История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
прямолинейном проводе, С электрических силовых трубок приближаются к
проводу в единицу времени, растворяются там,
xPhil. Trans. CLXXVI (1885), с. 227.
374
Глава 10
выбрасывая энергию в виде тепла. Если за Е обозначить величину
электрической силы, то энергия каждой трубки на единицу длины равна т^Е,
тогда количество энергии, принесенное к проводу, равно ^СЕ на единицу
длины за единицу времени. Однако это лишь половина энергии, которая в
действительности преобразуется в тепло в проводе; поэтому затем Пойнтинг
допустил, что Е магнитных силовых трубок также окружают единицу длины за
единицу времени, и, в конце концов, исчезают, сокращаясь до бесконечно
маленьких колец. Это движение объясняет существование электрического
поля, а поскольку каждая трубка (которая является замкнутым кольцом)
содержит энергию, равную ^С', то исчезновение трубок объясняет
оставшиеся т^СЕ единиц энергии, рассеянной в проводе.
Теорию движущихся силовых трубок в значительной степени развил сэр Дж.
Дж. Томсон^. Из двух видов трубок - магнитных и электрических - которые
ввел Фарадей и использовал Пойнтинг, Томсон решил отказаться от первого и
использовать последний. Это был явный отход от концепций Фарадея, в
которых, как мы уже видели, большое значение придавалось физической
реальности магнитных линий; Томсон же обосновал свой выбор выводами,
которые он сделал из явлений электрической проводимости в жидкостях и
газах. Как станет ясно позднее, эти явления указывают на то, что
молекулярная структура тесно связана с электростатическими силовыми
трубками, может быть, даже более тесно, чем с магнитными силовыми
трубками; поэтому Томсон решил рассматривать магнетизм как вторичное
действие и объяснять магнитные поля не присутствием магнитных трубок, а
движением электрических трубок. Для объяснения факта появления магнитных
полей без какого-либо проявления электрической силы он принял, что трубки
разбросаны в огромном количестве во всем пространстве либо в виде
замкнутых контуров, либо в виде контуров, которые заканчиваются на
атомах, и что электрическую силу можно ощутить, когда трубки проявляют
большую склонность к расположению в каком-то одном направлении. В
постоянном магнитном поле положительные и отрицательные трубки можно
представить как движущиеся в противоположных направлениях с одинаковой
скоростью.
xPhil. Mag. XXXI (1891), с. 149; Томсон Recent Researches in Elect, and
Mag. (1893), гл. I.
Последователи Максвелла
375
С этой точки зрения луч света можно рассматривать просто как группу
силовых трубок, которые движутся со скоростью света, перпендикулярно
своей собственной длине. Такая концепция почти эквивалентна возвращению к
корпускулярной теории; но поскольку трубки имеют определенные
направления, перпендикулярные направлению распространения, объяснить
поляризацию теперь не составит труда.
Томсон считал, что энергия, сопутствующая всем электрическим и магнитным
явлениям, - это, в конечном счете, кинетическая энергия эфира; причем ее
электрическая часть представлена вращением эфира внутри трубок и вокруг
них, а магнитная часть - энергией дополнительного возмущения, возникшего
в эфире при движении трубок. Он считал, что инерция последнего движения
вызывает ин-дуцированную электродвижущую силу.
Однако одно явление электромагнитного поля еще не получило объяснения
через эти концепции, а именно: пондеромоторная сила, которую поле
прикладывает к проводнику с электрическим током. Любая пондеромоторная
сила заключается в переносе механического импульса от агента,
прикладывающего силу, к телу, которое ее испытывает; поэтому Томсон
подумал, что пондеромоторные силы электромагнитного поля можно объяснить,
если предположить, что движущиеся силовые трубки, которые входят в
проводник с током и растворяются там, обладают механическим импульсом,
который они могут передать проводнику. Несложно увидеть, что такой
импульс должен быть направлен перпендикулярно трубке и магнитной индукции
- результат, который говорит о том, что импульс, накопленный в единице
объема эфира, может быть пропорционален векторному произведению
электрического и магнитного векторов.
Относительно этого предположения можно привести причины более
определенного рода1. Мы уже видели^, что пондеромоторные силы,
действующие на материальные тела в электромагнитном поле можно объяснить
с помощью предположения Максвелла о том, что в любой плоскости в эфире,
единичной нормалью к которой является N, существует напряжение,
представленное
Pn = ^(D • N)E - gL(D . E)N+ ^(B • N)H - ^(B • H)N.
^Гипотезу о том, что эфир является местом хранения механического
импульса, впервые выдвинул Дж. Дж. Томсон (Recent Researches in Elect,
and Mag. [1893], c. 13) и впоследствии развили А. Пуанкаре (Archives
Neeerl. [2], V [1900], с. 252) и М. Абрагам (Сой. Nach. [1902], с. 20).
2См. стр. 324.
376
Глава 10
Пока поле остается постоянным (например, в электростатике или
магнитостатике), результирующее напряжение, действующее на любой объемный
