Комментарии 47
Зачем на хабре школьный курс физики?
Ну это же дополнительная аудитория… на статьи хабра натыктся чаще из поисковика… так они могут захватить школьников 9-11 класса… правда зачем это им нужно я не особо знаю...
Интересно было бы узнать что является переносчиком магнитного поля и механизм его действия на фундаментальном уровне.
А то от чего оно возникает и как действует на железку — понятно. А что оно такое и из чего состоит — непонятно.
Все взаимодействия частиц и их превращения в другие частицы в квантовой теории поля принято рассматривать как процессы, обязательно сопровождающиеся рождением и поглощением виртуальных частиц свободными реальными частицами
Известно, что движение заряженных частиц может вызывать вполне реальные фотоны. Следующий этап — предполагаем, что ЭМ взаимодействие тоже описывается фотонами, которые в обычных случаях описываются как виртуальные. Дальше теория расширяется на другие бозоны со спином 1 и объединяет ЭМ взаимодействие со слабым «ядерным».
Осталось затащить в обсуждение специалиста по КТП, который ответит на вопрос «Что такое виртуальная частица?».
Одна надежда на ониждетей
PS. кстати о птичках. Почему здесь упоминается 9-11 класс? Разве не 7-й? Я проспал? Или ЕГЭ?
Короче норм статья, полезная ссылка на книжку.
{E,H} = {E0,H0}exp{i(omega*t-(k,r))}
может существовать в среде с нулевыми 3 перечисленными мною выше величинами.
С другой точки зрения (микроскопической), переменный ток — это специфический случай переменного дипольного эл. момента, а вихревой ток по форме магн. поля похож на магнитный момент. Случай «градиент плотности заряда» в свою очередь является микроскопической характеристикой любого тела с квадрупольным эл. моментом.
Наиболее полное классическое (значит без упоминаний о том, что металл проводит ток хорошо только при неспаренных элеткронах) представление о проводимости в металле можно представить из таких утверждений:
1. Эл. поле источника напряжения влияет на элетрон — со скоростью света, он начинает движение.
2. Движение электрона изменяет созданное им электрическое поле, а также — создает магнитное поле. Более точно это можно рассмотреть с точки зрения СТО.
3. Эл. и магн. поле влияет на соседние атомы. Но, одна из форм влияния эл. поля на вещество с ненулевой проводимостью — потери с мощность sigma*E. Тут же идет скин-эффект в простейшем случае, «нормальный».
4. Ну и в конце учитываем, что создаваемое в металле конечное электрическое поле E разгоняет электрон только до тех пор, пока он не столкнется с каким-то атомом или электроном. Описываем время между столкновениями как tau и полученную за это время кин. энергию как eE*tau.
Это все можно записать через уравнения Максвелла. Но тот же скин-эффект Вы наверное замахаетесь считать методами типа FDTD. И это ещё без учета дисперсии, которая есть, если мы не берем за основу epsilon = inf, sigma = inf.
dp/dt = eE — это точное уравнение.
Условно электрон стартует с p(v) = 0 (надо бы учесть СТО, но на практике такие поля сложно создать, чтобы достигнуть хотя бы актуальности поправки к гамильтониану типа «тонкая структура»).
Летит в каком-то направлении, пока не столкнется с атомом или другим электроном. Сразу следствие: в сильных полях и при частотах меньше 800 ПГц для меди может быть актуальным. При 829 ТГц скажем в меди будет более актуальным, особенно — если сила поля легко вытягивает 4s-электрон на расстояние 100 ковалентных радиусов от ядра.
но собственно ток явление связанное с электрическим полем
Электрический ток, это движение электрических зарядов. У вас есть другое определение?
Мне иногда кажется, что проще было бы начинать сразу с уравнений Максвелла — но они понятны с точки зрения эфира, а он предан анафеме :))
Вы в курсе, что уравнения Максвелла инвариантны именно относительно преобразований Лоренца, и что именно электродинамика теорию эфира и убила?
