центр. Нулевая скорость не исключение, а частный случай, поэтому поле неподвижного заряда измеряется точно так же, как и поле движущегося заряда, поскольку запаздывающий радиус - расстояние от заряда до всех наблюдателей - будет одинаковым во всех случаях. Запаздывающие радиусы всюду одинаковы, поле обоих зарядов «родилось» в одной точке и в одно время, и принято всеми наблюдателями одновременно (рис. 3).


Рис.3a. Покоящийся заряд находится в центре.
Рис.3b. Движущийся заряд в момент t = 0 пересекает центр сферы.

Запаздывающие радиусы одинаковы, все наблюдатели измеряют поле одного и того же запаздывающего состояния заряда, а не разрозненный набор запаздывающих полей, как в существующей теории.

В обоих случаях в момент t все наблюдатели будут видеть оба заряда в одной точке и, соответственно, одновременно измерять их поля, «сформированные» в одной и той же точке. Это дает им право утверждать, что они измерили поле движущегося заряда, как оно отличается от поля заряда, покоящегося в той же точке. В первом случае этого сказать нельзя, - покоящийся заряд наблюдатели будут видеть в центре, а движущийся будет виден наблюдателям в разных точках траектории. И, соответственно, одновременно измеренное ими поле будет принадлежать заряду в разных точках его траектории.

Если заряд будет иметь другую скорость, скажем скорость u, а не v, то запаздывание изменится (сохраняется не имеющий никакого значения текущий радиус), тогда как аксиомой является факт, что запаздывание от скорости НЕ зависит, при изменении скорости заряда в некой точке в диапазоне -c < v < c запаздывание будет одним и тем же, поскольку скорость света от движения источника не зависит. Однако, в эмпирической теории запаздывание от заряда, движущегося через начало отсчета в текущий момент t = R/c, определяется запаздывающим радиусом, и является функцией скорости (рис.4).


Рис.4. В классическом варианте запаздывание зависит от скорости – вопреки аксиоме: скорость света от скорости источника не зависит.

Поле заряда получаем, устремляя радиус к нулю (рис.5).


Рис.5. Поле E0 и Ev по рисунку 2b. При R-->0 получаем поля E0 и Ev , показанные справа.


В эмпирической теории поле заряда выглядит как на рис.6 (эллипсоид Хэвисайда).
В реальности поле заряда выглядит, как показано на рис.7.



Искажение поля заряда является основной причиной внутренних противоречий существующей электродинамики, ее расхождения с опытом, а также неспособности описать самоочевидные механизмы электромагнитных явлений. С исправлением ошибки все проблемы теории исчезают.



Следует добавить о причинах ошибки. Она сделана неспроста.

Покажем это чуть ниже, сначала немного математики.





Для дифференцирования потенциалов необходимо иметь мгновенное их значение в пространстве вокруг заряда. Для этого уравнение потенциалов должно быть записано в координатах момента t. Это требование как раз и обеспечивается классическим уравнением потенциалов. Однако это уравнение приводит к ошибочному значению поля, которое формальный подход, оперирующий символами, а не физическими процессами, позволяет не замечать.

Уравнение потенциалов Льенара-Вихерта учитывает запаздывание корректно, однако не корректно дифференцировать этот потенциал: его градиент "размазан" во времени. Значение поля при этом получается приближенным, но в области v << c оно справедливо, - тогда как значение поля, полученное из классического уравнения потенциалов, в корне ошибочно даже при малых скоростях v << c.

Есть и третье, корректное решение, но пока оставим его, и остановимся на втором, приближенном, поскольку оно приводит к тем же результатам, что и уравнения Максвелла.


И того:
уравнение запаздывающих потенциалов Льенара-Вихерта приводит к значению поля, справедливому только в нерелятивистской области, - и при этом позволяет получить в точности те же численные результаты, что и электродинамика Максвелла, откуда следует, что электродинамика Максвелла также является приближением.
Но в отличие от последней, поле, полученное из потенциалов Льенара-Вихерта, позволяет получать результаты осмысленно, с полным пониманием физики происходящего, и расширяет область применения электродинамики - по той простой причине, что описывает реальную физику взаимодействий, хотя и в нерелятивистском приближении.

