15 - 16 -17

К вопросу о продольных электромагнитных полях

К вопросу о продольных электромагнитных волнах

Глава 1. Снятие запретов

С.Б. Каравашкин

Специализированная Лаборатория Фундаментальных Исследований СЕЛФ

e-mail: selftrans@yandex.ru , selflab@mail.ru

Впервые опубликована в SELF Transactions, 1 (1994), с. 15- 47

Реферат

Это начальная версия вводной главы монографии, посвященной теоретическому и экспериментальному доказательству существования продольной электромагнитной волны. Данная глава доказывает, что известное уравнение дивергенции Максвелла справедливо только в стационарных полях. Выводится его вид для динамических полей. Показаны некоторые неточности, приведшие ученых к выводу, что энергия не распространяется в ближней зоне. Рассмотрены также противоречия между законом Ампера и уравнением Лоренца для динамических магнитных полей, действующих на заряд. В качестве приложения к этой статье автор помещает рецензию на продемонстрированный им первичный эксперимент по излучению и приему продольной ЭМ волны.

 Ключевые слова: теоретическая физика, математическая физика, волновая физика, векторная алгебра, теория электромагнетизма, динамические потенциальные поля

Тема данной работы кажется многим ученым бессмысленной, поскольку для всех нас самая мысль об ЭМ волне в свободном пространстве однозначно подразумевает исключительно поперечную волну. Однако при всей внешней стройности теории волновых процессов, далеко не всё в электродинамике обстоит так, как нам кажется. Не хочется шокировать читателя преждевременно, но в вопросе о характере электромагнитных волн в свое время основную роль сыграли не столько научные аспекты, сколько политические и чисто нравственные.

Это было связано в первую очередь с тем, что с момента теоретического обоснования возможности распространения электромагнитных волн специалисты по теории поля были втянуты в старый и ожесточенный спор о природе материи. В этом споре, если бы была доказана возможность существования продольных волн, то "пустота" пространства, на которую делали (да и делают по сей день) свою ставку релятивисты, была бы заполнена материей, что в конечном итоге не позволяло бы сформулировать основополагающий постулат всей теории относительности - независимость скорости света от системы отсчета.

16

Если же постулировать отсутствие продольных волн, то можно было бы довольно легко объяснить серии отрицательных экспериментов, получаемых учеными с измерением скорости света. Получилось неустойчивое равновесие, в конце концов склонившееся к отрицанию продольных волн, и не столько из-за абсолютной доказанности факта, сколько фактически из-за удобства, ибо, если внимательно разобраться, то, отрицая продольные волны, ученые закрыли глаза на столь наглядные явления, что иначе, чем удобством, это назвать никак нельзя.

Чтобы это доказать, проанализируем цепочку расчетов, приводящих нас к выводу о строгой поперечности ЭМ волны. Сначала рассмотрим вопрос о потенциале ЭМ поля.

Как известно, ЭМ излучение есть результирующая неравномерного движения зарядов в некоторой ограниченной области пространства. В соответствии с [1, с. 87], с учетом запаздывания, уравнения потенциала имеют следующий вид:

где = t - (R/c); = - ' - радиус-вектор из элементарного объема в точку наблюдения; ( ' , ) - плотность заряда в элементарном объеме dV ' ;  ( ', ) - плотность тока, протекающего через элементарный объем dV ' ; V ' - исследуемый объем, содержащий систему произвольно движущихся зарядов; ' - расстояние от начала системы отсчета до элементарного объема dV ' ;    - расстояние от начала системы отсчета до точки наблюдения. "Если, однако, точка наблюдения находится достаточно далеко от системы движущихся зарядов, так, что >> L ', где L '~ dV ' ^1/3 - характерный линейный размер системы…" [1, с. 103], то, разлагая 1/ - ' в ряд Тейлора, Левич получает следующее выражение [1, с. 103, 106]: