Экспериментальная проверка существования тока смещения

[UR4III]

Хотелось бы получить ссылку на экспериментальное подтверждение существования тока смещения. Опыт Эйхенвальда мне известен, но там доказывается существование только части ТС - тока поляризации. А есть ли доказательство существования второй части ТС - dE/dt ?

[rustot]

ну допустим существование магнитного поля в конуре за концом незамкнутого проводника с переменным током (антенны). ведь там пересекающего его плоскость изменяющегося тока $dI/dt$ уже нет. а вот изменяющийся ток смещения все еще есть.

отсутствие броска магнитного поля огромной величины при пересечении любой плоскости зарядом (электроном из электронной пушки например). ведь $dI/dt$ даст именно такой бросок. а вот сумма тока смещения и тока проводимости даст плавное нарастание и потом плавное убывание магнитного тока при приближении заряда к плоскости и последующим его удалении. отдельно ток смещения даст плавное нарастание и плавное убывание, но огромный отрицательный бросок в момент пересечения поверхности (из за смены знака потока). вот этот огромный отрицательный бросок и компенсируется огромным положительным броском тока проводимости

скорее ток проводимости искуственная величина, чем ток смещения. что это за физический эффект может быть от пересечения зарядом воображаемой поверхности натянутой на контур? причем при полном произволе в выборе местоположения этой поверхности. а вот как поправка к знаку потока электрической индукции вполне уместна

[Munin]

UR4III в сообщении #763890 писал(а):

А есть ли доказательство существования второй части ТС - dE/dt ?

Опыты Герца не годятся? :-)

[UR4III]

Как Вам сказать... Хотелось бы чистого эксперимента. Ну, типа, берём конденсатор между обкладками водим датчиком магнитного поля и т.п. У меня такое ощущение, что "чистый эксперимент" невозможен. Поэтому всегда найдётся некто, который будет настаивать, что ток смещения отсутствует из-за невозможности его прямого обнаружения.

[Alex-Yu]

UR4III в сообщении #764050 писал(а):

Как Вам сказать... Хотелось бы чистого эксперимента. Ну, типа, берём конденсатор между обкладками водим датчиком магнитного поля и т.п. У меня такое ощущение, что "чистый эксперимент" невозможен. Поэтому всегда найдётся некто, который будет настаивать, что ток смещения отсутствует из-за невозможности его прямого обнаружения.

Есть ток смещения, нету тока смещения --- это по барабану. Важно лишь то, что есть уранения Максвелла. И они ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО подтверждены "вдоль и поперек". "Ток смещения" это вообще лишь условный словесный образ, не имеющий по существу ни какого серьезного значения. По существу "ток смещения" это лишь НАИМЕНОВАНИЕ одного из слагаемых в уравнениях Максвелла. Поле электрическое есть? Со временем оно меняется? Тогда и ток смещения тоже есть просто по определению (!) того, что называется током смещения. И ни к чему тут искать какую-то "мистику" и какие-то придурочные "экспериментальные подтверждения".

Экспериментально можно подтверждать правильность уравнений Максвелла. А не черт знает что, называемое "существованием тока смещения".

[Munin]

Возможен, возможен, просто более труден.

[UR4III]

Alex-Yu в сообщении #764062 писал(а):

И ни к чему тут искать какую-то "мистику" и какие-то придурочные "экспериментальные подтверждения".

Как бы это тактичнее выразиться, мы же не на базаре, за которым следить надо.

Цитата:

Важно лишь то, что есть уранения Максвелла. И они ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО подтверждены "вдоль и поперек".

А во времена Эйхенвальда они тоже "вдоль и поперёк"? Зачем же он делал свой эксперимент?
Система Птолемея тоже была подтверждена экспериментально. А потом выяснилось ...
Меня насторожило, что я нигде не нашёл экспериментального подтверждения ТС. Может быть этот эксперимент имеет некие специфические трудности и не реализуем на практике?
В сети можно найти эксперименты, отрицающие наличие ТС. Может они сделаны на кухне и на коленке, поэтому стоит ли им верить? Поэтому я и задал этот вопрос на уважаемом физическом форуме. Как по мне, ничего на веру брать нельзя. Всё должно доказываться экспериментально и не в куче с другими факторами.

[nikvic]

UR4III в сообщении #764050 писал(а):

Хотелось бы чистого эксперимента. Ну, типа, берём конденсатор между обкладками водим датчиком магнитного поля и т.п. У меня такое ощущение, что "чистый эксперимент" невозможен.

Смущать должен термин, куда входит слово ток. Ведь для измерения токов используют амперметр, а не датчик магнитного поля

Ситуация в физике стандартная - как и с использованием силы.
Замените ток смещения на "магнитодвижущую силу" - и будет щасте.

[Alex-Yu]

UR4III в сообщении #764098 писал(а):

А во времена Эйхенвальда они тоже "вдоль и поперёк"?

