О магнитном поле точечного заряда (перенесено из Жизни)

[zVlad]

Если "это таки электрический ток" то кроме уравнений Максвелла он должен создавать магнитное поле, которое будет отклонять стрелку магнитного компаса так что стрелка встанет перпендикулярно траектории движения (механического перемещения в данном случае) заряда.

Вы может привести данные такого эксперимента? Только не торопитесь ссылаться на опыт Эрстеда - там был проводник подключенный к источнику эдс, а не заряженное тело.

Влад, это очень правильный вопрос! Да, такие эксперименты были проведены аж в 1904 году. После НГ как будет время я приведу вам подробное описание. А пока погуглите про "конвекционный ток", узнаете много интересного.

Про конвекционнуй ток мне известно. Но то о чем мы говорим - одиночое мароскопическое зарязенное тело движущееся под действием механиххеских сил не имеет к этому отношения, как ни имеет отношение к вращающемуся заряженному шару.
Выы пытаетесь выскользнуть из спора, а инициатор спора - Slovandik - просто стоит в стороне и молчит как партизан. А ведь это он первый написал и заряженном теле в движущемся автомобиле.
Странные вы ребята.

Хорошо я попытаюсь обяснить как я понимаю это чтобы получился мой вывод - а именноо вокруг одиночного заряда не важно покоящегося или перемещаемого механически нет ничего кроме электостатического поля - и общая теория элекромагнитного поля не противоречила ему.

Вектор магнитного поля движущегося заряда перпендикулярен вектору электрического. Верно? постройте исходя из этого махнитное поле порождаемое электическим полем одиночного заряда. Не правда ли что даже если магнитное поле возникнет то оно само себя взаимно компенсирует во всех точках пространства вокруг заряда? Поправьте меня если я не прав.

[Slavandik]

Про конвекционнуй ток мне известно. Но то о чем мы говорим - одиночое мароскопическое зарязенное тело движущееся под действием механиххеских сил не имеет к этому отношения, как ни имеет отношение к вращающемуся заряженному шару.
Выы пытаетесь выскользнуть из спора, а инициатор спора - Slovandik - просто стоит в стороне и молчит как партизан. А ведь это он первый написал и заряженном теле в движущемся автомобиле.
Странные вы ребята.

Тут даже непонятно о чем спор. Вы пытаетесь оспаривать азбучные вещи из учебника физики.

Если вам не нравится мой пример, то посмотрите на другой более жизненный.

Рассмотрим магнит и проводник. Если мы начнем двигать магнитом, около проводника, то в проводнике возникнет ток, потому изменяющееся магнитное поле порождает электрическое, скажете вы. И будете правы.
Но если мы начнем двигать проводник около магнита, в нем также возникнет ток, однако никакого электрического поля вокруг неподвижного магнита нет.

Оба эффекта легко проверить экспериментально.

[Flash-04]

Никакого выскальзывания нет. Как я сказал, подробно напишу позже. Сейчас нет возможности писать "простыни" с телефона.

[perasperaadastra]

Вектор магнитного поля движущегося заряда перпендикулярен вектору электрического. Верно? постройте исходя из этого махнитное поле порождаемое электическим полем одиночного заряда. Не правда ли что даже если магнитное поле возникнет то оно само себя взаимно компенсирует во всех точках пространства вокруг заряда? Поправьте меня если я не прав.

Screen Shot 2013-12-27 at 11.36.13 AM.png

взято из
http://www.physics.rutgers.edu/ugrad/22 ... Savart.pdf
zVlad, я вероятно неверно вас понял, т.к. на диаграмме не видно никакой компенсации маг поля.

[zVlad]

Вектор магнитного поля движущегося заряда перпендикулярен вектору электрического. Верно? постройте исходя из этого махнитное поле порождаемое электическим полем одиночного заряда. Не правда ли что даже если магнитное поле возникнет то оно само себя взаимно компенсирует во всех точках пространства вокруг заряда? Поправьте меня если я не прав.

Screen Shot 2013-12-27 at 11.36.13 AM.png

взято из
http://www.physics.rutgers.edu/ugrad/22 ... Savart.pdf
zVlad, я вероятно неверно вас понял, т.к. на диаграмме не видно никакой компенсации маг поля.

Я не знаю о чем Ваш рисунк, что он иллюстрирует, поэтому ничего сказать не могу.