Электродинамика Максвелла численно дает такие же нерелятивистские приближения (а в ряде случаев гораздо более грубые или прямо противоречащие опыту), но делает это путем подмены реальных полей численным эквивалентом, который искажает реальную физику взаимодействий и скрывает механизмы электромагнитных явлений.
Классическое уравнение (4) приводит к принципиально ошибочному значению поля, что позволяет получать численно верные верные результаты только за счет подмены поперечных компонент полей зарядов аксиальным вектором магнитного поля, который численно равен интегралу от этих компонент. Использование одного фиктивного вектора вместо множества по-разному изменяющихся полей не только исключает понимание механизмов электромагнитных явлений, но приводит также к внутренним противоречиям эмпирической теории и к ее грубому расхождению с опытом в целом ряде случаев (см. "Противоречия электродинамики опыту" http://vev50.narod.ru/Exper-nt_ED.html). Поле протяженного тока не может описываться интегралом, поскольку поля зарядов тока изменяются по-разному как при изменении тока, так и при взаимном движении заряда и тока. Векторное умножение или правило потока удачно компенсируют ошибки только в простейших "стандартных" случаях (малые скорости зарядов и однородный поток поля сквозь контур). В нестандартных случаях применение аксиальной фикции (магнитного поля) иногда приводит к тому, что теория работает с точностью до наоборот (ссылка чуть выше).

Если из двух зол выбирать меньшее, то остановиться следует на приближенном уравнении, следующем из потенциалов Льенара-Вихерта, а не на принципиально ошибочном классическом уравнении поля движущегося заряда. Это позволяет не только избавить электродинамику от неясностей и противоречий, но и получить сами уравнения Максвелла, которые являются приближением к нерелятивистской (приближенной!) электродинамике.

Представление об "изначально релятивистском" характере электродинамики основано на заблуждениях, в частности, на том "факте", будто электродинамика предсказала, что скорость распространения электромагнитных взаимодействий равна света с = (ε0μ0)-1/2. На самом деле эта скорость дважды была потеряна в формуле Ампера, где вместо относительной скорости v/c применялась естественная для того времени абсолютная скорость зарядов тока (в неявном виде, в составе взаимодействующих токов I1, I2). Чтобы привести к норме размерности и обеспечить численное соответствие сил Ампера опыту, ввели размерный коэффициент - "фундаментальную постоянную" μ0 = 1/c2. Попросту вернули на место потерянную Ампером скорость света, о роли которой он знать не мог. Вместе с другой, не менее "фундаментальной" постоянной ε0 = 1, потерянная скорость света, записанная в виде μ0, дала, естественно, ту же самую скорость света, - только теперь уже в виде откровения свыше, как "волновое сопротивление вакуума".

Но вернемся к двум вариантам поля движущегося заряда.
Дело совсем не в том, что выбрав меньшее из зол, мы подкорректировали частный вопрос и только. Исправление ошибки в корне меняет не только электродинамику, но и всю физику. Поворот физики в тупик начался именно с этой ошибки, хотя она не единственная. И бессмысленно искать выход из тупика, не желая вернуться назад, ко входу в него. Зомбированная своим величием околонаучная элита, формирующая направление "развития", никогда не снизойдет к презренным основам, где лежат истоки сегодняшних проблем, поэтому наука будет продолжать биться чугунным лбом в стену в поисках выхода. Сколько еще? Пятьдесят лет? Сто?
Пока не вырастет новое поколение, знакомое с корректными решениями. Но знакомить должна как раз научная "элита", которая контролирует научные журналы и формирует мнение. Как политикану, подсчитывающему барыши, не бывает "за державу обидно", так и академику не бывает обидно за науку, когда он старается не допустить до научной общественности неудобные опытные факты чтобы кормушка функционировала, и не отогнали от корыта. Наука должна быть нацелена не на "валовую продукцию", необходимую для карьерного роста ее представителей, а на поиск Истины, в котором количество рецензируемой макулатуры и стремление к титулам играют только роль тормоза.


Что же касается упомянутого выше выбора из двух зол, то реальность не настолько черно-белая, как упрощенная логика "Да-Нет". Упоминавшееся уже третье решение примиряет взаимоисключающие требования к уравнению потенциалов, приводит к корректному релятивистскому значению поля, и к непротиворечивой релятивистской электродинамике. Но прежде, чем показать его вывод, необходимо познакомить с физической сущностью потенциала и поля, что выходит за рамки данной статьи.

Подробнее здесь:
Главная ошибка электродинамики

 



Хостинг от uCoz