Nhược điểm của lý thuyết điện từ được chấp nhận chung

Bất chấp những thành công không thể chối cãi của lý thuyết điện từ hiện đại, việc tạo ra trên cơ sở các hướng như kỹ thuật điện, kỹ thuật vô tuyến, điện tử, không có lý do nào để xem xét lý thuyết này hoàn chỉnh. Hạn chế chính của lý thuyết điện từ hiện tại là thiếu các khái niệm mô hình, thiếu hiểu biết về bản chất của các quá trình điện; do đó không thể thực hiện được sự phát triển và cải tiến hơn nữa của lý thuyết. Và từ những hạn chế của lý thuyết, nhiều khó khăn áp dụng cũng theo sau.

Không có cơ sở để tin rằng lý thuyết điện từ là chiều cao của sự hoàn hảo. Trong thực tế, lý thuyết đã tích lũy một số thiếu sót và nghịch lý trực tiếp mà những giải thích rất không thỏa đáng đã được phát minh, hoặc không có giải thích nào như vậy cả.

Ví dụ, làm thế nào để giải thích rằng hai điện tích giống nhau bất động, được cho là bị đẩy lùi khỏi nhau theo luật Coulomb, có thực sự bị thu hút nếu chúng di chuyển cùng một nguồn tương đối bị bỏ rơi? Nhưng chúng bị thu hút, bởi vì bây giờ chúng là dòng điện, và dòng điện giống hệt nhau bị thu hút, và điều này đã được chứng minh bằng thực nghiệm.

Tại sao năng lượng trường điện từ trên một đơn vị chiều dài của một dây dẫn với dòng điện tạo ra từ trường này có xu hướng vô cùng nếu dây dẫn trở lại bị di chuyển đi? Không phải năng lượng của toàn bộ dây dẫn, mà chính xác là trên một đơn vị chiều dài, giả sử, một mét?

Làm thế nào để giải quyết vấn đề lan truyền sóng điện từ phát ra từ một lưỡng cực Hertz (nghĩa là một lưỡng cực có thông số gộp) được đặt trong môi trường bán dẫn? Bất chấp bản chất tầm thường của tuyên bố, vấn đề bức xạ của lưỡng cực Hertz trong môi trường bán dẫn không bao giờ được giải quyết bởi bất kỳ ai, và cố gắng giải quyết nó luôn thất bại. Các giải pháp được viết trong sách giáo khoa và sách tham khảo được tổng hợp từ hai giải pháp trên cơ sở "ý thức chung", nhưng hoàn toàn không thu được như một giải pháp nghiêm ngặt. Nhưng khi giải quyết được vấn đề này, người ta có thể thu được nhiều kết quả cụ thể: bức xạ lưỡng cực trong môi trường lý tưởng khi không có độ dẫn hoạt động, suy giảm sóng phẳng trong chất bán dẫn ở khoảng cách vô hạn từ lưỡng cực và một số vấn đề khác (riêng lẻ, không có kết nối với nhau, một số vấn đề khác đã được giải quyết ).

Các vấn đề hạn chế về sự xuất hiện của từ trường trong điện trường dao động và điện thế gây ra trong từ trường dao động trên một dây dẫn và nhiều trường hợp khác chưa được giải quyết. Phương pháp của điện động lực học không phải lúc nào cũng khác nhau. Ví dụ, định đề tĩnh của Maxwell (định lý Gauss) được đặt trong sách giáo khoa về nền tảng lý thuyết của điện động lực học trong phần thống kê, sau khi trình bày nó ở dạng vi phân, đã được đặt trong phần động lực học, mặc dù dạng biểu diễn sau này không khác gì về bản chất vật lý. Do đó, độ trễ của giá trị của điện thế D bị bỏ qua khi các điện tích q di chuyển bên trong không gian được bao phủ bởi bề mặt S.

Và "tiềm năng véc tơ" là gì? Không phải là một tiềm năng vô hướng - đó có phải là công việc di chuyển một đơn vị điện tích từ vô cực đến một điểm nhất định trong không gian, cụ thể là một vectơ không? Nó có ý nghĩa vật lý gì, bên cạnh thực tế là nó phải thỏa mãn một số điều kiện toán học? Ai có thể chia sẻ bí mật này?

