В литературе кое-где описаны малоизвестные опыты Траутона-Нобла (Троутона-Нобля).
(F.T. Trouton, H.R. Noble, London Phil. Trans., A, 202, 165, 1903).
В Википедии на эту тему есть такая малопонятная статья:
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BF%D1%8B...BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0
Пришла пора на этой теме «СМП Николаева» рассказать, что же происходило на самом деле в электродинамике в начале 20-го века.
Два ученых, один из которых был весьма известен в научном мире
(
en.wikipedia.org/wiki/Frederick_Thomas_Trouton ) задумались над электродинамическим парадоксом.
Если взять два равных противоположных заряда, размещенных на концах диэлектрического коромысла (электрический диполь), подвешенного в свою очередь на тонкой нити, то они естественным путем должны прийти во вращение.
Все дело в том, что наша лаборатория, где неподвижно закреплены на нити такие крутильные весы, движется в пространстве вокруг Солнца со скоростью 30 км/с. Значит, заряды, размещенные на концах диэлектрического стержня, будут двигаться относительно Солнца с этой скоростью. Движущийся заряд представляет собой элементарный ток, который возбуждает в пространстве вокруг себя магнитное поле.
Легко видеть, что такие заряды воздействуют друг на друга не только кулоновскими силами притяжения, но и магнитными силами. По официальной версии – силами Лоренца. Эти дополнительные силы перпендикулярны базовой скорости лабораторной системы – орбитальной скорости Земли.
Если между орбитальной скоростью и нашим электрическим диполем угол не равен нулю или прямому углу, на наши крутильные весы будет действовать момент магнитных сил. Этот момент будет поворачивать электродиполь, пока он не установится перпендикулярно вектору орбитальной скорости Земли.
Траутон и Нобл теоретически рассчитали эти магнитные силы, предположительно действующие на электрический диполь. Имевшиеся к тому времени модели крутильных весов позволяли легко эту дополнительную силу, разворачивающую коромысло перпендикулярно скорости Земли, надежно зафиксировать.
Но все попытки обнаружить разворачивающий диполь момент сил оказались тщетными. Крутильные весы в экспериментах стояли неподвижно, как приклеенные.
Результаты таких экспериментов были опубликованы в статье, ссылку на которую я привел выше, в 1903 году. Специальная теория относительности (СТО) еще не была опубликована.
Кстати сказать, ничего не изменится в наших рассуждениях, если вместо электрического диполя рассмотреть заряженный плоский конденсатор. Ведь такой конденсатор состоит по существу из множества маленьких электрических диполей.
На своей схеме я показал, как из плоского заряженного конденсатора можно вырезать маленький электродиполь. Желтым цветом закрашен диэлектрик, красным и синим цветом – положительно и отрицательно заряженные обкладки.
Если диполь подвесить на тонкой нити – то получится схема эксперимента Траутона-Нобла. Точно так же можно повесить на нити и заряженный плоский конденсатор. Он так же будет по предсказаниям тогдашней теории электродинамики поворачиваться до тех пор, пока пластины его обкладок не повернутся параллельно вектору орбитальной скорости Земли.
Я подозреваю, что Траутон и Нобл, проводя свои эксперименты, чаяли создать работающий вечный двигатель. Дело в том, что заряженный конденсатор (или электродиполь) на самом деле по тогдашним представлениям должен вращаться непрерывно, производя «халявную» механическую (электрическую) энергию. В самом деле, допустим, заряженный конденсатор, подвешенный на тонкой нити, повернулся под действием сил Лоренца и ориентировался пластинами вдоль орбитальной скорости Земли. Но ведь Земля вращается с периодом 24 часа. Значит, через некоторое время между пластинами и скоростью снова возникнет ненулевой угол, и конденсатор снова придет в движение. За сутки в нашей лабораторной системе отчета такой конденсатор будет делать один полный оборот. Вот вам и «вечный двигатель»…
Практика разочаровала исследователей. Заряженный конденсатор не вращался при любых ухищрениях экспериментаторов. Только в тридцатые годы появились попытки объяснить отрицательный эксперимент с помощью СТО Альберта Эйнштейна. Но получилось очень неубедительно.
Ларчик же раскрывается очень просто. Это по неполной теории электродинамики заряженный конденсатор должен вращаться. Но если учесть реальность скалярного магнитного поля, которое неизбежно возникает наряду с векторным магнитным полем вокруг движущихся зарядов, то никакого момента сил, действующих на электрический диполь, быть не должно.
Возникающая продольная магнитная сила Ампера-Николаева складывается векторно с традиционной силой Лоренца и получается результатирующий вектор, направленный строго вдоль оси электрического диполя. При этом момента сил, которые бы развернули диполь (заряженный конденсатор) - не возникает.
Просто в таком случае кулоновская сила притяжения между противоположными зарядами уменьшается на малую долю, порядка (1-V
2/С
2).
На своем рисунке я привел две схемы сил, действующих на электрический диполь в реальном околоземном пространстве.
Слева – распределение магнитных сил (только Лоренца) по официальной теории электродинамики, в которой нет понятия скалярного магнитного поля. Тут возникает момент сил.
Справа – схема сил, с точки зрения концепции СМП Г. В. Николаева. Тут момента сил нет!
Таким образом, эксперименты Траутона-Нобла еще в начале 20 века убедительно показали, что прав Ампер и Николаев. А не правы оказались Герц, Хевисайд и Лоренц.
Электродинамика нуждается в дополнении классической теории концепцией скалярного магнитного поля. Тогда в ней не будут нарушиться законы сохранения энергии и импульса...
хотя в действительности это конфликт со здравым смыслом и Ньютоном.
