Подчеркнём, что в принципе, с математической точки зрения, так как поступил Ландау, поступать можно, но при этом теряется постоянная интегрирования, которая необходима для учёта начальных условий при решении интегродифференциального уравнения, определяющего плотность тока в материальной среде.
Верна и другая точка зрения. Соотношение (7) можно переписать и по-другому:
\({\vec j_\Sigma } = - {\frac{{\left( {\frac{{{\omega ^2}}}{{\omega _0^2}} - 1} \right)}}{{\omega L}}_{}}{\vec E_0}\cos \omega t\)
и ввести другой математический символ
\(L*(\omega ) = \frac{{{L_k}}}{{\left( {\frac{{{\omega ^2}}}{{\omega _0^2}} - 1} \right)}} = \frac{{{L_k}}}{{{\omega ^2}{L_k}{\varepsilon _0} - 1}}\) .
В данном случае также возникает соблазн назвать эту величину зависящей от частоты кинетической индуктивностью. Но эту величину называть индуктивностью тоже нельзя, поскольку это также сборный параметр, который включает в себя не зависящие от частоты кинетическую индуктивность и диэлектрическую проницаемость вакуума.
Таким образом, можно записать:
\({\vec j_\Sigma } = \omega \varepsilon *{(\omega )_{}}{\vec E_0}\cos \omega t\) ,
или
\({\vec j_\Sigma } = - {\frac{1}{{\omega L*(\omega )}}_{}}{\vec E_0}\cos \omega t\) .
Но это всего лишь символическая математическая запись одного и того же соотношения (7). Оба уравнения эквивалентны. Но с физической точки зрения ни \(\varepsilon *(\omega ) \) , ни \(L*(\omega )\) диэлектрической проницаемостью или индуктивностью не являются. Физический смысл их названий заключается в следующем:
\(\varepsilon *(\omega ) = \frac{{{\sigma _X}}}{\omega }\) ,
т.е. \(\varepsilon *(\omega ) \) представляет суммарную реактивную проводимость среды, деленную на частоту, а
\({L_k}*(\omega ) = \frac{1}{{\omega {\sigma _X}}}\)
представляет обратную величину произведения частоты и реактивной проводимости среды.
Как нужно поступать, если в нашем распоряжении имеются величины \(\varepsilon *(\omega )\) и \(L*(\omega ) \) , а нам необходимо вычислить полную удельную энергию. Естественно подставлять эти величины в формулы, определяющие энергию электрических полей
\({W_E} = \frac{1}{2}{\varepsilon _0}E_0^2\)
и кинетическую энергию носителей зарядов
\({W_j} = \frac{1}{2}{L_k}j_0^2\) , (8)
нельзя просто потому, что эти параметры не являются ни диэлектрической проницаемостью, ни индуктивностью. Нетрудно показать, что в этом случае полная удельная энергия может быть получена из соотношения
\({W_\sum } = \frac{1}{2} \cdot \frac{{d\left( {\omega \varepsilon *(\omega )} \right)}}{{d\omega }}E_0^2\) , (9)
откуда получаем
\({W_\Sigma } = \frac{1}{2}{\varepsilon _0}E_0^2 + {\frac{1}{2}_{}}{\frac{1}{{{\omega ^2}{L_k}}}_{}}E_0^2\) .
или
\({W_\Sigma } = \frac{1}{2}{\varepsilon _0}E_0^2 + \frac{1}{2}{L_k}j_0^2\) (10)
Тот же результат получим, воспользовавшись формулой
\(W = {\frac{1}{2}_{}}{\frac{{d\left[ {\frac{1}{{\omega {L_k}*(\omega )}}} \right]}}{{d\omega }}_{}}E_0^2\) .
Приведенные соотношения показывают, что удельная энергия состоит из потенциальной энергии электрических полей и кинетической энергии носителей зарядов.
Литература1. Арцимович Л. А. Что каждый физик должен знать о плазме. М.: Атомиздат, 1976. -111 с.
2. Менде Ф. Ф., Спицын А. И. Поверхностный импеданс сверхпроводников. Киев, Наукова думка, 1985.- 240 с.
3. Менде Ф. Ф. Существуют ли ошибки в современной физике. Харьков,
Константа, 2003.- 72 с.
4. Менде Ф. Ф. Непротиворечивая электродинамика. Харьков, НТМТ, 2008, – 153 с. ISBN 978-966-8603-23-5.
5. Mende F. F. On refinement of certain laws of classical electrodynamics, arXiv, physics/0402084.