Парадокс Фарадея и его объяснение.

[Фёдор Менде]

В том то и дело, что идея зависимости скалярного потенциала заряда от его скорости увязывает всю электродинамику в единую стройную науку. До сих пор она состояла из двух не связанных между собой частей, с одной стороны это уравнения Максвелла, а с другой несуразная с физической точки зрения сила Лоренца. Теперь этого нет. Зависимость скалярного потенциала заряда от скорости объединила их. Эти же идеи позволили очень прости объяснить ранее не объяснимые в классической электродинамике фазовую аберрацию и поперечный эффект Доплера. Кроме этого, все законы излучения тоже являются следствием такой зависимости. Тот же униполярный генератор теперь тоже не представляет загадки. Разве этого мало?
Из поля зрения такого подхода выпадают эффекты, связанные с простым наложением электрических полей (в антенной технике эти поля называются полями ближней зоны), что я называю принудительной или силовой интерференцией, но эти законы хорошо проработаны в существующей электродинамике и не требуют каких-то уточнений.

[tcaplin]

В том то и дело, что идея зависимости скалярного потенциала заряда от его скорости увязывает всю электродинамику в единую стройную науку.

Идею я, как уже говорил, поддерживаю. Но электродинамика не может существовать в отрыве от остальной физики. И если Вы при ее обосновании входите в противоречие с базовыми принципами, например, механики - то надо смотреть, что в этом обосновании можно подправить. Красота решения отдельных задач не может оправдать такое расхождение.
 Я, например, никак не могу принять тезис о том, что свойства электронов и протонов завясят от того, связаны они в валентные связи, или нет. Для протонов это вообще трудно представимо - они-то в никакие "валентности" вообще не задействованы.
 Ваш тезис о наличии зависимости скалярного потенциала я бы связывал исключительно с зарядами, совершенно не привязывая сюда массы.

[Фёдор Менде]

Електрон это какраз тот случай, когда и заряд и масса ходят рядом, поскольку он очень лёгкий, а заряд у него большой. И я склоняюсь к той мысли, что у электрона действительно масса зависит от скорости, поскольку с ростом скалярного потенциала растут и поля. И это пример того, в чём заключена кинетическая энергия частицы, к тому же это пример ещё и тому, что кинетическая энергия зависит от скорости не только как её квадрат, а имеются и более высокие степени. И интересно, что это чётные степени.

[Дмитрий Мотовилов]

Электрон - отличная модель для изучения превращений энергии-массы-заряда!

[Дмитрий Мотовилов]

Можно предположить, исходя из аналогий с уже предложенным образом превращения заряда в  поток электрической энергии и далее  в поток гравитационной энергии и массу,
что обнаружение различных невязок между квадратичной и высшими формами кинетической энергии связано с переходом энергии последних в близкодействующие внутриатомные поля.

[Дмитрий Мотовилов]

Однако к перспективе успешного построения модели свёртывания энергии поля в массу по Цаплину я отношусь с понятным  пессимизмом по следующим причинам:

1. Пока ещё сомнительно и всё более неустойчиво мнение о том, что ЭМ поле существует как физическая реальность, а не является лишь сборным математическим "архивом" потенциального поведения одиночного пробного заряда в течение бесконечно долгого опыта по зондированию всех точек пространства. Было показано, что для проявления напряжённости заряда, а следовательно и его "поля", необходим поток энергии от него к пробному заряду, а в отсутствие пробного заряда никакой энергии в пространстве (в "поле") нет.
Таким образом, речь можно вести лишь о "сворачивании" потока энергии, а не самого поля.

2. Не решена даже более простая задача механизма "отпочкования" потока энергии ЭМ волны, и полагаю, не решена именно  по причине, указанной выше в п.1

3. Нет ни одной более-менее убедительной публикации по замещению явно несостоятельных концепций поля, эфира, эфирона, гравитона.

[tcaplin]

Фёдор Менде:

Електрон это какраз тот случай, когда и заряд и масса ходят рядом, поскольку он очень лёгкий, а заряд у него большой.

