Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Джеммер М. -> "Понятие массы в классической и современной физике" -> 54

Понятие массы в классической и современной физике - Джеммер М.

Джеммер М. Понятие массы в классической и современной физике — М.: Прогресс, 1967. — 255 c.
Скачать (прямая ссылка): ponyatiemassivklassisovrfiz1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 96 >> Следующая


31 Кокони и Сальпетер предложили также использовать эффект Мёссбауэра для того, чтобы увеличить точность измерения Л т/т до IO"14. См. «Physical Review Letters», 4, 176—177 (1960). Глава XI ПОНЯТИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МАССЫ

Мысль о том, что инерция в конечном счете представляет собой электромагнитное явление и что инертная масса, в сущности, является эффектом индукции, имеет свое основание в исследовании электродинамики движущихся зарядов. Хотя тензор напряженности электромагнитного поля Максвелла в качестве пространственной составляющей тензора энергии-импульса электромагнитного поля в неявной форме содержал идею, ведущую к этому новому понятию, как это известно в настоящее время, но не было известно до появления теории относительности, тем не менее только в 1881 году Дж. Дж. Том-сон в статье «Об электрических и магнитных эффектах, произведенных движением наэлектризованных тел» 1 рассмотрел возможность сведения инерции к электромагнетизму. Томсон исследует случай двйжения электростатически заряженной сферы через неограниченную среду с удельной индуктивностью (диэлектрической постоянной) є. Для того чтобы подсчитать ток смещения, образованный движением заряда, Томсон предполагает, что (1) распределение заряда по поверхности носителя остается неизменным в процессе движения и (2) что электрическое поле, увлекающееся вперед с движущимся носителем, остается без искажения. То, что первое допущение является верным, а второе ошибочным, было показано только пятнадцать лет спустя Мортоном 2.

Так как, согласно теории Максвелла, электрическое смещение (то есть ток смещения) обусловливает те же самые эффекты, что и обыкновенный электрический ток, то возникает магнитное поле, которое может быть подсчитано на основании вектора-потенциала, соответствующего

1 «Philosophical Magazine», И, 229—249 (1881).

2 «Philosophical Magazine», 41, 488 (1896).

:143 току смещения. Из напряженностей электрического и магнитного полей Томсон, таким образом, смог вычислить энергию окружающего электромагнитного поля. Эта энергия, согласно принципу сохранения, должна быть восполнена за счет движения заряженного носителя. Так как движение этого носителя служит источником энергии, то ясно, что он должен испытывать сопротивление при движении сквозь диэлектрик. Поскольку рассеяние энергии при движении сквозь среду исключается, так как допускается, что среда не обладает электропроводностью, то испытываемое сопротивление должно быть аналогичным сопротивлению твердого тела, движущегося в идеальной жидкости. «Другими словами, оно должно быть эквивалентным увеличению массы движущейся заряженной сферы» 3.

Для Томсона, как мы видим, возникающее сопротивление является только «эквивалентным увеличению массы»; он представляет себе процесс таким образом, «как если бы» масса увеличивалась. Он еще мыслит по аналогии с классической гидродинамикой; в данном случае сферическая частица с массой ттг, погруженная в несжимаемую жидкость, сквозь которую она движется со скоростью V, приобретает в добавлении к своей собственной

1 1

кинетической энергри YmV2, еЩе и энергию у ^ V2; таким

образом, общая энергия, сообщенная всей системе, может

быть записана в виде у (т + р,) v2. «Наличие жидкости

создает поэтому кажущийся эффект увеличения массы сферы» 4, и (г в механике жидкостей часто называется «индуцированной массой» б.

Как показал Томсон в своей статье, возможное увеличение массы \і в случае сферы радиуса а и заряда е дается выражением

3 «Philosophical Magazine», И, 230 (1881).

4 D. Е. Rutherford, Fluid mechanics (Oliver and Boyd, Edinburgh and London; Interscience Publischers Inc., New York,

1959), p. 103.

6 См., например, R. J.Seege r, Fluid mechanics, в: «Handbook of physics», ed. E. U. Condon and H. Odishaw (McGraw-Hill, New York, Toronto, London, 1958), p. 3—18.

:144 Для оценки порядка величины \i по отношению к обычной инертной массе т движущегося тела Томсон подсчитал кажущееся увеличение массы Земли при ее движении по орбите вокруг Солнца, полагая, что Земля заряжена максимально возможным потенциалом. Он показал, что \i составляет только 7-Ю8 г — «масса, величина которой совершенно незначительна в сравнении с массой Земли» 6. Мы приводим этот пример и это высказывание для того, чтобы показать, что Томсон на этой стадии все еще далек от обобщения своих результатов и интерпретирует всю инертную массу как «индуцированную массу». Важно также заметить, что, согласно заключению Томсона, \i не зависит от скорости v движущегося тела.

Непосредственно после опубликования статьи Томсона Фитцжеральд указал 7, что ток смещения Томсона, используемый в его расчетах, не согласуется с условием циркуляции Максвелла и что только ток, составленный из этого тока смещения и конвекционного тока, возникающего благодаря движению самого заряда, действительно удовлетворяет этому условию.

Важным улучшением результата Томсона было исследование Оливера Хевисайда «Об электромагнитных эффектах, возникающих при движении электрических зарядов через диэлектрик» 8, опубликованное в 1889 году. Это исследование привело к результатам, которые включали в себя более высокие степени в выражении V/с. В современном варианте решение Хевисайда может быть представлено следующим образом. Точечный заряд q движется в положительном направлении оси х в системе координат (х, г/, z) с постоянной скоростью и. Для того чтобы подсчитать энергию электромагнитного поля, обусловленную одним движением, то есть энергию избыточную в сравнении с энергией электростатического поля, соответствующей стационарному заряду, теория Максвелла требует
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 96 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed