Ампер, или как похоронить...истину

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Аватара пользователя
FyoDor
Сообщения: 220
Зарегистрирован: Чт окт 07, 2010 8:49

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#46   FyoDor » Вт июн 28, 2011 21:05

Скажите, пожалуйста, чётко и ясно, кому принадлежит формула (1) из фрагмента ФЭ, приведённого в моём предыдущем сообщении, Амперу или Грассману?

ФёДор

Аватара пользователя
Alex Barri
Сообщения: 983
Зарегистрирован: Пт дек 12, 2008 15:07

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#47   Alex Barri » Вт июн 28, 2011 21:27

название темы шикарное!!! :D

Он там сколько могильщиков собралось. Это в принципе тренд РАН, хоронить академиков, а на их место ложить новенькие, живые трупики.

Главное, не забыть при этом ввести членкора в состояние криптоанабиоза....

Skeptik
Сообщения: 517
Зарегистрирован: Сб сен 25, 2010 19:55

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#48   Skeptik » Вт июн 28, 2011 22:33

Скажите, пожалуйста, чётко и ясно, кому принадлежит формула (1) из фрагмента ФЭ, приведённого в моём предыдущем сообщении, Амперу или Грассману?

Грассману!

Аватара пользователя
FyoDor
Сообщения: 220
Зарегистрирован: Чт окт 07, 2010 8:49

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#49   FyoDor » Ср июн 29, 2011 10:09

Хоть я не согласен, но спорить не буду, потому что вопрос относится не к предмету физики, а к истории физики (пусть историки и докажут). Если Вы продолжите решение задачи, то в рамках этой темы могу придерживаться Вашей терминологической концепции. Это важно, потому что правильное решение укажет какая из формул согласуется с опытом, а какая ему противоречит. Хотя, в некоторых частных случаях обе формулы дают совпадающие результаты.

ФёДор

Skeptik
Сообщения: 517
Зарегистрирован: Сб сен 25, 2010 19:55

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#50   Skeptik » Ср июн 29, 2011 10:47

это не вопрос истории физики,а элементарной логики...выше я уже говорил, что формула Ампера удовлетворяет 3-му закону Ньютона...в этом ее главная особенность...а теперь попробуйте определить направление силы в той формуле, которую вы считаете формулой Ампера (ФЭ, (1)) ..здесь нет предмета спора...засим, дискуссию на эту тему я прекращаю...займусь вычислениями, тем более, что появились свои грязные мыслишки на этот счет...

Аватара пользователя
FyoDor
Сообщения: 220
Зарегистрирован: Чт окт 07, 2010 8:49

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#51   FyoDor » Ср июн 29, 2011 14:20

Skeptik писал(а):..займусь вычислениями, ...
На время, пока Вы занимаетесь вычислениями, во избежание путаницы, я буду пользоваться Вашей терминологией (называть силу Ампера силой Грассмана, а формулу Ампера - силой Ампера).
Skeptik писал(а): попробуйте определить направление силы в той формуле, которую вы считаете формулой Ампера (ФЭ, (1))
Я это сделал давным-давно, но раз Вы занимаетесь, то не буду бежать "впереди паровоза". Подожду ...
Skeptik писал(а):это не вопрос истории физики,а элементарной логики...выше я уже говорил, что формула Ампера удовлетворяет 3-му закону Ньютона...в этом ее главная особенность..
Третий закон Ньютона при применении формулы Ампера выполняется по-своему, а при применении формулы Грассмана по-своему. Как именно подробно расписано в ставшей классической работе Пейджа и Адамса (1945 г.), до которой мы дойдём своим чередом (не будем торопить события, пока Вы занимаетесь вычислениями).

Главное не это - главное то (ещё раз повторюсь) какая формула подтверждается опытом, а какая им опровергается.

ФёДор

Skeptik
Сообщения: 517
Зарегистрирован: Сб сен 25, 2010 19:55

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#52   Skeptik » Чт июн 30, 2011 13:09

тут текст Максвелла...очень в тему[attachment=0]/attachment] :roll:
Вложения
текст Максвелл.gif
позиция Максвелла просто умиляет...сам же приводит опыт Ампера и тут же говорит, что это ничего не значит...вот поэтому они и стал великим, потому, что был осторожен...
текст Максвелл.gif (91.34 КБ) 2727 просмотров

Аватара пользователя
FyoDor
Сообщения: 220
Зарегистрирован: Чт окт 07, 2010 8:49

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#53   FyoDor » Пт июл 01, 2011 13:07