Тогда еще не до конца. Это ж было давно. Вообще до возникновения и принятия теории относительности (ТО) с уравнениями Максвелла были бо-о-о-ольшие проблемы. Собственно, ТО и была создана для того, чтобы эти проблемы решить. А не потому что Эйнштейну просто вздумалось придумать чего-нибудь "позаковырестей"

-- Вс сен 15, 2013 19:44:59 --

UR4III в сообщении #764098 писал(а):

Как по мне, ничего на веру брать нельзя.

Уж поверьте, что профессиональные физики еще более недоверчивы, чем Вы. Но применительно к ЭТОМУ вопросу --- это все дела давно прошедших дней.

Вопрос о токе смещения нужно гамотно формулировать. Грамотно сформулированный вопрос звучит так:
одно из уравнений электромагнитного поля выглядит так

$$ {\rm rot}{\bf H} = \varepsilon_0 \frac{\partial {\bf E}}{\partial t} + {\bf j} $$

или так

$$ {\rm rot}{\bf H} = {\bf j} $$

А уж как назвать слагаемое присутствующие в первом варианте и отстутствующее во втором --- дело абсолютно десятое. Обычно называют током (точнее плотностью тока) смещения. Но можно назвать и как-нибудь иначе -- не существенно.

Вторая форма не подтверждается экспериментально. И вообще она чисто логически противоречива. И, в частности, при второй форме не существовало бы радиоволн. В существовании радиоволн не сомневаетесь? Тогда вопрос закрыт: ТС есть. Хотите считать, что нет? Тогда должны (!) считать, что радиоволн тоже нет.

Точнее даже не так: сама фраза "ТС не существует" просто бессмыслена. Потому что ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ток смещения это просто скорость изменения электрического поля умножить на электрическую постоянную. Это просто СОГЛАШЕНИЕ, что слова "плотность тока смещения" и "скорость изменения электрического поля умножить на электрическую постоянную" означают ОДНО И ТО ЖЕ. Вопрос не в том, существует он или нет. Если существует переменное электрическое поле, то ток смещения существует ОБЯЗАТЕЛЬНО. Просто потому, что слова "ток смещения" можно заменить на равнозначные слова (см.выше). Вопрос может быть лишь в том, порождает ли он магнитное поле, входит ли он в уравнение для ротора магнитного поля. А это давно выяснено. И именно ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО.

[Munin]

Alex-Yu в сообщении #764122 писал(а):

Вообще до возникновения и принятия теории относительности (ТО) с уравнениями Максвелла были бо-о-о-ольшие проблемы. Собственно, ТО и была создана для того, чтобы эти проблемы решить.

Ну, все она не решила. Понадобились ещё КМ, КЭД и перенормировка КЭД. И то, некоторые считают, что есть ещё где чесать.

Alex-Yu в сообщении #764122 писал(а):

Грамотно сформулированный вопрос звучит так:
одно из уравнений электромагнитного поля выглядит так

$${\rm rot}{\bf H} = \varepsilon_0 \frac{\partial {\bf E}}{\partial t} + {\bf j}$$

или так

$${\rm rot}{\bf H} = {\bf j}$$

...или как-то ещё

$$\operatorname{rot}\mathbf{H}=\mathbf{j}+\text{какая-то хренотень}\ldots$$

[UR4III]

Alex-Yu
Спасибо за развёрнутое сообщение! Я также благодарен и rustot!

Alex-Yu в сообщении #764122 писал(а):

Вопрос может быть лишь в том, порождает ли он магнитное поле, входит ли он в уравнение для ротора магнитного поля. А это давно выяснено. И именно ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО.

Под экспериментально, как я понимаю, Вы имеете в виду ЭМВ? Я простой советский радиолюбитель. Можно простым языком объяснить, почему рядом с конденсатором, допустим переменной емкости, в непосредственной близи от него, ни я ни кто другой не обнаруживает переменного магнитного поля?
И второй вопрос. Из Парселла следует, что Маг. Поле есть, как бы правильно выразиться, есть форма электрического. В сети есть работы, принадлежащие докторам ф.-м. наук, в которых вывод ЭМП производится без привлечения МП. Я, конечно, проверить математику не могу, не то образование, но следует ли из этого, что указанное вами уравнение уже лишнее?

[Alex-Yu]

UR4III в сообщении #764182 писал(а):

Под экспериментально, как я понимаю, Вы имеете в виду ЭМВ?

Не только ЭМ волны. Всю электродинамику. Очень просто: я лично очень много раз считал разные вещи по уравнениям Максвелла, а потом измерял. И все сходилось. Ну не сразу, бывало. Но тогда ошибка всегда находилась. Или расчетная, или измерительная (тоже бывает). Ну ладно, я мало измерял. Но еще у меня был хороший знакомый, которым этим делом занимался лет так 30 и так каждый день Профессиональный СВЧ-радиоинженер. Да у него бы вообще ничего не работало если бы уравнения Максвелла были неправильны!

