Если вы видите это сообщение, значит, произошла проблема с загрузкой файлов в стилей (CSS) нашего сайта. Попробуйте сбросить кэш браузера (Ctrl+F5). Если это не поможет, а вы находитесь в регионе, где возможны ограничения интернет-трафика с российских серверов - воспользуйтесь VPN.
Почему при бесконечной скорости света невозможен электромагнетизм?
VladimirFomin
[4.5K]13 лет назад
В основу специальной теории относительности Эйнштейна положен, во-первых, принцип относительности, согласно которому все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отчёта, то есть нет различия между состоянием покоя и состоянием равномерного и прямолинейного движения; во-вторых, принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от движения источников и, следовательно, одинакова во всех системах отчёта. Одним из следствий преобразований Лоренца является то, что движущийся со скоростью v стержень имеет более короткую длину, чем неподвижный, и его длина равна L=L0*sqrt(1-v^2/c^2), где с=3*10^8 м/с – скорость света. Ясно, что движущийся стержень не становился бы короче неподвижного, если бы скорость света была бесконечной величиной, то есть тогда всегда было бы L=L0. Объясните, почему при бесконечной скорости света нельзя было бы объяснить электромагнетизм.
Не буду писать ответ, потому что Вам нужны выкладки. Но, поскольку СТО является спорной предпосылкой, не имеет смысла что-либо выстраивать, отталкиваясь от нее. А тем более, включая в нее еще одну, не менее спорную. По СТО хорошо рассказано здесь http://sceptic-ratio.narod.ru/fi/dogma.htm— 13 лет назад
VladimirFomin
[4.5K]
Я привёл ниже популярное изложение параграфа "Электромагнетизм, как релятивистский эффект".— 13 лет назад
VladimirFomin
[4.5K]
Очень существенный момент: прямолинейное равномерное движение - свободное движение, движение по инерции. А уж заряды в проводнике с током движутся точно никак не свободно, а под воздействием электрического поля, действующего на них. Надо начинать критику с электромагнетизма, а не с СТО. Где опыт, подтверждающий, что свободное прямолинейное равномерное движение заряда порождает магнитное поле?— 13 лет назад
Chromer
[546K]
Я не критиковал, что Вы! Вопрос заинтересовал, но я не нашел возможности даже попытаться отвечать, и объяснил, почему. Но и мимо не смог пройти))) Типа, показал заинтересованность. Жаль, что кроме Вас никто не ответил.— 13 лет назад
А теперь по существу: Максвелл просто объединил несколько известных фактов:
Закон электромагнитной индукции (изменение магнитного поля рождает электрическое)
Закон Гаусса-Остроградского
Свойство того, что силовые линии магнитного поля замкнуты
Закон полного тока
Добавил для этого уже индуктивно появление магнитного поля при изменении электрического, ввёл вихревое электрическое поле..
Далее действуя также индуктивно ввёл понятие э/м волны, что вполне было логичным (если имеются два взаимопорождаемых процесса, то получатся автоколебания)..
Он составил уравнения и начал решать для простейших случаев (например плоская волна)..
И вот тут и получилась константа с, что сиречь скорость волны..
Причём эта скорость получается из соотношений в частности индуктивности и ёмкости..
А далее уже был Пуанкаре и далее по тексту..
Эффекты, порождаемые в СТО - это следствие ограничения скоростей передачи физического взаимодействия, а не наоборот..
Может, я неправ, но как по мне, бесконечная скорость света и электромагнетизм противоречат друг другу чисто потому, что электромагнитная волна - волна. А значит, у неё есть определённая связь между длиной волны и частотой: их произведение равно скорости распространения волны.
То, что свет - волновой процесс, стало известно ещё во времена Ньютона, а уж после Гюйгенса вообще стало аксиомой. И длину волны тоже научились измерять примерно в то же время. А вот частоту - ещё не умели.