[perasperaadastra]

Я не знаю о чем Ваш рисунк, что он иллюстрирует, поэтому ничего сказать не могу.

Прошу прощения - забыл про пояснения.
На диаграмме показан движущийся заряд (с вектором скорости v). Для точек с различными радиус-векторами показаны векторы магнитной индукции. Это иллюстрация той системы, о которой вы говорили. Имеется магнитное поле (точно так же как и вокруг проводника с током под действием ЭДС) - я не вижу как оно компенсируется.

[zVlad]

Я не знаю о чем Ваш рисунк, что он иллюстрирует, поэтому ничего сказать не могу.

Прошу прощения - забыл про пояснения.
На диаграмме показан движущийся заряд (с вектором скорости v). Для точек с различными радиус-векторами показаны векторы магнитной индукции. Это иллюстрация той системы, о которой вы говорили. Имеется магнитное поле (точно так же как и вокруг проводника с током под действием ЭДС) - я не вижу как оно компенсируется.

Ссылку на первоисточник не дадите?

[perasperaadastra]

Я диаграмму взял из:
http://www.physics.rutgers.edu/ugrad/22 ... Savart.pdf
Но изначально, похоже она взята из какого-то учебника судя по вот этой ссылке (внизу):
http://www.physics.sjsu.edu/becker/phys ... _field.htm

А вот есть еще интересная диаграмма:
http://maxwell.ucdavis.edu/~electro/mag ... /ans2.html
Единственная проблема - они в знаминатиле брали r^2 вместо куба

[zVlad]

Я диаграмму взял из:
http://www.physics.rutgers.edu/ugrad/22 ... Savart.pdf

А вот есть еще интересная диаграмма:
http://maxwell.ucdavis.edu/~electro/mag ... /ans2.html
Единственная проблема - они в знаминатиле брали r^2 вместо куба

Я наконец нашел ссылку по теме на русском языке:

http://fizportal.ru/physics-book-54

Не нравятся мне оба обяснения, хоть убей. Не нравится мне то что если двигаться параллельно траектории заряда на некотором удалении от него то зафиксировать магнитное поле не удастся - изменения электрического поля в нашей точке не будет. В тоже время находящиеся в точках которые мы будем пролетать неподвижные наблюдатели будут магнитное поле регистрировать. Так не может быть.

Не понимаю также я почему магнитная индукция на линии движения заряда равна нулю (в первой диаграмме). Согласен направление электрического поля на этой линии не меняется но величина то ведь меняется и что осбо интересно в месте нахождения заряда (мгновенноe положение заряда) направление электрического поля меняется на противоположное, a напряженность в этой точке максимальная. Разве это не должно вызывать появления магнитного поля? Почему об этом не говорится ничего?

P.S. Как известно изменение магнитного поля созданного электрическим током в проводнике вызывает элетрический ток противоположного направления. Поэтому ток от источника постоянного напряжения в катушке с сердечником не устанавливается сразу, в зависимости от индуктивности катушки это берет разное время. Где в случает с зарядом этот противодействующий ток?

[perasperaadastra]

Не понимаю также я почему магнитная индукция на линии движения заряда равна нулю (в первой диаграмме). Согласен направление электрического поля на этой линии не меняется но величина то ведь меняется и что осбо интересно в месте нахождения заряда (мгновенноe положение заряда) направление электрического поля меняется на противоположное, a напряженность в этой точке максимальная. Разве это не должно вызывать появления магнитного поля? Почему об этом не говорится ничего?

Хороший вопрос. Мне на ум приходит только то, что по-другому не может быть, иначе заряд взаимодействовал бы с собственным магнитным полем. Но это исключительно с математической точки зрения. Подозреваю, что вопрос имеет практический ответ только в рамках квантовой электродинамики - может Flash прокомментирует?

