Магнитное поле и теория относительности.

[chislo_avogadro]

sergey zhukov в сообщении #1492362 писал(а):

Возьмем диск и поместим рядом с ним магнит. Начнем вращать магнит. При этом диск так же начнет вращаться. Разве это не показывает однозначно, что магнитное поле покоящегося и вращающегося магнита - это не одно и то же?

Не начнёт, realeugene здесь прав, причины тому нет.

Однако если говорить не о магнитном, а об электромагнитном поле, то оно в случае вращения магнита будет другим. Что, впрочем, тоже является одним из многообсуждаемых "парадоксов" униполярного генератора Фарадея.
Смягчу формулировку - должно быть другим.

[realeugene]

chislo_avogadro в сообщении #1492415 писал(а):

то оно в случае вращения магнита будет другим

Можете его описать, каким оно будет вне вращающегося осесимметричного магнита?

[chislo_avogadro]

realeugene в сообщении #1492417 писал(а):

Можете его описать, каким оно будет вне вращающегося осесимметричного магнита?

Попробую.
Если рассмотреть движение элементарного магнита, магнитного момента электрона к примеру, то согласно СТО он обладает помимо магнитного, ещё и электрическим дипольным моментом. Ну и собираем эти элементарные магниты с их электрическими дипольными моментами в единый вращающийся магнит.

Вопрос о вращении. Конечно, здесь есть отличие от поступательного инерциального движения, которое предполагает СТО. Но поскольку размеры элементарного магнита много меньше радиуса, на котором он движется, этим отличием можно пренебречь.

[realeugene]

chislo_avogadro в сообщении #1492420 писал(а):

то согласно СТО он обладает помимо магнитного, ещё и электрическим дипольным моментом.

Будем считать, что магнит - это проводник. Соответственно, все эффекты от диполей можно смело игнорировать, но вблизи поверхности магнита будет стационарное радиальное электрическое поле, которое всё равно ни на что не влияет.

[chislo_avogadro]

realeugene в сообщении #1492422 писал(а):

будет стационарное радиальное электрическое поле, которое всё равно ни на что не влияет.

Да, на генерацию ЭДС оно не влияет.

[densaface]

sergey zhukov в сообщении #1492362 писал(а):

realeugene

densaface
Это у вас примерно такой вопрос: есть рамка с током, провод рамки создает вокруг себя магнитное поле. Будет ли это поле влиять на ток в самой рамке? Разумеется будет. Рамку от этого поля начинает растягивать.

тут совсем другая история, о чем я и процитировал ранее

Alex345 в сообщении #788487 писал(а):

DimaM в сообщении #788486 писал(а):

Alex345 в сообщении #788485 писал(а):

а два параллельных тока (состоящих из тех же движущихся зарядов) - притягиваются

Это смотря какие токи. Если два электронных пучка, они притягиваться не будут.

В проводах - притягиваются, а в виде свободных пучков - нет (без релятивистских эффектов).
Это и был псевдопарадокс.

В проводе есть еще положительный остов, поэтому если мы ИСО привязываем к рамке, то получаем движущийся нескомпенсированный заряд электронов, если привязываем ИСО к движущимся электронам (а двигаются они очень медленно, чтобы говорить о релятивистских эффектах про замедление времени), то получаем такой же движущийся нескомпенсированный заряд остова решетки, только теперь уже положительный. Поэтому в растягивании рамки нет ничего удивительного.

Кстати, еще один сильный аргумент в пользу того, что магнитное поле собственного заряда не влияет на сам заряд. Представьте, в сверхпроводниковом кольце мы пропускаем ток. Этот ток создает магнитное поле рамки с током, которое сверхпроводник в силу своих свойств обязан компенсировать встречным точно таким же током. Поэтому в сверхпроводящей рамке невозможно было бы создать ток. Он бы сразу компенсировался. Но поскольку в реальности такого не происходит, то можем сделать вывод, что действительно магнитное поле по отношению к движущемуся заряду, породившему это поле является нулевым.

Но с другой стороны имеем другой аргумент из вики "Сверхпроводимость исчезает и при пропускании через сверхпроводник электрического тока с плотностью, большей, чем критическая, поскольку он создаёт магнитное поле, большее критического." Но тут возможно и другое объяснение, критический ток - это ток, при котором задействовано носителей заряда больше, чем куперовских пар в сверхпроводнике. Как раз их плотность и должна характеризовать критическое магнитное поле, которое проводник способен скомпенсировать.