Các điểm trên, cũng như một số cân nhắc khác không cho phép chúng tôi xem xét sự phát triển của lý thuyết điện từ, giống như bất kỳ khoa học nào, đã hoàn thành. Tuy nhiên, sự tiến hóa hơn nữa của nó chỉ có thể trên cơ sở kiểm tra định tính chi tiết về các quá trình xảy ra trong các hiện tượng điện từ.Thật hữu ích khi nhớ lại rằng ngày nay và trong nhiều năm qua, chúng ta đã sử dụng lý thuyết mà John C. Maxwell đưa ra trong chuyên luận nổi tiếng về Điện và Từ tính, được xuất bản năm 1873. Ít người biết rằng trong tác phẩm này, Maxwell đã tóm tắt các tác phẩm trước đó của ông là 1855-1862. Trong tác phẩm của mình, Maxwell dựa trên tác phẩm thử nghiệm của M. Faraday, được xuất bản trong giai đoạn từ 1821 đến 1856. (Faraday đã xuất bản hoàn toàn "Nghiên cứu thực nghiệm về điện và từ" vào năm 1859), cho tác phẩm của V. Thomson trong giai đoạn 1848-1851, cho tác phẩm của H. Helmholtz "Về bảo tồn quyền lực" năm 1847, cho tác phẩm của W. Rankin "Cơ học ứng dụng" năm 1850 và nhiều cơ chế khác trong cùng khoảng thời gian. Maxwell không bao giờ đưa ra bất cứ điều gì, vì một số nhà lý thuyết muốn mơ mộng bây giờ, tất cả các kết luận của ông đều dựa trên những ý tưởng cơ học thuần túy về ether như một chất lỏng vô hình lý tưởng và không thể nén được, mà Maxwell liên tục viết trong các tác phẩm của mình. Người đọc có thể tự làm quen với một phần của các tác phẩm Maxwell, được dịch bằng tiếng Nga của Z. A. Zeitlin, (J. C. Maxwell. Được chọn làm việc trên lý thuyết trường điện từ. M., GITTL, 1952, 687 tr.).

Trong các ghi chú của L. Boltzmann cho tác phẩm của Maxwell "Về các lực lượng của Faraday" (1898), nó được ghi chú:

Tôi có thể nói rằng những người theo Maxwell trong các phương trình này có thể đã không thay đổi bất cứ thứ gì ngoại trừ các chữ cái. Tuy nhiên, nó sẽ là quá nhiều. Tất nhiên, không có gì đáng ngạc nhiên khi một cái gì đó có thể được thêm vào các phương trình này, nhưng nhiều hơn nữa làm thế nào ít được thêm vào chúng. "

Điều này đã được nói vào năm 1898. Và điều đó hoàn toàn đúng bây giờ, gần một trăm năm sau.

Trên thực tế, lý thuyết điện từ đã dừng lại ở sự phát triển của nó ở cấp độ Maxwell, người đã sử dụng các biểu diễn cơ học của nửa đầu thế kỷ 19. Nhiều sách giáo khoa về kỹ thuật điện, điện động lực và kỹ thuật vô tuyến xuất hiện trong thế kỷ XX cải thiện (hoặc trở nên tồi tệ hơn?) Bài thuyết trình, nhưng không thay đổi bất cứ điều gì về bản chất. Điều gì còn thiếu trong lý thuyết điện từ ngày nay? Trước hết, thiếu hiểu biết rằng bất kỳ mô hình nào, bao gồm mô hình điện từ do Maxwell phát triển, đều bị giới hạn về bản chất, và do đó có thể và nên được cải thiện. Thiếu hiểu biết về sự cần thiết phải quay trở lại mô hình hóa và chính xác là mô hình hóa cơ học của điện từ. Maxwell hoạt động dựa trên các khái niệm của ether là lý tưởng, tức là, chất lỏng bất khả xâm phạm và không thể nén. Và ether hóa ra là khí, hơn nữa, khí cả nhớt và nén. Điều này có nghĩa là các ý tưởng của G. Helmholtz được Maxwell sử dụng, chẳng hạn, các xoáy không hình thành và không biến mất, mà chỉ di chuyển và biến dạng, rằng sản phẩm lưu thông dọc theo mặt cắt ngang của xoáy không đổi trong suốt chiều dài của nó, khác xa luôn luôn đúng Trong một khí thực, các xoáy cả hình thành và biến mất, và điều này không được Maxwell tính đến. Các phương trình Maxwell không phản ánh quá trình về khối lượng, vì cả phương trình Maxwell thứ nhất và thứ hai đều xem xét quá trình trong mặt phẳng. Đúng, sau đó mặt phẳng này quay theo trục tọa độ, tạo ra hiệu ứng ba chiều, nhưng thực tế bản chất không thay đổi từ mặt phẳng này, mặt phẳng vẫn là một mặt phẳng. Nếu quá trình được xem xét về khối lượng, thì cần phải xem xét sự thay đổi cường độ của xoáy dọc theo trục của nó, sau đó các quá trình hình thành và phân rã của xoáy sẽ được bao phủ ở một mức độ nào đó. Nhưng đây chính xác là những gì còn thiếu trong các phương trình của Maxwell. Và do đó, những vấn đề trong đó những câu hỏi này phát sinh, ví dụ, vấn đề lưỡng cực Hertz trong môi trường bán dẫn, không thể được giải quyết một cách cơ bản bằng các phương trình Maxwell.