[perasperaadastra]

Не нравятся мне оба обяснения, хоть убей. Не нравится мне то что если двигаться параллельно траектории заряда на некотором удалении от него то зафиксировать магнитное поле не удастся - изменения электрического поля в нашей точке не будет. В тоже время находящиеся в точках которые мы будем пролетать неподвижные наблюдатели будут магнитное поле регистрировать

Релятивистский эффект в действии. На википедии хорошо объясняется связь между электрическим и магнитным полем в ситуации с током. Когда имеется только один заряд должно быть что-то аналогичное.
http://en.wikipedia.org/wiki/Relativist ... omagnetism

[zVlad]

Не нравятся мне оба обяснения, хоть убей. Не нравится мне то что если двигаться параллельно траектории заряда на некотором удалении от него то зафиксировать магнитное поле не удастся - изменения электрического поля в нашей точке не будет. В тоже время находящиеся в точках которые мы будем пролетать неподвижные наблюдатели будут магнитное поле регистрировать

Релятивистский эффект в действии. На википедии хорошо объясняется связь между электрическим и магнитным полем в ситуации с током. Когда имеется только один заряд должно быть что-то аналогичное.
...

Связь полей в ситуации с током не вызывает никаких вопросов, прекрасно иллюстрируется опытами и измерениями. Причем не вазно двигается ли проводник или покоится магнитное поле вокриг неко регистрируется, тоже если двигаться относительно проводника. В случае же с зарядом все выводы, если я правильно понимаю, делаются исключительно на предположениях и математических формулах, причем эти формулы дают для не релятивистских скоростей исчезающе малые значении и нет опытов которые бы регистрировали эти значения (разве что в ускорителе как то ухитряются что-то померить).

То что Вы приводили и то что я нашел похоже так и предполагают что "Когда имеется только один заряд должно быть что-то аналогичное.". По-моему чтобы так и было нужно какое-нибудь обоснование. Кроме чисто бытового я ничего не видел пока. Видел правда вот такое:

магнитные силы, по существу, отражают специфические электрические взаимодействия движущихся электрических зарядов и являются удобной формой описания такого взаимодействия ; возможно в будущем , по мере
дальнейшего проникновения в сущность электричества , появится вместо косвенного способа описания электрических взаимодействий ( через магнитные силы ) иной прямой способ описания таких взаимодействий .

Это вот отсюда http://www.news.elteh.ru/books1.pdf со страницы 18, а на 19-ой тоже есть интересные замечания относительно взаимодействия двух одинаковых зарядов в движении и без. Кстати в реальном мире все движется, покоя нет. Если мы узучаем заряд в лаборатории не столе то это лишь значит что мы выбрали некую систему координат (виртуальную) в которй заряды не движутся, но эта система координат на самом деле движется (вместе с Землей, солнечной системой и т.д.). Это все знают.

Так вот я не верю в явления реального материального мира существование которых зависит от выбора системы координат. В реальном мире от выбора системы координат ничто не зависит. Я могу быть не прав, докажите мне что я не прав, но не на математических формулах пожалуйста, которые проверить экспериметом не представлыется возможным.

На мой взгляд между движущимся зарядом и током зарядов в проводнике есть принципиальная разница. Именно эта разница и пораждает в случае с током магнитные силы, а в случае с зарядом нет. В случае с зарядом мы имеет просто движение электростатичского поля относительно наблюдателя, само это поле остается неизменным, просто меняется его пространственное положение. В проводнике с током электическое поле совсем другое, оно создается не электронами или инонами а источником. Причем сам источник становится таковым лишь когда замыкается цепь. Можно сколько угодно вращать ротор генератора тока не будет пока не замкнется внешняя цепь.

[perasperaadastra]

Связь полей в ситуации с током не вызывает никаких вопросов, прекрасно иллюстрируется опытами и измерениями. 2. Причем не вазно двигается ли проводник или покоится магнитное поле вокриг неко регистрируется, тоже если двигаться относительно проводника....
2. То что Вы приводили и то что я нашел похоже так и предполагают что "Когда имеется только один заряд должно быть что-то аналогичное.". По-моему чтобы так и было нужно какое-нибудь обоснование. Кроме чисто бытового я ничего не видел пока. Видел правда вот такое:

По п. 1:
Ни в коем случае! Если двигаться параллельно со скоростью движения зарядов в проводнике (или если проводник движется относительно наблюдателя со скоростью движения зарядов внутри проводника), магнитного поля не будет. Будет электрическое поле, но иной напряженностью, чем в слечае "неподвижной" ИСО.
Вот здесь была попытка объяснить ситуацию (но мне не нравится их математика):
http://en.wikipedia.org/wiki/Relativist ... tic_forces

По п. 2:
Я согласен. Flash обещал эксперимент - мне тоже будет интересно посмотреть, т.к. судя по учебникам физики, практически вся классическая электродинамика была построена вокруг опытов с проводниками. Косвенно, тот факт, что одиночный движущийся заряд создает магнитное поле, подтверждается тем, что уравнения электродинамики работают абсолютно во всех экспериментально проверенных ситуациях, но, от любви к науке, хотелось бы прямого подвтерждения! Я не любитель экспериментальной части, поэтому попробую посчитать релятивистский эффект в случае одного заряда - надеюсь, моя математика еще не заржавела.

