Избранные сочинения по теории электромагнитного поля - Клерк Дж.
Скачать (прямая ссылка):
среды.
Вторым вопросом должен быть следующий: "какова механическая причина этого
различия давления в различных направлениях?" В первой части этого труда
мы предположили, что эта разница в давлевиях вызывается молекулярными
вихрями, оси которых параллельны силовым линиям.
Мы также допустили совершенно произвольно, что направление этих вихрей
таково, что, смотря вдоль силовой линии по направлению с юга на север, мы
видим вихри вращающимися в направлении часовой стрелки.
Мы нашли, что скорость на окружности каждого вихря должна быть
пропорциональной интенсивности магнитной силы и что плотность вещества
вихря должна быть пропорциональной индуктивной магнитной емкости среды.
Мы до сего времени не дали ответов на вопросы: "каким образом эти вихри
приводятся во вращательное движение?" и "почему их распределение
соответствует известным законам распределения силовых линий около
магнитов и токов?" Эти последние вопросы, конечно, являются вопросами
более высокой степени трудности, чем какой-либо из двух первых вопросов.
И я хочу отделить те мысли, которые можно предложить в порядке
предварительного ответа на последние вопросы, от механических
соображений, которые разрешают самый первый из наших' вопросов, и
гипотезы вихрей, которая дает вероятный ответ на второй вопрос.
Мы, действительно, сейчас должны обратиться к •исследованию физической
связи этих вихрей с электрическими токами, хотя мы до сего времени
находимся в неведении относительно природы &лектричества: является ли
электричество одной субстанцией, двумя
Ь ФИЗИЧЕСКИХ СИЛОВЫХ ЛИНИЯХ
131
субстанциями или, может быть, оно вовсе не является субстанцией, чем оно
отличается от материи и как связано с ней?
Мы знаем, что на силовые линии влияют электрические токи, и знаем
распределение этих линий около тока, так что, исходя из магнитных сил, мы
можем определить величину тока. Если наше объяснение силовых линий при
помощи молекулярных вихрей правильно, то спрашивается: почему данное
распределение магнитных сил указывает на наличие одного определенного
электрического тока? Удовлетворительный ответ на этот вопрос был бы
значительным шагом к ответу йа другой весьма важный вопрос, а именно,
"что такое электрический ток?> (9).
Я встретился с большими затруднениями, предполагая существование вихрей в
среде, которые располагаются непосредственно друг около друга и вращаются
в одном и том же направлении около параллельных осей[17]. Соприкасающиеся
части смежных вихрей должны двигаться в противоположных направлениях, и
трудно представить себе, как могут сосуществовать противоположные
движения двух соседних частей среды; как движение одной части среды может
даже вызывать прямо противоположное движение другой части,| с пей
соприкасающейся.
Единственное предположение, которое помогло мне представить такого. рода
движения, заключается в том, что вихри разделены слоем частиц,
вращающихся каждая вокруг своей собственной оси в направлении,
противоположном направлению вихрей, так что соприкасающиеся поверхности
частиц и вихрей имеют одно и то же направление движения.
Если хотят, чтобы в механизме два колеса вращались в одном и том же
направлении, то между ними ставят третье колесо, находящееся в сцеплении
с обоими (это колесо называется "холостым"). Указанное выше предположение
является гипотезой о существовании слоя частиц, действующих наподобие
этих холостых колес, слоя, который паходится между соседними
9*
132
ДЖЕМС КЛЕРК МАКСВЕЛЛ ¦
вихрями, так что каждый вихрь стремится вращать соседние вихри в том же
направлении, в котором он сам вращается (10).
В обйчных механизмах холостое колесо, вообще говоря, вращается около
неподвижной оси. Но в эпициклических дифференциальных зубчатых передачах
и других приспособлениях, как, например, в регуляторе Сименса для паровых
машин *), мы находим холостые колеса с подвижными центрами [18].
Во всех этих случаях скорость движения центра является средней
арифметической скоростей движения окружностей колес, между которыми оно
поставлено. Исследуем отношения, которые должны существовать между
движениями наших вихрей и движениями слоев частиц, расположенных между
ними наподобие холостых колес.
Предложение IV. Определить движение слоя частиц, разделяющего два вихря.
Пусть произведения скорости на окружности вихря на три направляющих
косинуса его оси будут соответственно а, р, f, как в предложении II.
Пусть I, т, л - направляющие косинусы внешней нормали к какому-нибудь
элементу поверхности этого вихря. Тогда составляющие скорости
прилегающего к этому элементу поверхности элемента объема вихря будут:
Если этот элемент поверхности находится в контакте с другим вихрем, для
которого величины а, Р, 7 равны а', Р', т', тогда слой очень малйх
частиц, помещенных между ними, будет иметь скорость, которая представит
собой среднюю арифметическую скоростей обоих вихрей; следовательно,
компонента и ско-
- параллельно х,
1~[ - ш параллельно у,