А если заряженный шарик вращать вокруг его оси, то у него появится магнитное поле, как у Земли, направленное вдоль оси вращения.
Вы уверены? Все же вращать шарик нужно вокруг любой другой оси, которая не является осью симметрии распределния эл. заряда, ЕМНИП.
Хотя, если Вы начнете вращать с переменной угловой скоростью, то точно получите ЭМ волны.
Ага, я все же ошибся. Если я утверждаю про вихревой ток, значит вращение ширика/тора/цилиндра даже вокруг оси симметрии должно давать ЭМ волну. Ну и тем более — с релятивистской скоростью на периферии, когда понятие «квадрупольный эл. момент» возникнет у идеальной сферы. Или не возникнет, кто тут шарит в СТО?
jphy(r,phy,z) = j0(r,z)
E = E0*cos(omega*t+alpha)
H = H0*cos(omega*t+alpha)
требует строго нулевого значения в правой части такого уравнения:
laplas(H) — d2H/dt2 = — rot(j)
Значит, если у нас одновременно присутствует только одно из свойств магнитного поля — не быть решением ур. Лапласа или не иметь нулевой производной по времени, то у нас обязан быть вихревой ток.
Значит наш шарик (при постоянной скорости вращения) должен создавать магнитное поле, которое будет решением уравнения
laplas(H) = — rot(j)
Статья не содержит почти ничего выходящего за рамки школьного курса физики. Никаких интерсностей, необычностей, неожиданностей, и т.п… А в школе все учились. Причем в педагогическом плане статья тоже так себе — используемые аналогии вовсе неочевидны, да и вообще — аналогии это плохо.
«Представьте себе, что вокруг нас находится тонкая и прочная эластичная паутина». Закрыл глаза и представил. Открыл — нет никакой эластичной паутины. Почему силовые линии — которые сами есть э… иллюстрирующее понятие могут деформироваться?
«Такая модель наглядно демонстрирует то, почему...» В таком виде это не модель в современном понимании. Это «модель» где-то на уровне теплорода и флогистона.
«Движущийся заряд (или множество зарядов – в случае электрического тока в проводнике) создает вокруг себя «тоннель» из магнитного поля.» Относительно чего движется заряд? А если я движусь вместе с зарядом? Непонятно.
Это не вопросы — это именно замечания (
У электрона было обнаружено магнитное поле,… Это магнитное поле назвали спином
Это вообще не так и вводит юных и наивных читателей Хабра в заблуждение.
ru.wikipedia.org/wiki/Спин
А если бы это было так — и отцы-первооткрыватели на заре человечества действительно сказали — давайте магнитное поле электрона называть спином — то это бы заслуживало отдельной статьи — скажем э… типа «Развитие представлений о спине в 20-м веке».
Впрочем почти у любых статей на Хабре есть комментарии, которые как известно, часто интереснее самой статьи, и здесь разумные комментарии уже появились. Но Хабр все же не форум. А то можно было бы заводить тему: "Обсуждаем магнитное поле здесь" — и понеслось! И найдутся явные тролли и напишут: "Магнитное поле создается магнитным зарядом и я не понимаю как можно считать по другому" — и понеслось еще на 100500 страниц.
Я бы рекомендовал убрать статью в текущем виде, и заняться её существенной доработкой, хотя возможно это нереализуемо по, так сказать, системным причинам — в первую очередь отсутствию у автора какой-либо не общеизвестной информации.
Относительно чего движется заряд? А если я движусь вместе с зарядом?
Тогда Вам нужно записать все 4 уравнения Максвелла в лоренц-инвариантной форме. Если Вы не движетесь, то на Вас от заряда будет действовать только поле E, вместо записи:
E' = gamma*(E + [v/c,B])
Если что, я использовал систему СГС.
Но считается, что электрический ток направлен слева направо.
Вот ещё… без комплементарной к данному утверждению картинки, фраза — ниачём.
Протон — тяжелая частица с эл. зарядом +1.
Электрон — легкая элементарная частица с эл. зарядом -1.