[zVlad]

...
По п. 1:
Ни в коем случае! Если двигаться параллельно со скоростью движения зарядов в проводнике (или если проводник движется относительно наблюдателя со скоростью движения зарядов внутри проводника), магнитного поля не будет. Будет электрическое поле, но иной напряженностью, чем в слечае "неподвижной" ИСО.
Вот здесь была попытка объяснить ситуацию (но мне не нравится их математика):
http://en.wikipedia.org/wiki/Relativist ... tic_forces
.....

Что значит "скорость движения зарядов в проводнике"? Насколько я помню они там движутся с разной скоростью, соудараясь с узлами кристалической решетки и рассеивая энергию в тепло. У каждого будет своя скорость и можно говорить лишь о средней скорости движения зарядов.
Представьте бесконечный проводник с током и начните его двигать вдоль самого себя - что-может измениться? Ничего. Если двигать в перпендикулярном направлении то будет меняться сила магнитного поля.

[АццкоМото]

А меня штырит от «параллельно со скоростью». Вот у меня сейчас скорость 4 мм/сек. Кто мне параллелен?

[Flash-04]

В проводнике с током электическое поле совсем другое, оно создается не электронами или инонами а источником.

нет, это надо в цитатник

[zVlad]

В проводнике с током электическое поле совсем другое, оно создается не электронами или инонами а источником.

нет, это надо в цитатник

Ну вот опять какие то эмоции и прибаутки. А без этого нельзя?

[Flash-04]

Я согласен. Flash обещал эксперимент - мне тоже будет интересно посмотреть, т.к. судя по учебникам физики, практически вся классическая электродинамика была построена вокруг опытов с проводниками. Косвенно, тот факт, что одиночный движущийся заряд создает магнитное поле, подтверждается тем, что уравнения электродинамики работают абсолютно во всех экспериментально проверенных ситуациях, но, от любви к науке, хотелось бы прямого подвтерждения!

я вам предложу не ждать меня, а поискать описания экспериментов Эйхенвальда. Он продемонстрировал что движущиеся заряженные диэлектрики содают магнитное поле. В оправдание Влада замечу что учебники физики в разделе "Электричество" нечасто вдаются в подробности этого вопроса. Если нужна формула для одиночного заряда - чему равно создаваемое им магнитное поле, то можно открыть учебник Зисмана, том второй, глава 11, параграф 49 "Ток смещения. Взаимосвязь электрического и магнитного полей."
В первом же абзаце искомая формула. Хорошо видно что магнитное поле одиночного заряда зависит только от его скорости, и никакая "ЭДС" роли тут не играет.

p.s. "токи смещения" - сама по себе интересная тема. С точки зрения уравнений Максвелла это некий "фиктивный" ток, который вводится чтобы сбалансировать уравнения. Но "беда" в том что и теоретически и экспериментально доказывается что с точки зрения создаваемых электромагнитных полей "реальный" ток и ток смещения - полностью эквивалентны.

[Flash-04]

Ну вот опять какие то эмоции и прибаутки. А без этого нельзя?

Влад, ну ёлки-палки, ну какой "источник"? "Источник" состоит из тех же электронов и ионов, которые и создают то самое поле. Потому меня и развеселило ваше утверждение

[perasperaadastra]

>А меня штырит от «параллельно со скоростью». Вот у меня сейчас скорость 4 мм/сек. Кто мне параллелен?

Параллельно [направлению движения заряда] со скоростью. Но в принципе, можно сказать даже "параллельно скорости", т.к. скорость это вектор. 4 мм/сек это длина вектора. Задайте направление, тогда я скажу, кто вам параллелен

[АццкоМото]

>А меня штырит от «параллельно со скоростью». Вот у меня сейчас скорость 4 мм/сек. Кто мне параллелен?

