Под g1+, g2+ и g1–, g2– будем понимать величины неподвижных и движущихся зарядов, приходящихся на единицу длины проводника. Заряды g1+, g2+ представляют положительно заряженную решетку в нижнем и верхнем проводниках соответственно.
Будем также считать, что оба проводника до начала движения зарядов являются электрически нейтральными, т.е. количество положительных и отрицательных зарядов в них одинаково и в обеих системах есть две системы взаимно вложенных разноименных зарядов с удельной плотностью g1+, g1– и g2+, g2–, которые электрически нейтрализуют друг друга. На рис. 2 эти системы для большего удобства рассмотрения сил взаимодействия между ними раздвинуты по оси z. Подсистемы с отрицательным знаком (электроны) могут двигаться со скоростями V1 и V2. Силу взаимодействия между нижним и верхним проводниками будем искать как сумму четырех сил, обозначение которых понятно из рис. 2. Стрелками на рисунке обозначено направление этих сил. Силы притяжения F3 и F4 будем брать со знаком плюс, а силы отталкивания F1 и F2 – со знаком минус.
В соответствии с соотношением (1) силы, действующие между отдельными подсистемами зарядов (рис. 2), запишутся
\(\begin{array}{l}
{F_1} = - {\frac{{g_1^ + g_2^ + }}{{2{\pi _{}}{\varepsilon _{}}r}}^{}},\\
{F_2} = - \frac{{g_1^ - g_2^ - }}{{2{\pi _{}}{\varepsilon _{}}r}}ch{\frac{{{V_1} - {V_2}}}{c}^{}},\\
{F_3} = + \frac{{g_1^ - g_2^ + }}{{2{\pi _{}}{\varepsilon _{}}r}}ch{\frac{{{V_1}}}{c}^{}},\\
{F_4} = + \frac{{g_1^ + g_2^ - }}{{2{\pi _{}}{\varepsilon _{}}r}}ch{\frac{{{V_2}}}{c}^{}}.
\end{array}\) (11)
Складывая все четыре силы и учитывая то, что произведение разноименных зарядов соответствует силам притяжения, а одноименных – силам отталкивания, получим величину суммарной удельной силы, приходящейся на единицу длины проводника,
\({F_\Sigma } = \frac{{g{{_1^{}}_{}}g_2^{}}}{{2{\pi _{}}{\varepsilon _{}}r}}\left. {\left( {ch\frac{{{V_1}}}{c}} \right. + ch\frac{{{V_2}}}{c} - ch\frac{{{V_1} - {V_2}}}{c} - 1} \right)\) . (12)
В данном выражении в качестве g1 и g2 взяты абсолютные величины зарядов, а знаки сил учтены в выражении в скобках. Считая, что V<< с, возьмем только два первых члена расположения в ряд \(ch\frac{V}{c}\) , т.е будем считать, что \(ch\frac{V}{c}\) 1+ \(\frac{1}{2}\frac{{{V^2}}}{{{c^2}}}\) . Из соотношения (13) получаем
\({F_{\Sigma 1}} = \frac{{{g_1}_{}{V_1}_{}{g_2}{V_2}}}{{2{\pi _{}}{\varepsilon _{}}{c^2}r}} = \frac{{{I_1}_{}{I_2}}}{{2{\pi _{}}{\varepsilon _{}}{c^2}r}},\) (13)
где в качестве g1 и g2 взяты абсолютные величины удельных зарядов, а V1 и V2 берутся со своими знаками.
Мы видим, что выражения (5), (8) и (12) совпадают, хотя и получены все они совершенно разными путями.
Во введении мы уже приводили слова Фейнмана, который отмечал, что для объяснения возникновения э.д.с. в контуре можно пользоваться двумя совершенно разными законами. Этот парадокс мы уже объяснили. В данном же случае одно и то же значение силы взаимодействия между токонесущими системами мы получили уже тремя совершенно разными способами. Причем, последний способ вообще не требует введения такого понятия как магнитное поле. Кроме того, в формировании сил взаимодействия в этом способе самое непосредственное участие принимает решетка, чего нет в первых двух способах.
Однако, на пути внедрения в жизнь третьей предлагаемой модели есть одно существенное препятствие. Оно заключается в следующем. Действительно, если положить g2+ = 0 и V2 = 0, т.е. рассмотреть случай взаимодействия, например, нижней токонесущей системы с неподвижным зарядом g2–, то для силы взаимодействия получим
\({F_{\Sigma 2}} = - \frac{1}{2} \cdot \frac{{{g_1}_{}{g_2}V_1^2}}{{2{\pi _{}}{\varepsilon _{}}{c^2}r}}\) . (14)
Это означает, что при протекании тока через проводник он перестает быть электронейтральным, а вокруг проводника образуется электрическое поле
\({E_ \bot } = \frac{{{g_1}_{}V_1^2}}{{4{\pi _{}}{\varepsilon _{}}{c^2}r}},\) (15)
что эквивалентно появлению на проводнике дополнительного удельного статического заряда
\(g = - {g_{{1_{}}}}\frac{{V_1^2}}{{{c^2}}}\) . (16)
Однако, на практике, до появления работы [13], электрические поля, генерируемые протекающими постоянными токами, не наблюдались.