Орбит 3 пишет: Мне тоже очень интересно ! Тоже хочу понять чем же на самом деле является "магнитное поле" особым видом энергии или чем то другим . Но для меня оно больше похоже по свойствам именно на особый вид энергии.
Электрическое поле порождает магнитное поле и наоборот магнитное поле порождает электрическое поле.
Что в этом случае важнее ! И кто идёт впереди и кто с сзади .Магнитная волна толкает впереди себя электрическую волну или наоборот. А может есть третий вариант?
Известно, что источниками электрического поля являются заряды, а источниками гравитационного поля являются массы. Т.е. покоящийся заряд в пространстве вокруг себя порождает электрическое поле – поле, которое одинаково действует как на покоящийся пробный заряд, так и на движущийся пробный заряд. При этом мы знаем, что такое поле потенциально – работа по перемещению пробного заряда по замкнутой траектории в таком поле равна нулю. Соответственно, для такого поля можно ввести скалярный потенциал, градиент которого будет описывать напряженность поля – силовую характеристику поля.
При этом мы отвлечемся от механизма передачи взаимодействия, потому как он нам не ивестен. То ли при передаче взаимодействия происходит обмен виртуальными частицами, то ли это напряжения в пространстве возникают – нам не известно. Четкой визуализации процесса передачи взаимодействия я не знаю. Известно только, что в квантовой электродинамике считается, что передача взаимодействия происхолит виртуальными частицами, и КЭД на этом пути достигла грандиозных успехов, а в теории гравитации – передача взаимодействия опосредована искривлением пространства, и на этом построена вся современная космология, где получены весьма впечатляющие результаты, основанные на решениях уравнений Эйнштейна, носящих имя Шварцшильда.
Вернемся к зарядам и массам.
Итак, покоящийся заряд порождает вокруг себя потенциальное электрическое поле, а покоящаяся масса – потенциальное гравитационное поле. Т.е. заряды и массы являются источниками электричемского и гравитационного полей. Относительно магнитного поля такого источника нет. Отсутствие в природе магнитного монополя говорит нам о том, что магнитное поле не является самостоятельным полем, имеющим свой специфический источник.
Однако известно, что если покоящийся в одной системе отсчета заряд рассматривать из системы отсчета, движущейся относительно первой, то во второй системе отсчета кроме эффектов, обусловленных потенциальным электрическим полем, появляются ещё дополнительные эффекты, трактуемые как эффекты от воздействия магнитного поля. При этом никаких дополнительных источников поля мы в систему не добавляли. Этот факт дает нам право трактовать эффекты, связанные с магнитным полем как релятивистские проявления электрического поля – т.е. как эффекты, связанные с относительностью движения и покоя. Здесь одно и то же поле – поле Кулона – проявляет себя по разному в движении и покое.
В картинках это наглядно показано в книге Эдварда Парселла (Берклеевский курс физики, т.2) стр.181-192.
Вот что он там пишет:
Большое достоинство современной теории в том, что магнитное взаимодействие электрических токов является в ней неизбежным следствием закона Кулона. Если справедливы постулаты теории относительности, если электрический заряд инвариантен и если, наконец, справедлив закон Кулона, то явления, которые принято называть «магнитными», обязаны существовать. Они являются результатом электрического взаимодействия между движущимся зарядом и другими движущимися зарядами. Это можно показать с помощью очень простого мысленного опыта...
И т.д.
Изложение в книге Парселла (1965 г.) – наиболее детальное из всех, доводившихся мне читать курсов. То же самое, но в урезанном виде можно найти в теор.курсе Ландау-Лифшица (1941 г.) Т.2 Теория поля, §38.
Однако, такая трактовка магнитного поля – исключительно как релятивистских эффектов от электрического поля – вызывает некоторую неудовлетворенность.
В этом случае теряет смысл, например, представление об электромагнитных колебаниях в колебательных контурах – когда энергия электрического поля перекачивается в энергию магнитного поля и наоборот.
В стоячей волне, например, вот тоже существует момент времени, когда электрическое поле полностью исчезает, но при этом магнитное поле отлично от нуля, и вся энергия колебания (стоячей волны) сосредоточена там.
Возникает мысль, что кроме возмущений вакуума, трактуемых как электрическое поле, должны существовать самостоятельно живущие возмущения, проявляющие себя как магнитное поле. Но, поскольку такие возмущения не могут быть статичными – в силу отсутствия магнитных зарядов, остается предположить, что способными к существованию такие возмущения могут быть только в смысле динамической устойчивости.