Параллельно [направлению движения заряда] со скоростью. Но в принципе, можно сказать даже "параллельно скорости", т.к. скорость это вектор. 4 мм/сек это длина вектора. Задайте направление, тогда я скажу, кто вам параллелен

Параллельно бывает направлению, а не скорости. Что такое вектор я знаю и это - не скорость, что бы вы не фантазировали

[mrbiggfoot]

Что такое вектор я знаю и это - не скорость, что бы вы не фантазировали

никто не говорил, что вектор - это скорость. Вам совершенно правильно сказали, что скорость - это вектор. Параллельность вектору определена.
вы вместо того чтобы вчитываться и включать этот самый, который у вас там в черепе, опять спорите сами с собой. Причём хронически.

[Flash-04]

Параллельно бывает направлению, а не скорости. Что такое вектор я знаю и это - не скорость, что бы вы не фантазировали

вектор - не обязательно скорость, но скорость - это вектор, хотя часто для упрощения имеют ввиду только его значение. так что "параллельно скорости" - совершенно правильный термин.

Что такое вектор я знаю

Теперь я уже в этом сомневаюсь

[АццкоМото]

Скорость (speed) есть скалярная величина, являющаяся модулем вектора скорости (velocity)

Каждый, кто с этим не согласен, будет гореть в аду

[zVlad]

Я согласен. Flash обещал эксперимент - мне тоже будет интересно посмотреть, т.к. судя по учебникам физики, практически вся классическая электродинамика была построена вокруг опытов с проводниками. Косвенно, тот факт, что одиночный движущийся заряд создает магнитное поле, подтверждается тем, что уравнения электродинамики работают абсолютно во всех экспериментально проверенных ситуациях, но, от любви к науке, хотелось бы прямого подвтерждения!

я вам предложу не ждать меня, а поискать описания экспериментов Эйхенвальда. Он продемонстрировал что движущиеся заряженные диэлектрики содают магнитное поле. В оправдание Влада замечу что учебники физики в разделе "Электричество" нечасто вдаются в подробности этого вопроса. Если нужна формула для одиночного заряда - чему равно создаваемое им магнитное поле, то можно открыть учебник Зисмана, том второй, глава 11, параграф 49 "Ток смещения. Взаимосвязь электрического и магнитного полей."
В первом же абзаце искомая формула. Хорошо видно что магнитное поле одиночного заряда зависит только от его скорости, и никакая "ЭДС" роли тут не играет.

p.s. "токи смещения" - сама по себе интересная тема. С точки зрения уравнений Максвелла это некий "фиктивный" ток, который вводится чтобы сбалансировать уравнения. Но "беда" в том что и теоретически и экспериментально доказывается что с точки зрения создаваемых электромагнитных полей "реальный" ток и ток смещения - полностью эквивалентны.

Вот описание эксперимента:

Схема опыта такова: диэлектрич. диск (толщиной d) с диэлектрич. проницаемостью e вращается между двумя кольцевыми соосными диску обкладками конденсатора (шириной b);обкладки конденсатора, имеющие разрез, подключаются к батарее с напряжением 469-512_07-19.jpgи могут вращаться вокруг общей оси независимо от диэлектрич. диска. Опыты состояли в поочерёдном вращении обкладок конденсатора или диска, в сравнении магн. действия всех видов токов, входящих в выражение (2), и в эксперим. доказательстве их эквивалентности.

А вот результат:

в электродинамике движущихся сред - доказал точными количеств, измерениями (1903), что конвекц. ток свободных зарядов на движущемся проводнике (см. Роуланда опыт )и ток связанных зарядов, возникающий при движении наэлектризованного диэлектрика (см. Рентгена опыт), приводят к появлению магн. поля точно так же, как ток проводимости в покоящемся проводнике, т. е. поляризованный немагн. диэлектрик при движении становится намагниченным.

Ничего общего с тем о чем мы говорим.

Вы постоянно пытаетесь свести наш разговор к теме конвекционных токов, но это разные веши. У нас движется один заряд, а в случае конвекционных токов множество, можно даже сказать бесконечное множество. И разница здесь не только количественная, но и качественная есть - топология суммарного электрического поля множества зарядов будет совершенно иной чем одиночного заряда. Я согласен что форма электического поля конвекционного тока и форма поля в проводнике подключенном к источнику эдс одинаковы и явления связанные с этим полем тоже. Но, одиночный заряд - ?