Относительность магнитного поля.
Если заряженное тело неподвижно относительно наблюдателя, то для него существует только электрическое поле. Если заряженное тело движется относительно наблюдателя, то для него, помимо электрического поля, существует и магнитное поле. Эти выводы проверил качественно Роуланд на опыте и изучил Эйхенвальд в 1901 г. (см. рис. 6.19). Два параллельных металлических диска м могли вращаться вокруг осей и . Вблизи дисков на тонкой нити подвешена магнитная стрелка. Ось стрелки параллельна плоскости дисков. Стрелка скреплена с зеркалом , которое применяется для измерения угла поворота стрелки в магнитном поле. Стрелка помещена внутрь проводящего кожуха, который предохраняет стрелку от воздействия электрического поля и потоков воздуха при вращении дисков. Диски заряжались разноименно и приводились в быстрое вращение, вместе или поочередно, в одном или в противоположных направлениях. Вращение диска создает замкнутый электрический ток в лабораторной системе отсчета, а ток – магнитное поле. Опыты показали, что при вращении дисков магнитная стрелка действительно отклоняется, что указывает на появление магнитного поля.
|
|
Рис. 6.19. Схема опыта Эйхенвальда
Как было выяснено, движущийся заряд по своему магнитному действию равносилен элементу тока:
(6.46)
Для проверки формулы (6.46) диски останавливали, по ним пропускали ток от постороннего источника и измеряли силу тока, вызывавшего то же отклонение стрелки, что и при вращении дисков. Измерения показали справедливость формулы (6.46).
Любые движущиеся заряды, независимо от их природы, в том числе и поляризационные заряды, вызывают магнитное поле. Для проверки этого вывода между металлическими дисками помещался диэлектрик с проницаемостью . Если электрическое напряжение между дисками поддерживать постоянным, то заряд на дисках увеличиться в раз за счет поляризации диэлектрика. При вращении дисков относительно неподвижного диэлектрика магнитное поле увеличится также в раз, что и обнаруживалось в опытах. Если диэлектрик вращать вместе с дисками, то магнитное поле будет таким же, как и в отсутствие диэлектрика.