Но потом научились измерять и частоту. Пусть сначала не света, а радиоволн. Для радиоволн можно одновременно и независимо измерить и частоту, и длину. Если бы скорость света была бесконечной, значит, что-то одно из этого тоже должно было бы быть бесконечным, но это противоречит экспериментальным фактам. А раз факты вот такие, и раз свет, а тем более радиоволны именно волны, то скорость их распространения не может быть бесконечно большой.
Постулат теории относительности о том, что скорость света является предельной скоростью распространения взаимодействий, и преобразования Лоренца взяты не из пустого места, а исходя из представления, что электрический заряд, движущийся прямолинейно и равномерно, создаёт магнитное поле, которой действует на другой такой же заряд, движущийся прямолинейно и равномерно с той же скоростью, и это магнитное поле является силой притяжения между ними, в то время, как находясь в покое, эти два одинаковых заряда вовсе не притягиваются друг к другу, а отталкиваются друг от друга благодаря электрическому полю, что противоречит принципу относительности, согласно которому нет различий между состоянием покоя и состоянием прямолинейного равномерного движения. Поэтому если кому-то не нравятся выводы СТО, то он должен был бы подвергнуть скепсису теорию электромагнетизма, а не СТО. Только СТО объясняет притяжение в данном случае. Представьте себе проводник с током, например, электролит в виде раствора поваренной соли, в котором положительные ионы Na движутся слева направо cо скоростью V1 относительно неподвижного стола, а отрицательные ионы Cl движутся справа налево со скоростью V2 относительно неподвижного стола. Представьте себе положительный заряд, движущийся слева направо с той же самой скоростью V1, с какой движутся в электролите положительные ионы Na. В инерциальной системе отсчёта, связанной со столом, прямолинейное равномерное движение зарядов в проводнике создаёт магнитное поле, которое действует на заряд, движущийся прямолинейно и равномерно, притягивая его к проводнику с током. Теперь перейдём в другую инерциальную систему отсчёта, связанную с положительным зарядом, движущимся прямолинейно и равномерно, в которой этот заряд покоится. На покоящийся электрический заряд магнитное поле не может действовать, но на него может действовать только электрическое поле. И возникновение этого электрического поля можно объяснить только лоренцевым сокращением длин движущихся предметов: положительные ионы Na в проводнике-электролите покоятся относительно этого положительного заряда, а отрицательные ионы CL движутся относительно него справа налево со скоростью V1+V2, и, согласно формулам Лоренца, на которых основана теория относительности, если расстояние между двумя положительными ионами Na равно L0, то расстояние между двумя отрицательными ионами Cl будет меньше , то есть будет равно L0*sqrt(1-(V1+V2)^2/c^2), то есть на единицу длины проводника отрицательных ионов Cl будет приходиться больше, чем положительных ионов Na, возникнет электрическое поле отрицательного заряда, которое будет притягивать положительный заряд к проводнику с током. Если бы СТО была не верна, если бы верны были не формулы преобразования Лоренца, а формулы преобразования Галилея, то невозможно было бы объяснить это притяжение заряда к проводнику с током в системе отсчёта, связанной с зарядом, движущимся прямолинейно и равномерно.
Если кому-то не нравится СТО, то начинать критику надо было не с СТО, а с основ электромагнетизма, например, требовать показать опыт, в котором возникала бы сила притяжения между двумя одинаковыми электрически заряженными частицами, движущимися прямолинейно и равномерно. Что касается магнитного поля, создаваемого проводником с током, то, во-первых, заряды в проводнике дрейфуют, а не движутся прямолинейно и равномерно, если это не сверхпроводник, находящийся при температуре абсолютного нуля. Во-вторых, движение зарядов в проводнике под действием электрического поля является не равномерным, а ускоренным, причём, существует длина свободного пробега. В-третьих, происходит взаимодействие между электронами и атомами кристаллической решётки в металле, взаимодействие между ионами в электролите, взаимодействие между ионами и атомами воды раствора. Можно найти массу причин для возникновения этого магнитного поля, и нет оснований думать, что именно дрейф зарядов, накладывающийся на тепловое хаотическое движение, порождает это поле. Очень существенным является то, что это движение ускоренное, а не равномерное, даже в сверхпроводнике, находящемся при температуре абсолютного нуля. Не могу припомнить описание опыта, доказывающего то, что прямолинейное и равномерное движение электрического заряда порождает магнитное поле, то есть экспериментальное подтверждение формулы Био-Савара-Лапласа.
