История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
индукции В и тангенциальные составляющие электрической силы Е и магнитной
силы Н должны быть непрерывны на всей поверхности раздела, где происходит
отражение; оптическая разность между граничащими телами должна быть
представлена разностью их диэлектрических постоянных, а электрический
вектор - направлен перпендикулярно плоскости поляризации2. Необходимым
анализом является простое описание теории отражения МакКулага3, если
производную смещения МакКулага е по времени интерпретировать как
магнитную силу, fi rot е - как электрическую силу, a rot е - как
электрическое смещение. Математические детали смещения дал не сам
Гельмгольц, их привел несколько лет спустя во вступительной диссертации
X. А. Лоренц4.
В первые годы после публикации Treatise Максвелла опыты обеспечили
определенный объем свидетельств в пользу его теории. Тесная связь
электрического поля с распространением света была продемонстрирована в
1875 г., когда Джон Керр3 показал, что диэлектрики, которые подвергли
действию мощной электростатической
'Jour, fur Math. LXXII (1870), с. 68.
^Гельмгольц (loc. cit.) показал, что, если бы приняли, что оптическая
разность сред вызвана разностью их магнитных проницаемостей, то для
получения формул синусов и тангенсов Френеля, описывающих отражение,
пришлось бы допустить, что магнитный вектор перпендикулярен плоскости
поляризации.
3См. стр. 170, 171, 175-177.
4Zeitschrift fur Math. и. Phys. XXII (1877), стр. 1, 205: "Over de
theorie der terugkaatsing en breiking van het licht", Арнгем, 1875 г.
Работа Лоренца была основана на уравнениях Гельмгольца, но она
практически не изменяется при подстановке в нее уравнений Максвелла.
5Phil. Mag. I (1875), стр. 337, 446; VIII (1879), стр. 85, 229; XIII
(1882), стр. 153, 248.
Последователи Максвелла
361
силы, приобретают свойство двойного лучепреломления, причем их оптическое
поведение уподобляется поведению одноосных кристаллов, оси которых
направлены вдоль силовых линий.
Другие исследования, которые проводились в это время, имели более
непосредственное отношение к вопросам, которые являлись предметом спора
между гипотезой Максвелла и старыми теориями потенциалов. В 1875-6 гг.
Гельмгольц1 и его ученик Шиллер^ попытались разделить различные доктрины
и формулы, связанные с незамкнутыми цепями, проведя решающий опыт.
Все теории сходились в том, что магнит в форме кольца, который
возвращается сам в себя и не имеет полюсов, не может прикладывать
пондеромоторную силу на другие магниты или на замкнутые электрические
контуры. Однако в 1873 году Гельмгольц3 показал, что, согласно теориям
потенциалов, такой магнит должен прикладывать пондеромоторную силу к
незамкнутому контуру. Это проверили на опыте, подвесив намагниченное
стальное кольцо на длинной нити в закрытом металлическом ящике, рядом с
которым поставили машину Гольтца. Когда машину запустили, чтобы получить
кистевой электрический разряд с вывода, пондеромоторная сила не
появилась, из чего заключили, что теории потенциала неправильно
представляют эти явления, по крайней мере, если не принимать во внимание
токи смещения и конвекционные токи (например, электрические токи, которые
проводит от вывода электрически отталкиваемый воздух).
Также Гельмгольц нашел, что при вращении проводника в магнитном поле
силы, симметричной относительно оси вращения, разность потенциалов
индуцируется между осевой и окружной частями, что показывает
результирующая электризация.
Исследования Гельмгольца и Шиллера выдвинули на первый план вопрос о
эффектах, производимых поступательным движением электрических зарядов.
Уже давно Фарадей высказал предположение о том, что конвекция
электричества эквивалентна току^. "Если, - писал он в 1838 году, - шару,
находящемуся в центре комнаты, сообщить положительный электрический
заряд, а затем двигать его
lMonatsberichte d. Acad. d. Berlin (1875), с. 400; Ann. d. Phys. CLVIII
(1876), c. 87.
2Ann. d. Phys. CLIX (1876), стр. 456, 537; CLX (1877), c. 333.
^Ценные научные труды Гельмгольца в Jour, fur Math. LXXII (1870), с. 57;
LXXV (1873), с. 35; LXXVIII (1874), с. 273, на которые уже делалась
ссылка, содержат полное исследование различных возможностей теорий
потенциалов.
4?др. Res., §1644.
362
Глава 10
в любом направлении, то будут получаться эффекты, подобные тем, что имели
бы место, если бы в этом направлении протекал ток". Максвелл в своем
Treatise1 поддержал "предположение" о том, что "движущееся
наэлектризованное тело эквивалентно электрическому току". Для разрешения
этого вопроса вдохновленный Гельмгольцем Г. А. Роуланд в 1876 году провел
новый опыт^. Наэлектризованным телом в опыте Роуланда был эбонитовый
диск, покрытый золотой фольгой и способный быстро вращаться вокруг
вертикальной оси между двумя закрепленными стеклянными пластинами,
покрытыми с одной стороны золотой краской. Позолоченные грани пластин
можно было заземлить, а эбонитовый диск получал электричество от
наконечника, расположенного рядом с его кромкой; таким образом, каждое
