Эйнштейновская теория относительности - Борн М.
Скачать (прямая ссылка):
Если изолирующий слой начнет теперь двигаться в направлении оси X со скоростью V, то, согласно Герцу, эфир в нем бу- § 11. Теория, движущихся тел по Герцу
193
дет полностью увлекаться. Следовательно, поле E и заряды плотностью
еЕ 0= 4ЇГ'
создаваемые этим полем на ограничивающих поверхностях, также будут переноситься.
Следовательно, движущийся заряд на поверхностях диска снова будет образовывать ток
гЕ
и будет создавать, по Био и Савару, магнитное поле.
Рентген экспериментально доказал (1885 г.), что дело действительно обстоит таким образом, за тем исключением, что отклонение магнитной стрелки, которое должно было наблюдаться, оказалось гораздо меньше, чем следовало из теории Герца. Опыты Рентгена показали, что в движении вещества участвует лишь избыточная по сравнению со смещением самого эфира плотность заряда [т. е. величина D — De = E(г — l)=Dm, равная, смещению в самом изоляторе]. Позднее мы истолкуем этот результат весьма простым образом. Здесь же просто укажем, что, как и следовало ожидать в свете хорошо известных фактов оптики, теория полного увлечения, разработанная Герцем, также потерпела неудачу при попытке объяснить чисто электромагнитные явления.
Эйхенвальд (1903 г.) подтвердил результаты Рентгена с помощью весьма убедительного опыта, в котором заряженные металлические пластины принимали участие в движении. Для таких пластин ток конвекции должен составлять величину
гЕ
Oav = -^av;
согласно Герцу, такой изолирующий слой должен, ввиду того что заряды равны и противоположны, точно компенсировать этот ток. Но Эйхенвальд обнаружил, что это не так. Наоборот, он получил ток, совершенно не зависящий от материала изолятора. Именно этого следовало ожидать с точки зрения описанных выше выводов Рентгена. В самом деле, ток, обусловленный изолятором, равен
(еЕ _ E \ V4л 4я /
av.
где первый член компенсируется конвекционным током пластин, и, таким образом, у нас остается ток
E
to av>
который не зависит от диэлектрической ПОСТОЯННОЙ 8.
7 Зак. 1219 194 Гл. V. Фундаментальные законы электродинамики
26. Предположим, что магнитное поле, параллельное оси z, создается, скажем, подковообразным магнитом, а диск из непроводящего материала движется в этом поле в направлении оси X (фиг. 103). Пусть изолятор не способен намагничиваться (р. = 1). Пусть две граничные поверхности диска, перпендикулярные оси у, облицованы металлом и слои металла связаны с электрометром посредством скользящих контактов таким об-
заряды на его поверхности.
Этот опыт точно соответствует индукционному опыту (16), рассмотренному выше, с тем исключением, что движущийся проводник теперь заменяется движущимся диэлектриком. Закон индукции применим к обоим случаям в одной и той же форме. Он требует, чтобы существовало электрическое поле
действующее в направлении магнитного поля по оси у на движущийся изолятор. Согласно теории Герца, следовательно, два поверхностных слоя должны приобретать противоположные заряды с поверхностной плотностью
в E _ еН_ v_ 4л ~ 4я с '
которые и заставляют отклоняться наш электрометр. Этот опыт был осуществлен Вильсоном в 1905 г. Вильсон использовал врач щающийся диэлектрик и, конечно, получил подтверждение су- § /2. Электронная теория Лоренца
195
ществования наведенного заряда, однако вновь меньшего, чем ожидалось: заряд соответствовал поверхностной плотности
(є — 1) -j-—« 4 ' 4я с
Это означает, что существует только эффект движения вещества, а эффект движения эфира полностью отсутствует. Таким образом, и в этом пункте теория Герца потерпела неудачу.
Во всех четырех указанных выше типичных явлениях, очевидно, играет роль только относительное движение создающих поля тел относительно исследуемого проводника или изолятора. Вместо того чтобы придавать им движение в х-направлении, как мы предлагали, можно было бы оставлять их в состоянии покоя, а перемещать остальную часть прибора в противоположном направлении вдоль оси х. Результат был бы тем же самым, ибо теория Герца признает лишь относительные движения тел, причем эфир тоже понимается как тело. В системе, движущейся с постоянной скоростью, все происходит, согласно Герцу, точно так же, как если бы она покоилась. Это значит, что в теории Герца справедлив классический принцип относительности.
Однако теория Герца не соответствует фактам, и поэтому она вскоре должна была уступить место другой теории, основанной на совершенно противоположных представлениях об относительности.
§ 12. ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ ЛОРЕНЦА
Теория Лоренца (выдвинутая им в 1892 г.) знаменует вершину и последний шаг в физике материального эфира. Это од-ножидкостная теория электричества, построенная на теории атомистических воззрений, причем именно последнее обстоятельство, как мы увидим, предопределяет роль, отведенную в ней для эфира.
На тот факт, что электрические заряды имеют атомистическую структуру, т. е. существуют в природе в виде очень малых, но далее уже неделимых количеств, впервые указал Гельмгольц (в 1881 г.) при попытке объяснить законы электролиза Фарадея (стр. 155). По сути дела, достаточно было предположить, что каждый атом в электролитическом растворе находится в своеобразной химической связи с одним «атомом электричества», или электроном, чтобы тот факт, что определенное количество электричества всегда вызывает выделение эквивалентных количеств определенных веществ, приобрел разумное объяснение.