"Постулат теории относительности о том, что скорость света является предельной скоростью распространения взаимодействий"
Это не постулат. Постулат - одинаковость скорости света во всех инерционных системах отсчёта. А вот то, что оная скорость оказывается предельной для всех систем (и как показано в ОТО, для неинерцонных тоже), - это уже с_л_е_д_с_т_в_и_е из такого постулата.— 5 лет назад
комментировать
0
Chromer
[546K]
13 лет назад
Я заранее приношу извинения за "топорность" своих высказываний и хочу оговориться, что это не ответ на вопрос в строгом смысле слова. Не хочу плодить комментарии, поэтому скажу несколько слов здесь.
Вопрос напоминает мне логическую загадку, хотя я понимаю, что отвечать нужно бы с серьезными аргументами))) Ваш ответ, Владимир, лишний раз это доказывает.
В комментарии я пытался высказаться, но как-то смазано это получилось. Я вот о чем.
Дело не только в том, что СТО ныне оспаривают. Это лишь первая преграда. Вторая такова: почему я должен делать допущение о бесконечной скорости света? При чем тут ОТО и СТО? Они-то как раз утверждают конечность скорости. Какова предпосылка такого допущения? Я просто хочу понять, почему возник такой вопрос.
Лично я бы начал рассмотрение даже не с природы электромагнетизма, а с природы волны вообще, и света как частного случая волны. До сих пор у меня складывалось впечатление, что принципиальная природа волны едина. Если эффект Допплера справедлив для любой волны, то так оно, наверное, и есть. Мы имеем источник колебаний и среду распространения. Тут я согласен со "скептиками", ссылку на которых давал, что волна не может распространяться в абсолютном вакууме, и есть смысл говорить о некоем "эфире"))) А коли так, то мы имеем дело с материей (как бы она ни называлась), у которой своя "инертность" - максимально возможная скорость передачи энергии (если можно так выразиться). Эта скорость определена природой материи, среды распространения. И эта скорость является конечной величиной. Для волны в воде - одна, для звуковой волны - другая, для световой - третья. Думаю, еще какая-нибудь волна способна двигаться и быстрее скорости света, но сейчас не об этом.
Скорость света не может принимать бесконечных значений, а значит, и невозможен магнетизм - таким мог бы быть ответ, но он не отвечает на вопрос)))
Еще раз извиняюсь. Я всего лишь дилетант, которого заинтересовал вопрос.
Жуть, я половины слов из вашей с Владимиром переписки не понимаю...)— 13 лет назад
Chromer
[546K]
Брось, ты кокетничаешь)— 13 лет назад
Хунвейбин
[90.3K]
Разве что немного преувеличиваю, этот и предшествующий вопросы Владимира меня просто убили)— 13 лет назад
Chromer
[546K]
Хорошо, ты просто пошутил) Вопрос меня тоже "обескуражил". Я сначала даже отвечать не стал, написал камент.— 13 лет назад
VladimirFomin
[4.5K]
Да, движение света можно рассматривать как движение волны в эфире, с поправкой на релятивистский эффект. Вот по этой ссылке подробно об этом http://ateist.spb.ru/mw/sto.htm Выкладки несложные.— 9 лет назад
Chromer
[546K]
Спасибо) Как считаете, теория эфира вернется?— 9 лет назад