Причем время жизни таких динамических образований из возмущенного вакуума должно стремиться к нулю в отсутствие движения зарядов. Это следует непосредственно из опыта – любое прекращение движения зарядов сопровождается очень быстрым схлопыванием магнитного поля. И чем быстрее остановишь, тем быстрее схлопнется. При этом также известно, что энергия схлопывающегося магнитного поля передается останавливающемуся заряду, чем обеспечивается его инерция (инерционная масса). Однако понятно, что если энергия магнитного поля (размазана) распределена по пространству, то время такого схлопывания (стягивания динамических образований в точку нахождения заряда) ограничено скоростью распространения э/м возмущений в вакууме. Откуда следует, что процесс остановки любого заряда – это процесс, обязательно растянутый во времени.
Из высказанных предположений – о динамически устойчивых структурах вакуума, трактуемых как магнитное поле, кстати, моментально следует, что никакие электромагнитные волны в вакууме, не опосредованные движением источников электрического поля, невозможны. И это возвращяет нас к идеям Ньютона, Ритца, Харченко и т.д., но, естественно, в несколько другом изложении.
Принимая далее, что вакуум – это особая субстанция, из которой могут рождаться материальные объекты (при условии привнесения в эту субстанцию достаточной для рождения этих материальных объектов энергии), будем считать, что при недостаточной энергии эти объекты могут рождаться из вакуума “виртуально”.
Образно говоря, представим себе океан, под поверхностью которого плавает много много рыбы. Чтобы вытащить рыбу из воды – надо совершить определенную работу (сообщить энергию). Нырнуть обратно рыба не может, поскольку океан моментально затягивается пленкой. Ну, или, например, объем океана – вакуума схлопывается, и места, доступного для этой рыбы в состоянии вакуума уже нет. Чтобы рыба занырнула обратно, нужно в океане образовать для нее место – своеобразную антирыбу. На что тоже надо затратить энергию.
Так вот, если энергии, чтогбы вытащить рыбу недостаточно, то можно надеятся, или предполагать, что за счет этой малой (не достаточной для рождения рыбы целиком) энергии можно вытащить из океана хотя бы ее морду. Рыба, конечно, тут же спрячет морду обратно, и отдаст затраченную на ее вытаскивание энергию назад – в виде расходящихся по поверхности океана волн. Но при этом на короткое время мы хотя бы увидим эту морду, и будем знать, что рыба в океане есть!
Вот такую рыбью морду можно уже трактовать как виртуальную частицу. Хотя в физике виртуальная частица трактуется как частица, рожденная из вакуума полностью. Пусть на ещё более короткое время, но полностью – как полноценный квантовый объект.
Я не склонен ограничивать себя указанной трактовкой – что виртуальные частицы – это частицы, рожденные из вакуума полностью. По моему мнению напряжения вакуума, проявляющие себя как электрическое поле, следует описывать именно состояниями с неполногстью рожденными из вакуума частицами – т.е. в разной степени высунутыми из воды рыбьими головами.
Следующий шаг – это описание некоторых динамических состояний, которые обладают энергией, и которые можно трактовать как магнитное поле в отсутствие электрического поля (но не в отсутсвие электрических зарядов).
P.S.
Здесь следует ещё сделать следующую допись:
Рыба, которая высунула морду, образовала в океане пустоту, по объему равную объему высунутой морды. Пустоту – в широком смысле. В нашем образном сравнении эта пустота может быть заполнена водой – главное, чтобы это была пустота, свободная от других рыбьих тел, которые сделали бы невозможным обратное заныривание высунувшейся рыбы на свое прежнее место без дополнительных затрат энергии. Так вот. Эта пустота не схлопывается, поскольку имеет квантовый характер. Эту пустоту можно трактовать как “антиморду”, у которой, правда, отсутствует “антитело”. Но главное, что эта “антиморда” (пустота) пытается засосать рыбу обратно на свое место. И потому долго держать высунутую морду над водой – без внешнего удерживающего воздействия – рыба не может. Соответственно, это обратное засасывание можно трактовать как напряжение вакуума, интерпретируемое как электрическое поле, т.е. можно рассматривать его в качестве посредника передачи электрического взаимодействия на расстоянии. Т.е. рассматривать электрическое взаимодействие не как обмен виртуальными частицами, а как действие напряжений вакуума, возникших в результате динамического состояния с частично рожденными виртуальными частицами. Ну, или виртуально рождаемыми частицами – если хотите, если за виртуальное рождение принимать неполное рождение тоже. От полного оно мало чем отличается, поскольку все равно нырнет обратно. В этом смысле – в динамическом смысле – такое описание мало чем отличается от описания обмена виртуальными частицами. Просто мне это как-то ближе и понятней.