Полученный Вами собственноручно результат равенства сил Ампера и Грассмана, действующих на элемент тока со стороны замкнутого контура, вполне достаточен, чтобы, разобраться со статусом этих сил. Возьмём случай, когда размеры контура и элемента тока малы, по сравнению с расстоянием между ними. Так как сила Ампера удовлетворяет третьему закону Ньютона, то на магнитный момент контура, действует сила, равная по величине противоположная по знаку силе, действующей на элемент тока.
$$\mathbf F=(\mathbf{m}\bigtriangledown)\mathbf H\,\,\,\,\,\,\,(1)$$
m - магнитный момент контура, Н - напряжённость магнитного поля, создаваемого элементом тока в области нахождения магнитного момента.
Получается так, что на токовый магнитный диполь, действует сила, которая должна действовать на зарядовый магнитный диполь. Иными словами формула Ампера не отличает токовый магнитный диполь от зарядового. Если считать по Грассману, то сила, действующая на магнитный момент, отличается от правой части (1) добавочным членом, так что
$$\mathbf F=(\mathbf{m}\bigtriangledown)\mathbf H+\mathbf m\times rot\,\mathbf H\,\,\,\,\,\,\,(2)$$
В 1949 г. Шал и др. экспериментально установили, что сила, действующая на нейтрон, подчиняется формуле (2), а не формуле (1). Опыт Шала свидетельствует, что магнитный момент нейтрона имеет токовую природу (что являлось целью эксперимента). Попутно, мы отмечаем, что опыт Шала лишает физического смысла формулу Ампера, переводя её просто в эмпирическую формулу, пригодную для замкнутых контуров.

Вот и сказочке конец. Только необходимо добавить, что (ИМХО) во времена Максвелла, на заре молодости электродинамики, главную формулу Ампера ошибочно приписывали Грассману. Потом восторжествовала историческая справедливость (Ампер открыл эту формулу на 24 года раньше Грассмана) и её стали называть законом Ампера или силой Ампера, что мы видим в подавляющем большинстве учебной и справочной литературы по физике. Есть конечно и ретрограды, ну есть да и есть ? .

ФёДор

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32793
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#54   morozov » Пт июл 01, 2011 15:08

Грассман в ФЭ не упоминается
вот статья без формул
АМПЕРА ЗАКОН-закон взаимодействия пост. токов. Установлен А. Ампером в 1820. Согласно А.з., сила , действующая со стороны одного элементарного "отрезка тока" на другой , убывает обратно пропорционально квадрату расстояния между ними r12 и в среде с магн. проницаемостью ц может быть представлена в виде
(1)
Здесь использована Гаусса система единиц, с - скорость света в вакууме. Входящие в (1) элементарные отрезки токов являются частями замкнутых контуров, поскольку пост, электрич. токи всегда чисто солено-идальные (вихревые). Поэтому А. з. в форме (1) имеет лишь вспомогат. смысл, приводя к правильным (подтверждаемым на опыте) значениям силы только после интегрирования (1) по замкнутым контурам l1 и l2. Напр., в общем случае элементарные силы между двумя отрезками токов оказываются невзаимными: , однако при переходе к замкнутым контурам эта невзаимность устраняется. Из А. з. следует, в частности, что два прямых провода с токами I1 и I2, текущими параллельно или антипараллельно друг другу на расстоянии d, соответственно притягиваются или отталкиваются с силой (на единицу длины), равной . А два плоских контура с токами I1 и I2 на расстояниях, существенно превышающих их размеры, взаимодействуют между собой как два магн. диполя и т. д. Из А. з. и Био- Савара закона вытекает выражение для силы, действующей на ток в заданном внеш. магн. поле Н (Н-напряжённость магн. поля, В-магн. индукция), . Отсюда в случае произвольно распределённых токов с объёмной плотностью для силы на единицу объёма получается
(2)
Величину (2) наз. силой Ампера, а в случае конвективного тока, обусловленного движением заряж. частиц, (-скорость, -объёмная плотность заряда), она известна как Лоренца сила. Иногда А. з. наз. интегральное соотношение 4p*I/c , где I-полный ток, протекающий через поверхность, ограниченную замкнутым контуром С. Это соотношение аналогично Гаусса теореме в электростатике.
Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Джексон Д ж., Классическая электродинамика, пер с англ., М., 1965. М. А. Миллер, Г. М. Фрайман.

На самом деле отрезок тока можно "реализовать", но при этом из закона сохранения заряда следует, что этот отрезок создает электрическое поле диполя, которое меняется пропорционально току.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Skeptik
Сообщения: 517
Зарегистрирован: Сб сен 25, 2010 19:55

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#55   Skeptik » Пт июл 01, 2011 20:20

результат получился весьма любопытным...весьма..при определенной ориентации токового элемента у замкнутого контура появляется вращающий момент если считать по Амперу, по Грассману он не появляется при любой ориентации токового элемента...осталось подумать, как присобачить этот результат к реальному опыту...

