Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.300.
Т.е. согласно электродинамике, при движении точечного заряда вместе с ним перемещается поток электрического смещения (электрический поток). При этом, исходя из принципа суперпозиции полей, электрический поток перемещается вместе с зарядом независимо от того, движется заряд самостоятельно или по проводнику в окружении других зарядов. При движении заряда возникают эффекты, связанные с запаздыванием распространения электрического смещения поля, т.е. в пространстве возникают распространяющиеся смещения поля, которые обладают энергией, для их описания вводится индукция магнитного поля.
Иногда ошибочно считается, что электрическое поле (поток) - это также релятивистский эффект D = e0[vB] (E = [vB]), где B - плотность магнитного потока (магнитная индукция), v - скорость движения магнитного потока, D - плотность электрического потока (электрическая индукция), e0 - электрическая постоянная.
« E = [vB] »
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.224.
Если в формуле преобразования полей заменить напряженность на индукцию (в вакууме D = e0E), то получим D = e0[vB]. При этом возникающая электрическая индукция всегда поперечна движению. Для наглядности сформулирую правило возникновения электрической индукции (вихревого электрического поля) для прямолинейного движения: если ладонь правой руки расположить так, чтобы четыре пальца указывали направление движения магнитного потока, а вектор B входил в ладонь, тогда отставленный большой палец укажет направление вектора D. Данное правило применимо только для прямолинейного движения, в других случаях оно не всегда действует (например, правило для силы Лоренца действует всегда, т.е. как для прямолинейного, так и для кругового движения заряда).
«Скажем, уже вопрос о силе, действующей на заряд со стороны движущегося магнитного поля, не имеет сколько-нибудь точного содержания.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.226.
Экспериментально установлено, что возникновение вихревого электрического поля не связано с движением магнитного поля, таким образом, его нельзя рассматривать как релятивистский эффект. Согласно электродинамике, для возникновения вихревого электрического поля (потока) необходимо изменение магнитного поля (потока) U = dФm/dt, а не движение магнита. Т.е., если при движении магнита изменяется магнитное поле, то, соответственно, возникает вихревое электрическое поле. Если же движение не приводит к изменению магнитного поля, то, соответственно, и не возникает вихревое электрическое.
«... по закону электромагнитной индукции переменное магнитное поле всегда порождает вихревое электрическое ...»
Энциклопедия элементарной физики. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
Таким образом, электрическая напряженность поля в виде вихревого электрического потока возникает не от движения магнита, а от изменения в пространстве магнитного потока, например, вокруг переменного электромагнита. Без изменения в пространстве магнитного потока вихревое электрическое поле не возникает, даже если магнит движется. Например, при вращательном движении цилиндрического магнита с осью вращения, проходящей через полюса, вихревое электрическое поле не возникает, так как плотность магнитных потоков (полей) в пространстве не изменяется. Если же вращать электрически заряженный цилиндр, то круговое движение электрических потоков создает магнитное поле B = m0[vD], хотя плотность электрических потоков (полей) в пространстве не изменяется. Магнитное поле возникает при любом движении заряженных тел, как при прямолинейном, так и при круговом, поэтому его можно рассматривать как релятивистский эффект. Надо заметить, что нельзя изменить электрическое поле без движения электрических потоков, поэтому также можно сказать, что магнитное поле возникает и при изменении плотности электрических потоков, так как при этом всегда происходит их движение. Магнитные потоки возникают от движения электрических потоков, а вихревые электрические потоки - от изменения магнитных потоков, т.е., пользуясь формулами преобразования полей, надо это учитывать. Например, при вращательном движении цилиндрического магнита с осью вращения, проходящей через полюса, магнитная сила на покоящийся заряд не действует. Если же, наоборот, заряд будет двигаться вокруг покоящегося магнита, то на заряд будет действовать магнитная сила Лоренца, т.е. движение в электродинамике не является относительным. Рассмотрим этот пример более наглядно. Возьмем два цилиндра, один из которых имеет электрический заряд, а другой представляет собой постоянный магнит. Посадим их на одну ось, проходящую через центр цилиндров, как изображено на рисунке. Если вращать только магнит, то между цилиндрами магнитная сила возникать не будет. Если же, наоборот, вращать только заряженный цилиндр, то между цилиндрами будет возникать магнитная сила, так как заряженный цилиндр будет своим вращением создавать круговой электрический ток и, соответственно, магнитное поле. Если же два цилиндра вращать одновременно (синхронно и в одном направлении), то в зависимости от направления вращения цилиндры будут либо притягиваться, либо отталкиваться, т.е. в электродинамике нет симметрии между правым и левым вращением относительно полевого пространства.