Maxwell không tính đến là thực tế của sự tương tác trực tiếp của một dây dẫn với từ trường tại thời điểm dây dẫn giao với trường này.Định luật Faraday, là hệ quả trực tiếp của phương trình Maxwell đầu tiên, theo nghĩa này là một định luật mô tả, hiện tượng học, một định luật tầm xa, vì trong đó trường thay đổi ở một nơi, bên trong mạch và kết quả của sự thay đổi này là EMF ở ngoại vi của mạch. Và ngày nay, sự khác biệt đáng kể đã được biết đến giữa các tính toán được thực hiện theo luật Faraday và kết quả của các phép đo trực tiếp. Sự khác biệt trong một số trường hợp không phải là một hoặc hai phần trăm, mà là nhiều lần!

Danh sách này có thể được tiếp tục nếu cần thiết.

Ít nhất là tất cả những lời trách móc này có thể được quy cho chính J. K. Maxwell. Lý thuyết điện từ của Maxwell trở nên tốt đến mức trên cơ sở một số lĩnh vực quan trọng nhất của khoa học hiện đại đã được tạo ra, một số lượng lớn các vấn đề ứng dụng đã được giải quyết, và nhiều thế hệ các nhà nghiên cứu đã đưa ra. Nhưng những lời trách móc này là đúng đối với các thế hệ các nhà khoa học tiếp theo tưởng tượng rằng Maxwell đã làm mọi thứ và không phát triển thêm các giáo lý Maxwell. Không đi sâu vào chi tiết, có thể lưu ý rằng việc sử dụng các khái niệm của ether như một môi trường có thể nén nhớt đã làm cho nó có thể làm rõ một số đại diện của lý thuyết điện từ, đặc biệt, để giải quyết một số nghịch lý được liệt kê ở trên. Các điện tích di chuyển, chẳng hạn, mặc dù chúng vẫn đứng yên so với nhau, di chuyển tương đối với ether và đây là lý do tại sao một từ trường phát sinh, bắt đầu đưa chúng lại với nhau.

Nó chỉ ra rằng một điện trường dọc phát sinh trong khu vực gần của các nguồn phát, trong đó các xoáy ether vẫn đang được hình thành. Trong một lĩnh vực như vậy, vectơ của sức căng điện nằm không theo hướng chuyển động năng lượng, mà dọc theo nó. Và chỉ ở một khoảng cách nhất định từ các nguồn phát do kết quả của vectơ của các trường như vậy, một sóng được hình thành trong đó vectơ của sức căng điện đã vuông góc với hướng truyền năng lượng.

Hóa ra là do khả năng nén của ether, từ trường cũng có thể bị nén và sự nén này khá đáng chú ý ngay cả đối với các trường được tạo bởi dòng điện trong một phần mười của ampe. Một xác minh thử nghiệm của toàn bộ luật hiện hành, mà, hóa ra, không bao giờ được xác minh bởi bất kỳ ai do tính rõ ràng của nó và trực tiếp từ phương trình Maxwell thứ hai, đã chỉ ra rằng luật này chỉ được quan sát chính xác ở cường độ từ trường thấp. Ngay cả trong các trường hợp thông thường, sự khác biệt giữa cường độ trường thực và các cường độ được tính toán theo luật này có thể rất lớn, vượt xa giới hạn của các lỗi đo lường có thể hoặc bỏ qua các hiệu ứng cạnh.

Hóa ra có thể tính toán EMF phát sinh trên một dây dẫn được đặt trong từ trường xung và các thí nghiệm đã xác nhận tính chính xác của các tính toán này.

Hóa ra là có thể tạo ra khái niệm "cảm ứng lẫn nhau của dây dẫn", mặc dù trong điện động lực học chỉ có khái niệm "cảm ứng lẫn nhau của các mạch". Điều này cho phép phát triển một phương pháp tạo ra nhiễu tham chiếu trong các đường dây liên lạc của thiết bị điện tử hàng không, đưa nó vào GOST có liên quan và sử dụng thành công nó trong thực tế đảm bảo khả năng chống ồn của các đường dây điện trong không khí. Và trước khi điều này không thành công ...

Và đây mới chỉ là khởi đầu. Lý thuyết về điện từ đang chờ đợi Maxaday và Maxwell hiện đại của nó. Bạn không thể khai thác vô tận quyền lực của các nhà khoa học vĩ đại, nhưng đã qua từ lâu. Chúng ta phải tự làm việc.

Comments

[#1]

Vâng, tất cả các lập luận của bạn đều sai, bạn chỉ cần không hiểu bất cứ điều gì.