-- 15.11.2020, 14:58 --

Dmitriy40 в сообщении #1492357 писал(а):

А взять и посчитать? Прямо тут, со всеми выкладками. Задаться вменяемыми величинами радиуса диска, внешнего магнитного поля, скорости вращения, напряжением между краем и осью диска, материалом диска — и оценить величину магнитного поля этого "заряда на краю диска". Может она на порядки ниже чувствительности приборов, как было с напряжением от центробежной силы для диска Фарадея, а? Почему другие должны за вас что-то считать?

Дмитрий, Вы все больше меня разочаровываете. Тут принципиальный вопрос, от которого зависит КАК надо считать. И кстати, очень сильно влияет на результат, но это уже другой вопрос.

[offtop]
Итого, это уже 3ий Ваш прокол в нашей дискуссии. Т.е. наш личный счет по проколам 3:1 в Вашу пользу)
[offtop]

[Dmitriy40]

densaface в сообщении #1492431 писал(а):

Но тут возможно и другое объяснение, критический ток - это ток, при котором задействовано носителей заряда больше, чем куперовских пар в сверхпроводнике.

Вообще даже в обычном проводнике задействованы все свободные электроны. То что в сверхпроводнике они спариваются кардинально (всего-то вдвое) на их количество не влияет.

(Счёт)

densaface в сообщении #1492431 писал(а):

Итого, это уже 3ий Ваш прокол в нашей дискуссии. Т.е. наш личный счет по проколам 3:1 в Вашу пользу)

Похоже это наоборот мне комплимент.
Ну и считать предложение вам хоть что-то посчитать за чей-то прокол ... Лучше бы и правда посчитали.

[Aritaborian]

(densaface)

densaface в сообщении #1492431 писал(а):

[offtop]

Я ж вам вчера рассказывал про тег off, а вы что-то своё выдумываете. Соотв. кнопочка есть на панели, среди прочих.

[densaface]

Dmitriy40 в сообщении #1492436 писал(а):

densaface в сообщении #1492431 писал(а):

Но тут возможно и другое объяснение, критический ток - это ток, при котором задействовано носителей заряда больше, чем куперовских пар в сверхпроводнике.

Вообще даже в обычном проводнике задействованы все свободные электроны. То что в сверхпроводнике они спариваются кардинально (всего-то вдвое) на их количество не влияет.

Согласно БКШ (если не ошибаюсь), концентрация куперовских пар зависит от температуры. И этим и объясняется рост критического поля и тока с понижением температуры. Т.е. считается что не сразу все электроны превращаются в куперовские пары, а в проводнике присутствуют как нормальные электроны, так и куперовские пары. Последние и обеспечивают ток, так как обладают нулевым сопротивлением.

(Оффтоп)

четвертый Ваш прокол, но последние 2 были не сильными, засчитаем за 1)

-- 15.11.2020, 22:30 --

Вот, кстати, вопрос на миллион. Считается также что при 0 по Кельвину, все нормальные электроны станут куперовскими парами. Но тогда вблизи 0 градусов, у нас должны быть колоссальные критические токи. Ведь движение заряда в сверхпроводнике со скоростью Ферми, более тысячи км в секунду.

-- 15.11.2020, 22:32 --

(Aritaborian, не поверите)

Aritaborian в сообщении #1492440 писал(а):

densaface в сообщении #1492431 писал(а):

[offtop]

Я ж вам вчера рассказывал про тег off, а вы что-то своё выдумываете. Соотв. кнопочка есть на панели, среди прочих

Я увидел позже в другой ветке. Спасибо огромное, во всю пользуюсь уже.

[sergey zhukov]

chislo_avogadro в сообщении #1492415 писал(а):

Не начнёт, realeugene здесь прав, причины тому нет.

Честно говоря, всегда был уверен, что будет вращаться. Похоже, и правда есть над чем подумать.

Теоретически понятно, что поле вращающегося осесимметричного магнита должно быть стационарным. Примерно, как если нарисовать силовые линии гравитационного поля, всюду касательные к градиенту гравитационного потенциала. Ясно, что гравитационное поле планеты одинаково и стационарно независимо от того, вращается она или нет.

Одно время я работал с магнитными подшипниками (активные электромагнитные, они полностью держат ротор в воздухе). Теперь я вспоминаю, что осевой подшипник был устроен, как диск из монолитного металла на роторе, а с двух сторон на статоре его окружали два кольцевых электромагнита, которые тянули его в разные стороны. Я еще и тогда думал, почему диск не шихтован? Ведь наверняка он должен раскаляться от вихревых токов. А оказывается, их там вообще не было.

