История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
Однако Герц, под впечатлением двойственности электрических и магнитных
явлений, изменил последнее из этих уравнений, принимая, что магнитная
сила (l/c)[D-w] создается в диэлектрике, который движется со скоростью w
в электрическом поле; такая сила была бы магнитным аналогом
электродвижущей силы индукции. Тогда в последнее уравнение вводится
слагаемое, включающее rot[D • w].
Теория Герца во многих отношениях напоминает теорию Хе-
" 1 " висаида , который тоже настаивал на двойственной природе
электромагнитного поля и, вследствие этого, был склонен принимать
слагаемое, включающее rot[D • w], в уравнениях движущихся сред. Хевисайд
осознавал (более четко, чем его предшественники) различие между силой Е',
которая определяет поток D, и силой Е, rot которой представляет
электрический ток; и, согласно принципу
^Общая теория Хевисайда публиковалась в ряде статей в Electrician,
начиная с 1885 года. Его более ранняя работа была переопубликована в
Electrical Papers (2 тома, 1892 г.) и в Electromagnetic Theory (2 тома,
1894 г.). Можно также отдельно упомянуть научный труд в Phil. Trans.
CLXXXIII (1892), с. 423.
390
Глава 10
двойственности, он проводил такое же различие между магнитной силой Н',
определяющей поток в , и силой Н, rot которой представляет "магнитный
ток". Это различие, как показал Хевисайд, важно, когда на систему
действуют "приложенные силы", как то: гальванические электродвижущие силы
или постоянное намагничивание; эти силы следует включать в Е' и Н',
поскольку они способствуют созданию потоков D и В; но в Е и Н их включать
не следует, потому что их rot не являются электрическими или магнитными
токами; поэтому в общем мы имеем
где е и h обозначают приложенные силы.
Развивая теорию с помощью этих концепций, Хевисайд пришел к дальнейшей
модификации. Приложенную силу лучше всего определять через энергию,
которую она сообщает системе; таким образом, если е - это приложенная
электрическая сила, то энергия, сообщенная единичному объему
электромагнитной системы за единицу времени, - это скалярное произведение
е и электрического тока. Чтобы это уравнение было истинным, необходимо
рассматривать электрический ток в движущейся среде как состоящий из тока
проводимости, тока смещения, конвекционного тока, а также из слагаемого
по rot[D • w], присутствие которого в уравнение мы уже отметили. Его
можно назвать током диэлектрической конвекции. Таким образом, полный ток
равен
где p'w обозначает конвекционный ток. Уравнением связи тока с магнитной
силой является
где ho обозначает приложенные магнитные силы, отличные от тех, которые
создаются при движении среды.
Сейчас мы должны рассмотреть успех, который был достигнут за время после
публикации Treatise Максвелла в некоторых частных задачах электричества и
оптики.
Мы видели1, что Максвелл учитывал вращение плоскости поляризации света в
среде, подвергнутой влиянию магнитного поля к,
гСм. стр. 328.
Е' = Е + е, Н' = Н + h,
crot(H/ - ho) = 47rS,
Последователи Максвелла
391
прибавляя к кинетической энергии эфира, представленной >
1 (де де\
слагаемое ^ ' ~qq )> где а - это магнитооптическая постоян-
ная характеристика вещества, через которое проходит свет, а д/дб
обозначает Кхд/дх + Куд/ду + Kzd/dz. В 1879 году эту теорию развил
Фитцджеральд^, который тесно связал ее с электромагнитной теорией света,
отождествляя rot смещения е эфирных частиц с электрическим смещением;
тогда производная е по времени соответствует магнитной силе. Таким
образом, обладая определенной электромагнитной теорией магнитного
вращения света, Фитцджеральд расширил ее с целью объяснения близко
связанных с ней явлений. В 1876 году Дж. Керр^ экспериментально показал,
что когда ли-нейнополяризованный свет регулярно отражается от любого
полюса железного электромагнита, то отраженный луч имеет составляющую,
поляризованную в плоскости, перпендикулярной обыкновенному отраженному
лучу. Вскоре после того, как об этом открытии узнали, Фитцджеральд^
предложил объяснить его с помощью того же слагаемого в уравнениях,
которое учитывает магнитное вращение света в прозрачных телах. Он
аргументировал это тем, что если падающий линейнополяризованный луч
разложить на два луча, поляризованных по кругу в противоположных
направлениях, показатели преломления этих двух лучей будут иметь разные
значения, значит, интенсивности после отражения тоже будут различны; так
что при повторном их объединении получатся два линейнополяризованных
луча: один из них будет поляризован в плоскости падения, а второй -
перпендикулярно этой плоскости.
Аналитическое исследование явления Керра, которое Фитцджеральд привел в
своем научном труде 1879 года, основывалось именно на этих идеях;
объяснялись самые основные характеристики этого явления, однако в
некоторых отношениях это исследование было 4
несовершенным .
1Phil. Trans. CLXXI (1879), с. 691; Фитцджеральд Scientific Writings, с.
45.
2Phil. Mag. (5), III (1877), с. 321.