Поэтому для меня не подлежит сомнениям, что уравнения Максвелла верны. В своей области, конечно. Например для очень коротких волн, порядка долей микрона (т.е. видимый свет) уже кое-что квантовое начинает проявляться. Нужна уже не классическая максвелловская электродинамика, а квантовая электродинамика. Но важно другое: если бы я считал без тока смещения, то не сходилось бы, почти ничего не сходилось бы. И многие вещи очень сильно бы не сходились. Довольно несложно сообразить, при наличиии опыта и образования, что получится, если это слагаемое из уравнений выкинуть.

-- Вс сен 15, 2013 23:01:21 --

UR4III в сообщении #764182 писал(а):

Можно простым языком объяснить, почему рядом с конденсатором, допустим переменной емкости, в непосредственной близи от него, ни я ни кто другой не обнаруживает переменного магнитного поля?

Потому, что не умеют обнаруживать. Эксперименты еще и уметь делать надо. Опишите детально -- скажу почему. Ну простенькое: не хватало чувствительности прибора, измерявшего магнитное поле. Или конденсатор обычный 5/495пф? Да там же корпус (хоть и "дырявый") он же почти все заэкранирует. Может быть очень много причин, делающих эксперимент не корректным. И еще больше причин, делающих неверными выводы даже из корректных экспериментов, так называемая интерпретация эксперимента. Вообще наврать в эксперименте даже проще (и чаще бывает) чем в теории. Именно поэтому хорошие (но только хорошие!) экспериментаторы пользуются у физиков бОльшим авторитетом, чем даже хорошие теоретики. Эксперимент -- это намного более "тонкое искуство".

-- Вс сен 15, 2013 23:03:16 --

UR4III в сообщении #764182 писал(а):

Из Парселла следует, что Маг. Поле есть, как бы правильно выразиться, есть форма электрического

Нет, не так. Электрическое поле и магнитное поле -- это частные случаи общего, электромагнитного. Можно, в принципе, вообще не разделять электромагнитное поле на магнитное и электрическое. Да и в серьезной науке и не разделяют в общих случаях.

[rustot]

UR4III в сообщении #764182 писал(а):

Можно простым языком объяснить, почему рядом с конденсатором, допустим переменной емкости, в непосредственной близи от него, ни я ни кто другой не обнаруживает переменного магнитного поля?

в смысле рядом с поверхностью образованной ребрами пластин воздушного переменного конденсатора? так там же знакопеременный ток получается, от второй пластины к первой, от второй к третьей, от четвертой к третьей, от четвертой к пятой. все равно что провод расположили змейкой и каждый второй торец развернули. около поверхности такой конструкции магнитное поле будет меньше чем у поверхности проводника. но на достаточном расстоянии, где асимметрия конструкции перестанет сказываться магнитное поле будет таким же как на таком же расстоянии от просто прямого провода

если вы просто сделаете осесимметричную конструкцию из двух проводов и двух пластин, то на одинаковом расстоянии от оси (большем радиуса пластин) двигаясь вдоль провода вы никаких провалов в величине магнитного поля не обнаружите

[Alex-Yu]

rustot в сообщении #764196 писал(а):

если вы просто сделаете осесимметричную конструкцию из двух проводов и двух пластин, то на одинаковом расстоянии от оси (большем радиуса пластин) двигаясь вдоль провода вы никаких провалов в величине магнитного поля не обнаружите

Так это как раз и говорит о том, что ток смещения ЕСТЬ (в смысле магнитное поле создает). А иначе провал как раз был бы Но померить -- дело тонкое. "Копеечное" там будет магнитное поле. А еще будут электрические наводки на измеритель. И т.д.

-- Вс сен 15, 2013 23:35:47 --

Munin в сообщении #764180 писал(а):

...или как-то ещё

$$\operatorname{rot}\mathbf{H}=\mathbf{j}+\text{какая-то хренотень}\ldots$$

Да в общем сразу ясно, что за хренотень. Достаточно взять дивергенцию и знать чему просто обязана равняться дивергенция j. Из сохранения заряда. Закон Гаусса еще понадобится. Это я и имел в виду, говоря о логической противоречивости без тока смещения. Тогда заряд не сохраняется! ${\rm div}{\bf j}$ оказывается просто нулем! Заряды исчезают в никуда или возникают ниоткуда! Сразу ясно, что такого не может быть, сохранение заряда установлено экспериментально.

[type2b]

тонкий момент про ток смещения обсуждается в конце параграфа про этот ток у Перселла (по моему изданию пар. 9.2). Его ротор пропорционален второй производной по времени от магнитного поля, и потому важен только в быстропеременных полях. В опыте с разряжающимся конденсатором магнитное поле можно в хорошем приближении считать возникающим из токов проводимости.

Кстати, у Перселла, на мой взгляд, методически неудачно вводится магнитное поле. Студенты начинают думать, что оно есть нечто производное от электрического поля. На самом деле такой взгляд -- очень извращенный.