Но и с таким подходом в диске Фарадея ничего парадоксального нет, нужно только перестать говорить о вращении магнита. Его вращение или не вращение никак не влияет на ситуацию. Поэтому, когда вращается диск и когда вращается и магнит и диск - это одно и то же. А когда вращается только магнит, то это то же самое, что полный покой всей установки.

-- 16.11.2020, 00:07 --

densaface в сообщении #1492431 писал(а):

Этот ток создает магнитное поле рамки с током, которое сверхпроводник в силу своих свойств обязан компенсировать встречным точно таким же током.

Держу пари, вам ни за что не догадаться, каким образом в катушке с индуктивностью $L$ при приложении к ней напряжения $U$ возникает ток по закону $U=L\frac{di}{dt}$ ,хотя ЭДС самоиндукции катушки в точности равна и противоположна напряжению $U$. Это та же задача о невозможности создать ток в витке сверхпроводника.

[realeugene]

sergey zhukov в сообщении #1492546 писал(а):

Но и с таким подходом в диске Фарадея ничего парадоксального нет

Не совсем тривиально найти, куда именно передаётся вращательный момент.

[sergey zhukov]

realeugene
Т.е. когда мы склеили магнит с диском и вращаем их совместно, а в измерительной цепи течет некоторый ток, то, спрашивается, на что передается вращающий момент? На провода измерительной цепи. Ведь это у нас проводники с токов в магнитном поле.

Да, насчет силовых линий магнитного поля я всегда думал неправильно. Мне все же казалось, что они именно с веществом магнита сцеплены.
Представим себе длинный зазор в магните, и в этом зазоре существует равномерное магнитное поле. Поместим туда пластинку меди и начнем двигать магнит вдоль зазора. Я был уверен, что линии магнитного поля будут двигаться вместе с магнитом, "прочесывать" пластинку и увлекать ее за счет вихревых токов. Хотя, если найти, как эти токи должны быть распределены по пластинке, то наверняка выйдет, что они не могут быть никакими другими, кроме нулевых.

Однажды в одной из книг по программированию был такая задача: написать алгоритм перемещения (отрисовки) по экрану черного квадрата. И был намек на то, что для этого не нужно в каждом кадре перерисовывать весь квадрат. Достаточно в каждом кадре перерисовать только его периметр: стереть линию пикселей с одной стороны и добавить ее с другой. Все - квадрат переехал на пиксель в сторону. Результат тот же, но работает гораздо быстрее.

Нечто подобное мы имеем здесь, где перемещающееся магнитное поле - это и есть такой квадрат. Я раньше думал именно в том смысле, что каждая точка этого квадрата как-то перемещается. А правильно думать так: что-то происходит только на границах области, занятой перемещающимся полем. Разумеется, для этого поле должно быть однородным, а если речь о вращении - аксиальным.

[realeugene]

sergey zhukov в сообщении #1492589 писал(а):

Т.е. когда мы склеили магнит с диском и вращаем их совместно, а в измерительной цепи течет некоторый ток, то, спрашивается, на что передается вращающий момент? На провода измерительной цепи. Ведь это у нас проводники с токов в магнитном поле.

Да, разумеется. Но есть тонкости. Например, сделаем магнитное поле вне диска несимметричным. Собрав его магнитопроводом с разрезом снаружи. И будем вращать этот магнитопровод весте с диском, так, что провода внешней цепи иногда проходят через разрез. При этом, пока провода внешней цепи далеко от разреза, диск с магнитом будем вращать быстро. А перед прохождением внешнего провода через магнитопровод будем диск тормозить и размыкать цепь на время прохождения магнитопровода внешними проводами. Куда при этом будет передаваться момент?

[sergey zhukov]

realeugene
Если рассмотреть наоборот, неподвижные магнит, диск и магнитопровод, а крутится только внешняя цепь, то сразу видно, что в этом эксперименте никакого вращательного момента вообще нет. Пока внешняя цепь движется вне разреза, она вне поля и на нее ничего не действует. А когда она подходит в разрезу, то мы ее размыкаем и она опять проходит свободно.

-- 16.11.2020, 11:18 --

[realeugene]

sergey zhukov в сообщении #1492602 писал(а):

то сразу видно, что в этом эксперименте никакого вращательного момента вообще нет.

Нет момента - нет и механической энергии, зажигающей лампочку.