Ядро состоит из протонов и нейтронов.
Я конечно дурачок, но когда мы алюминий и медь в электролит помещаем - там атомы начинают двигаться от плюса к минусу (ионы) пытаясь соединиться с кислородом и водородом от электролита, в итоге получается одно вещество куда электроны хотят и другой, откуда бегут. Когда в одном месте избыток электронов в другом недостаток реакция останавливается т.к. электроны отталкивают другие. Подключив провод мы эти электроны отправляем в обход и снова создаем избыток там, где был недостаток, они туда с радостью несутся, что снова реакцию запускает. Вот оно батарейка и получается.
А в переменном мы не атомы двигаем, а электроны. В обратную сторону. Т.к. двигаем не разлагая элемент химически, раздавливая и уничтожая атомы к чертям, а направляя внутри него рандомно бегающие электроны к полюсам (которые получились из-за вращения) - так и атомы не разваливаются, и ток на месте. Магнитное поле заставляет электроны скопиться на одной стороне при изменении, потом направление меняем, и они в другую сторону побежали. Вот пока бегут - что-то делают. Стали и скопились - всё.
Как говорится есть нюанс. Не развалишь вещество или не приложишь пендаль - энергию не достанешь.
Отдельным минусителям - чтоб ставить минус - поправь. Не поправил - нехрен высказывать недовольство.
Минусы на хабре это чертова валюта (статью потом не напишешь нигде) - как и в пикабушине, и воспитывающая контенгент цитировать то, что все привыкли слышать.
То ли дело получить минус за оскорбление или нарушение, но получить его за непонимание по чьему-то мнению - это куда более продажно и политично, чем в науке положено быть. И это официальная позиция этой продажной фирмы. А потом Хабр заполнен статьями о политиках, потому что там больше всего народного одобрения и плюсиков - берешь хайп, высыпаешь, собираешь грибы, ай молодец развиваешься!
И очень показательно, что единственный тот кто это прочел тут же опять всадил минус. Чтобы показать, что не будь экрана он бы мне в лицо ссал. Росиюшка мать её, дави, трави, выживай, побеждай. Наука? Не, не слышали. Реформа удалась.
Как ваш комментарий вообще относится к тому комментарию, на который вы ответили?
"Химически" мы разве что водой разлагаем на катионы и анионы. Потом значит металлы (и группа NH4) движется к одному электроду, а кислотные группы - к другому.
А электроны при этом текут по цепи, то есть группа типа "NO3-" отдает свой электрон в цепь.
Я что-то пропустил в курсе физики и не понимаю, почему приложив магнитное поле к куску металла и подключив к нему с двух сторон вольтметр мы не наблюдаем постоянное напряжение (точнее не наблюдаем постоянное движение зарядов), а только когда магнитное поле изменяется. Можно тут какую-то аналогию понятную подобрать?
То есть при вращении проводника в МП получаем переменное напряжение, которое потом заряды и носит, а почему если магнит прислонить к проводу, понимая, что в нем четко есть южный полюс, куда будут стремится электроны - этот ток электронов не постоянный, или они что, мгновенно все перебегают к этому полюсу и получается что провод "намагнитился", и они снова стоят и ждут пока их в другую сторону погонят?
А с чего вообще электронам "бежать" в сторону магнитного полюса?
Вспомните силу Лоренца — она перпендикулярна вектору индукции магнитного поля, т.е. под её воздействием электроны стремятся летать "вокруг" линий магнитного поля, но не вдоль.
Если приложить ещё в перпендикулярном направлении другое напряжение, можем получить эффект Холла.
Электроны не будут бежать к магнитному полюсу. Электроны бегут под действием электрического поля (если мы перейдем к СТО, то у нас не останется магнитного поля как отдельного, действующего на "движущийся заряд").
А вот для создания электрического поля в виде циркуляции (как вариант - вдоль куска дуги провода) нам нужно изменение потока магнитного поля через этот "кусок дуги" со временем.
Представление о магнитном поле