Энергия произрастает из механического понятия "работа", определяемого как произведение силы на путь.
 Электрические силы заряда электрона на 40 порядков (!) превосходять его массовые силы (как инерции, так и гравитации). Хотя бы по этой причине там, где мы изучаем электрические свойства заряда электрона, проявление его инерционных сил пренебрежимо мало. Даже там, где по традиции говорят об "инерции" электронов - например, в электронном луче вакуумных приборов - то это не массовая (механическая) инерция, а электрическая (индуктивная).
 В этом смысле у меня давно назрел к Вам вопрос - что Вы подразумеваете под широко используемым Вами термином "кинетическая индуктивность"? Это обычная индуктивность прямой линии (или прямого луча электронов) и соответственно энергия LI²/2, или только та часть инерции, которая обусловлена кинетической (механической) энергией mV²/2?

[Фёдор Менде]

Кинетическая индуктивность выражает только массовые свойства электрона как механического шарика, который разгоняется до определённой скорости. Это следует из  выражения, когда мы записываем уравнение движения электрона и затем вводим его кинетическую индуктивность (см. параграф 2 http://fmnauka.narod.ru/Pro1.pdf  ). Эта энергия и выделяется, когда электроны в электронном пучке разгоняются до больших скоростей. Эта индуктивность проявляется и в сверхпроводниках, поскольку токи в них распространяются на очень малую глубину, порядка нескольких сотен ангстрем, и скорости электронов там достигают нескольких сотен метров за секунду.
Многие путают кинетическую и полевую индуктивность. Полевая индуктивность связана с взаимодействием движущегося заряда с другими движущимися зарядами и представляет потенциальную энергию. Почему эта энергия потенциальная, понятно из того факта, что разнесённые токонесущие системы всегда отталкиваются или притягиваются, а сила может быть при этом только следствием градиента какой-то потенциальной энергии. Эта потенциальная энергия, тем больше, чем больше объём занимают те поля, которые принято называть магнитными.
Для реальных цепей кинетическая индуктивность ничтожно мала по сравнению с полевой. Приведу такой пример. Если взять сверхпроводящее кольцо из плоской  ленты и возбудить в нём незатухающий ток, то в таком кольце полевая индуктивность будет на много порядков больше, чем кинетическая. Но мы можем сплюснуть это кольцо, превратив его в плоскую ленту с нулевым зазором между лентами. При этом полевая индуктивность будет стремится к нулю (вернее не к нулю а к кинетической индуктивности, поскольку даже в поверхностном слое сверхпроводника имеется магнитное поле) и удельный вес кинетической индуктивности в общей индуктивности цепи дойдёт до 50%.

[tcaplin]

Почему эта энергия потенциальная, понятно из того факта, что разнесённые токонесущие системы всегда отталкиваются или притягиваются, а сила может быть при этом только следствием градиента какой-то потенциальной энергии. Эта потенциальная энергия, тем больше, чем больше объём занимают те поля, которые принято называть магнитными.

До сих пор считал энергию магнитного поля динамической, а не потенциальной. Хотя для стационарного (хотя и не статического) процесса, может Вы и правы...
 Вообще-то, динамическая (для механики-кинетическая) энергия тоже может являться источником сил, но только при ее изменении во времени. Самый наглядный пример - сила инерции.
 Анализ всех силовых процессов показывает, что в них как раз происходит непрерывное "единство и борьба" противоположных сил - статической (градиентной), и динамической. Это не только в электродинамике, но во всех процессах. Например, стабильная орбита планет определяется равновесием градиентной статической силы гравитации и динамической центробежной силы. И пр.

При этом полевая индуктивность будет стремится к нулю (вернее не к нулю а к кинетической индуктивности, поскольку даже в поверхностном слое сверхпроводника имеется магнитное поле) и удельный вес кинетической индуктивности в общей индуктивности цепи дойдёт до 50%.

Вы что же, хотите сказать, что в гипотезе Ампера по возникновению постоянных магнитных полей в ферромагнетиках это поле поддерживается кинетической индуктивностью "элементарных токовых колец", а не полевой? Ведь там именно такие масштабы расстояний и меньше...

[Фёдор Менде]

До сих пор считал энергию магнитного поля динамической, а не потенциальной.