.-------. .-------.
| + + + | | |
===| + + + |===| S N |===
| + + + | | |
`-------' `-------'
Надо заметить, что при одновременном вращении двух цилиндров (синхронно и в одном направлении) относительное движение отсутствует, т.е., если считать магнит наблюдателем, то относительно него электрические заряды не движутся, но заряженный цилиндр все равно создает магнитную силу, которая действует на магнит. При этом, если магнит остановить или даже вращать в обратную сторону, все равно магнитная сила практически не изменится. Таким образом, в формуле B = m0[vD] скорость v - это скорость движения относительно полевого пространства, а не относительно наблюдателя. Данный пример является доказательством того, что движение в электродинамике не является относительным, т.е. принцип относительности не распространяется на электродинамику полей.
«Электромагнитная индукция - возникновение электрического поля, электрического тока или электрической поляризации при изменении во времени магнитного поля или при движении материальных сред в магнитном поле.»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ.
«... изменяющееся со временем магнитное поле порождает электрическое поле.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.246.
Но утверждение, что движущийся магнит всегда порождает электрическое поле, является неверным. С другой стороны, движущийся электрический заряд всегда порождает магнитное поле, даже если плотность потока электрического поля не изменяется. Без изменения магнитного потока электрическое поле (вихревой электрический поток) не возникает, даже если магнит движется. Поэтому электрическое поле (поток) нельзя рассматривать как релятивистский эффект, возникающий при движении магнита. Таким образом, формулу D = e0[vB] можно применять только для прямолинейного движения, так как в этом случае всегда происходит изменение в пространстве магнитного поля.
Электродинамические формулы преобразования полей (в вакууме) D = e0[vB] и B = m0[vD] вытекают из электродинамики. Электрическая индукция действует на заряд с силой Fэ = qD/e0. Магнитная индукция прямолинейно движущегося магнита, образуя вихревое электрическое поле, действует на заряд с силой Fм = qvB, отсюда, qD/e0 = qvB и D = e0[vB]. Плотность движущегося электрического потока вокруг прямого бесконечного провода с током D = P/2pr = q/2prL, где P - плотность движущихся зарядов в проводе (P = q/L), соответственно, электрический ток равен I = 2prvD (I = Pv = qv/L, q = 2prDL). Магнитная индукция вокруг провода с током равна B = m0I/2pr, подставив I = 2prvD, получим B = m0[vD]. Надо заметить, что распространение на эти формулы преобразований Лоренца B = m0[vD]/(1 - v2/c2)1/2 противоречит электродинамике и не подтверждается экспериментально, так как магнитное поле зависит от величины электрического тока, при этом совершенно не зависит от скорости движения заряженных частиц, образующих этот ток, т.е. магнитная индукция всегда равна B = m0[vD], даже если электрический поток движется со скоростью света, например, в электромагнитных волнах. Согласно же преобразованиям Лоренца, получается, что свет не может двигаться со скоростью света, так как магнитная индукция становится бесконечно большой. Неизвестно ни одного случая, чтобы на практике пользовались преобразованиями Лоренца при расчете электромагнитных процессов, так как это всегда приводит к противоречиям с экспериментальными фактами, например, в электромагнитной волне: B = m0[vD], D = e0[vB], H = [vD] и E = [vB].
«В электромагнитной волне ... между мгновенными значениями E и B в любой точке существует определенная связь, а именно E = vB, ...»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.294.