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32793
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#56   morozov » Сб июл 02, 2011 0:44

Skeptik писал(а):осталось подумать, как присобачить этот результат к реальному опыту...
Я даже не знаю где Вы достаньте кусок провода с током. Я у себя могу поискать в барахле, но не помню ТАКОГО.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
FyoDor
Сообщения: 220
Зарегистрирован: Чт окт 07, 2010 8:49

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#57   FyoDor » Сб июл 02, 2011 12:26

Skeptik писал(а):результат получился весьма любопытным...весьма..при определенной ориентации токового элемента у замкнутого контура появляется вращающий момент если считать по Амперу, по Грассману он не появляется при любой ориентации токового элемента...осталось подумать, как присобачить этот результат к реальному опыту...
Замечательно!
Вы пришли к идее, так называемого, униполярного двигателя. Такие двигатели выпускаются на заводах и используются, кажется, для автомобильных стартеров (если ошибаюсь, поправьте).

На рисунке ниже, взятом из книги Тамма, изображена униполярная машина, которая может работать как в режиме генератора, так и в режиме мотора:
Изображение
Она представляет собой токопроводящий цилиндрический магнит, намагниченный вдоль оси и способный вращаться вокруг этой оси. Если через скользящие контакты пропускать ток, то цилиндр будет вращаться. Вот и весь мотор.

С целью удобства рассмотрения немного упростим схему, как на рисунке ниже
Изображение
Сделаем токовводный и токоотводный провода достаточно длинными по сравнению с размерами магнита, а магнит сделаем в виде тонкого диска. Магнит, можно мыслить себе либо как множество заполняющих объём маленьких замкнутых контуров, либо как один токовый контур, охватывающий боковую поверхность магнита

На горизонтальный токовводящий провод, согласно Вашим расчётам, будет действовать сила, не зависящая каким методом её рассчитывать по формуле Ампера или по формуле Ампера-Грассмана (с Вашего позволения я в дальнейшем буду называть её так, привычка, всю жизнь называл формулой её Ампера). Эта сила создаёт крутящий момент, который компенсируется крутящим моментом, действующим на магнит, который Вы нашли по формуле Ампера. Однако на практике этот момент считают по формуле Ампера-Грассмана. Он получается как результат действия силы Лоренца на токи, текущие по магниту.

Можно только повторить слова Максвелла из вышеприведённого Вами фрагмента:
Максвелл писал(а):? ясно, что поскольку и формула Ампера и формула Грассмана для замкнутых контуров приводят к одинаковым результатам и поскольку на опыте мы имеем дело только с замкнутыми контурами, никакие экспериментальные данные не могут создать преимуществ ни одной из этих теорий перед другой.
А теперь мы вплотную подошли к вопросу всех вопросов, что сделать, чтобы формула Ампера давала такой же результат как формула Ампера-Грассмана во всех случаях, (включая взаимодействие двух элементов тока)?

Как Вы думаете, можно ли это сделать вообще?
ДОПОЛНЕНИЕ
Нашел замечательный полутора минутный ролик. Демонстрация работы униполярного двигателя, почти что один к одному соответствующего второму рисунку!

http://www.youtube.com/watch?v=xgqb6PZJcWI

ФёДор

Skeptik
Сообщения: 517
Зарегистрирован: Сб сен 25, 2010 19:55

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#58   Skeptik » Сб июл 02, 2011 13:53

Я даже не знаю где Вы достаньте кусок провода с током. Я у себя могу поискать в барахле, но не помню ТАКОГО.

Борисыч, я понимаю вашу иронию...мол, где этот дурачек найдет "элемент тока"...спешу вас "обрадовать", уже нашел...для этого пришлось взять два замкнутых контура и расположить их так, что одни части компенсировали друг друга, а другие складывались...именно этот, "сложенный участок" и даст нам токовый элемент ограниченных размеров...

Skeptik
Сообщения: 517
Зарегистрирован: Сб сен 25, 2010 19:55

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#59   Skeptik » Сб июл 02, 2011 14:11

думается, что это не имеет отношения к униполярному двигателю...там все понятно - сила Лоренца действует на радиальный ток находящийся в магнитном поле, ничего необычного...здесь же проверяется формула Ампера, которая несовместима с формулой Грассмана, а также и силой Лоренца, которая по сути входит в формулу Грассмана...

Аватара пользователя
FyoDor
Сообщения: 220
Зарегистрирован: Чт окт 07, 2010 8:49

Re: Ампер, или как похоронить...истину

Номер сообщения:#60   FyoDor » Вс июл 03, 2011 11:46

Skeptik писал(а):...здесь же проверяется формула Ампера, которая несовместима с формулой Грассмана, а также и силой Лоренца, которая по сути входит в формулу Грассмана...
Проверьте Вашу формулу на известной задаче Фейнмана, в которой две заряженные частицы движутся перпендикулярно друг другу:
\uparrow\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\to
Ваша формула Ампера для каждой частицы даёт н0ль. А Фейнман (вслед за Пейджем и Адамсом) утверждают, что на одну из частиц (которая на рисунке движется горизонтально) действует сила Лоренца. Где тут правда, а где враньё? Ё моё :).

ФёДор

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»