Это главная ошибка современных представлений об энергии магнитного поля. Эту энергию всегда относили к кинетической энергии, связанной с движением зарядов, масса которых многократно увеличена за счёт полевой индуктивности. Но тогда возникает вопрос, откуда берутся силы, действующие на параллельные проводники, по которым электроны текут с постоянной скоростью. Ведь силы могут быть в таком случае только градиентом какого-то скалярного потенциала.  А коль так, то энергия магнитных полей, которые давят на проволоку, должна быть потенциальной. Но энергия магнитных полей связана со скоростью движения электронов. И получается физическая несуразица, когда от скорости движения зарядов должна зависеть потенциальная энергия полей ими образованных. Именно здесь и приходит нам на помощь гипотеза зависимости скалярного потенциала зарядов от их скорости. Именно по этому пути я и двигался, когда пытался объяснить потенциальность магнитных полей. Это уже потом мне удалось доказать это обстоятельство теоретически на основе законов индукции, показав, что скалярный потенциал векторным образом зависит от скорости движения зарядов.

Вы что же, хотите сказать, что в гипотезе Ампера по возникновению постоянных магнитных полей в ферромагнетиках это поле поддерживается кинетической индуктивностью "элементарных токовых колец", а не полевой? Ведь там именно такие масштабы расстояний и меньше...

Я этого не хочу сказать. Даже в сверхпроводнике энергия в скин-слое, а его толщина всего лишь порядка 500 ангстем, что соизмеримо с атомными размерами, поделена пополам между кинетической и полевой индуктивностью. Вихри Абрикосова в сверхпроводниках тоже несут и кинетическую энергию электронов и их полевую энергию в одинаковой мере. Что происходит  с этой точки зрения в атоме ферромагнетика сказать трудно, т.к. этот вопрос никто не рассматривал. Но из общих соображений похоже, что и там кинетическая и полевая индуктивности находятся в равных пропорциях. Кстати хочу заметить, что при рассмотрении атома учитывается только кинетическая индуктивность, а о том, что ей в обязательном порядке должна сопутствовать и полевая индуктивность никто просто не догадывается.

[tcaplin]

Но энергия магнитных полей связана со скоростью движения электронов. И получается физическая несуразица, когда от скорости движения зарядов должна зависеть потенциальная энергия полей ими образованных. Именно здесь и приходит нам на помощь гипотеза зависимости скалярного потенциала зарядов от их скорости.

Тут, по-моему, у Вас противоречие. Потенциал - и есть показатель потенциальной энергии. То есть ваша зависимость потенциала и есть зависимость энергии от скорости. Если это - "несуразица" - то Вы ее и взяли за постулат...
 Сдается мне, что при такой тесной взаимосвязи пространства и времени, как в полевых процессах, вообще опрометчиво четко разделять "потенциальные" (градиентные) величины от динамических (кинетических). Те силы, которые в одной ИСО будут четко градиентными, из другой ИСО будут представлять собой суперпозицию динамических (время-производных) величин и градиентных (пространственно-производных).
 Ваш тезис о необходимости учета полных производных говорит именно за такой подход.

[Фёдор Менде]

Потенциал действительно показатель потенциальной энергии  в любых системах отсчёта, а именно в какой-то конкретной из них мы и производим измерение сил. И если мы видим, что динамометр в данной системе отсчёта показывает силу, то в этой системе отсчёта нужно искать градиент скалярного потенциала (потенциальной энергии) и причины его возникновения. Поскольку заряд, движущийся по отношению к ИСО, где Вы производите измерения, меняет свой потенциал с учётом относительной скорости, то это и фиксирует Ваш динамометр. 

[tcaplin]

Кстати хочу заметить, что при рассмотрении атома учитывается только кинетическая индуктивность, а о том, что ей в обязательном порядке должна сопутствовать и полевая индуктивность никто просто не догадывается.

Тут, думаю, вопрос сложнее. "Полевая индуктивность" автоматически должна давать излучение волны. Поскольку в атомах излучения нет - то, значит, квантовые эффекты "блокируют" эту составляющую.
 В свете моей гипотезы о СВ можно сказать, что волна постоянно излучается - но вынуждена циркулировать внутри "разрешенного уровня". Собственно, она и образует весь электрон. При переходе с верхнего уровня на нижний излучается излишек волновой энергии, "не помещающийся" на орбите меньшего радиуса.

[Фёдор Менде]

Тут, думаю, вопрос сложнее. "Полевая индуктивность" автоматически должна давать излучение волны. Поскольку в атомах излучения нет - то, значит, квантовые эффекты "блокируют" эту составляющую.
 В свете моей гипотезы о СВ можно сказать, что волна постоянно излучается - но вынуждена циркулировать внутри "разрешенного уровня". Собственно, она и образует весь электрон. При переходе с верхнего уровня на нижний излучается излишек волновой энергии, "не помещающийся" на орбите меньшего радиуса.

Я уже много раз говорил, что это интересная идея, но пока чисто умозрительная, не подкреплённая никакими рассчётами.
На сегодня достаточно, я уже устал.

[tcaplin]

Фёдор Менде:

Я уже много раз говорил, что это интересная идея, но пока чисто умозрительная, не подкреплённая никакими рассчётами.

Конечно, стремиться к математической модели надо, хотя бы для того, чтобы дать людям шаблоны для прогнозирования этих процессов. Однако я не склонен обольщаться ценностью такого "подкрепления" терии расчетами. К сожалению, математика настолько универсальный механизм, что при наличии известных навыков может подтвердить все, что угодно.
 Типичным примером может служить "модель мира" по ОТО. Вселенная стационарна? Вводим космологическую постоянную "лямбда" такой величины, что "расчеты подтверждают" это утверждение. Расширяется? Ну да, конечно - просто "лямбда" оказывается меньше. Что, есть данные, что сжимается?
 Пожалуйста - увеличили "лямбду" - и все опять "подтверждается расчетами"...
 Особенно явен такой произвол в математизации нелинейных процессов. А здесь речь как раз о таких...

[Фёдор Менде]

С такой точкой зрения трудно согласиться. Без математических моделей, которые моделируют физические процессы,  не было бы и физики. Конечно, модели не всегда могут отобразить все тонкости физического процесса, но для громадного количества практических задач такие модели дают точный результат и без их использования обойтись нельзя.

[tcaplin]

Фёдор Менде:

С такой точкой зрения трудно согласиться. Без математических моделей, которые моделируют физические процессы,  не было бы и физики. Конечно, модели не всегда могут отобразить все тонкости физического процесса, но для громадного количества практических задач такие модели дают точный результат и без их использования обойтись нельзя.

Я же не отрицаю роль математики вообще. После того, как появляется физическое понимание процесса - его обязательно надо формализовать в виде математической модели. Но именно после.
 И как бы ни били себя математики, называющие себя физиками, в грудь, но математика не может "подтвердить" правильность той или иной физической модели. Она только может послужить посредником (бухгалтером) между физической моделью и экспериментом, который, действительно, есть критерий правильности модели.
 Там, где понимания нет, на худой случай, существует метод "подбора формул" (эмпирических). Но это только от безысходности. Так пока, например, поступают в основном в КФ. Но и там коренное продвижение будет только после понимания физической сути.

[Фёдор Менде]

Согласен с Вами. Но при этом хочу заметить, что математическое моделирование и физическое понимание очень взаимосвязаны, и только дополняя друг друга позволяют двигаться вперёд. В воей практической деятельности я повсеместно наблюдал картину, когда теоретики и экспериментаторы разделены непреодолимой стеной. Одни знают теорию, а другие - эксперимент. Но по крупному счёту всегда оказывалось, что ни те, ни другие хорошими специалистами не являются. Я всегда на равных разговаривал и с теми и с другими и это очень помагало моей практической деятельности.

[tcaplin]

В воей практической деятельности я повсеместно наблюдал картину, когда теоретики и экспериментаторы разделены непреодолимой стеной. Одни знают теорию, а другие - эксперимент. Но по крупному счёту всегда оказывалось, что ни те, ни другие хорошими специалистами не являются.

К сожалению, хорошие специалисты вообще редкость. И у тех, и у других.
 Но и задачи в основном решаются рутинные, где часто простой добросовестности в выполнении предписанных процедур достаточно.
 Гораздо хуже, когда такой плохой специалист, но пунктуальный математик защитит диссертации, и начнет поучать практиков (в том числе и специалистов), лишь на том основании, что те интегралы берут по таблице, а не в уме. Или в поднятии-опускании индексов у тензоров не очень сильны...

[Фёдор Менде]

Обычно поучают, как нужно работать те, кто сами работать не умеют.