No Image

В природе существуют магнитные заряды

СОДЕРЖАНИЕ
144 просмотров
12 декабря 2019

Магнитный заряд

Магнитные заряды в природе не обнаружены. [1]

Магнитный заряд — фиктивная величина, введенная для удобства магнитостатических расчетов. [2]

Магнитные заряды создают магнитные поля рассеяния как макро -, так и микроскопического размера. Источником таких полей могут быть и магнитные заряды, возникающие на границах зерен. Появление их может вызываться различными факторами: или вследствие искажения строения металла по границам зерен из-за разной кристаллографической ориентации соседних зерен, или благодаря гетерогенной структуре граничного слоя, возникающей вследствие преимущественной диффузии легирующих элементов. [3]

Магнитный заряд , который, как известно, нельзя получить изолированно от заряда противоположного знака, можно представить себе сосредоточенным на одном полюсе весьма тонкого прямолинейного магнита, длина которого столь велика, что действием второго полюса можно пренебречь. [4]

Магнитный заряд — формальное представление, аналогичное представлению об электрическом заряде. [5]

Магнитные заряды в природе отсутствуют; все магнитные поля создаются электрическими токами. [7]

Подвижный единичный магнитный заряд , помещенный в магнитное поле, под действием сил поля движется вдоль некоторой кривой, называемой магнитной силовой линией. [8]

Никаких магнитных зарядов не существует. [9]

Раз магнитных зарядов не бывает, дивергенция В всегда равна нулю. [10]

Никаких магнитных зарядов не существует. [11]

Истинных отдельных магнитных зарядов не существует; нет и проводников магнетизма. [12]

Название магнитные заряды в этом случае чисто условное и основывается только на аналогии рассматриваемой здесь модели с теорией монополя Дирака. [13]

Такие магнитные заряды , или, как их назвал Дирак, монополи, должны были быть полным магнитным эквивалентом зарядов электрических. [14]

Поскольку магнитных зарядов нет, поток В через любую замкнутую поверхность всегда равен нулю. Второе уравнение VXE — dB / dt — это закон Фарадея, и обсуждался он в последних двух главах. Он тоже верен в общем случае. Но последнее уравнение содержит нечто новое. Раньше мы встречались только с частью его, которая годится для постоянных токов. В этом случае мы говорили, что ротор В равен j / e0c2, но правильное общее уравнение имеет новый член, который был открыт Максвеллом. [15]

На протяжении XVIII и XIX веков накопилось много вопросов по электрическим и магнитным явлениям. На эти вопросы невозможно было ответить с позиции механической картины мира. В 1865 году английский физик Максвелл разработал теорию электромагнитного поля. После этого стало возможным создать новую картину мира под названием электромагнитной картины мира.

Читайте также:  Зачем нужен плинтус на пол

В основе теории Максвелла лежит закон электромагнитной индукции Фарадея. Максвелл показал, что изменяющееся магнитное поле создает вихревое электрическое поле и наоборот.

Согласно электромагнитной теории, мир представляется в виде электромагнитных волн. Электромагнитные волны создают переменные электрические токи. Посредством этого поля заряженные частицы взаимодействуют между собой. Электрические поля создают не движущие заряды, а магнитные поля – движущие заряды.

Законы взаимодействия электрических и магнитных полей описываются четырьмя уравнениями Максвелла. Эти уравнения показывают, что магнитные силовые линии непрерывны и не имеют ни начала, ни конца. В природе не существует магнитных зарядов. Электрическое поле создается не только покоящимися зарядами, а также переменным магнитным полем. Магнитное поле создается не только движущимися зарядами, а также как электрическим током, так и переменным электрическим полем. Система уравнений Максвелла показывает пространственные и временные изменения магнитных и электрических полей. Ускоренно движущие электрические заряды создают электромагнитные волны.

Установлено, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света. Таким образом, была построена электромагнитная картина мира, согласно которой материя – это поле (электрическое, магнитное и электромагнитное). На основе созданной картины мира корпускулярный тип описания природы заменили континуальным (полевым) типом описания природы.

Электромагнитная картина мира существенно изменила представления о мире. Эта картина основывалась на идеях непрерывности материи, материальности электрического, магнитного и электромагнитного полей, неразрывности материи и движения, материи и пространства, материи и времени. Согласно новой картине мира, пространство и время — абсолютные субстанции, а пустое пространство заполнено электромагнитным полем.

В начале ХХ века выяснилась ограниченность электромагнитной картины мира, т.к. континуальное понимание материи не согласовывалось с опытными фактами, которые подтверждают дискретность заряда, излучения и воздействия, не удавалось объяснить устойчивость атомов и спектры их излучения. Все эти факты показали необходимость замены электромагнитной картины мира. На смену ей пришла квантово – полевая картина мира.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9025 — | 7255 — или читать все.

Но внимательно рассматривая уравнения Максвелла нельзя не заметить явную асимметрию уравнений, описывающих электрические и магнитные явления. Электричество и магнетизм неравнозначно входят в уравнения. Второе уравнение на картинке обозначает то, что в природе не существует магнитных зарядов. Электрические поля создаются либо электрическими зарядами, либо изменяющимися магнитными полями, в то время как магнитные поля создаются только электрическим током и изменяющимися электрическими полями. Казалось бы – раздели магнит на половинки, и будет одиночный магнит. Однако, глубокий анализ говорит о том, что магнитное поле продуцируется циркулирующими внутри атома замкнутыми токами, и разрезая магнит мы получим два магнита с обоими полюсами. А есть ли элементарный магнитный заряд, элементарная частица, несущая единичный магнитный заряд? Максвелл задумывался об этой проблеме, но в то время физики знали больше об электрических явлениях, чем о магнитных, и, видимо, такое положение дел его устраивало. Намного острее эту проблему прочувствовал Кюри, который исследовал симметрии в физике. В 1894 году он опубликовал работу о роли симметрии в физике.

Читайте также:  Духовой шкаф электрический встраиваемый мощность подключения

Ещё дальше пошёл английский физик-теоретик П.А.М. Дирак, благодаря теоретическим исследованиям которого на кончике пера был открыт, и затем обнаружен позитрон. Связав существование магнитных монополей с фазами квантовых волн, Дирак обнаружил весьма любопытную связь между электрическим и магнитным зарядами. Предположив, что магнитные монополи существуют, он связал волновую функцию с гипотетическими магнитными частицами, он открыл, что магнитный заряд должен быть кратен некоторой заданной величине, которая в свою очередь определяется фундаментальной величиной электрического заряда. 1931 год. Поль Дирак, предполагая существование магнитного монополя, пришел к выводу, что этого было бы достаточно для того, чтобы объяснять одну из больших тайн физики – значение заряда электрона. Или почему у всех электронов один и тот же заряд: 1.6 * 10^-19 кулон. Монополь имеет заряд в 137 раз больше, чем электрон. Чтобы объяснить ненаблюдаемость этой частицы, он приписывает ей огромную массу. Магнитный монополь стали называть монополем Дирака.

Дальнейшее продолжение этой идеи стало обнаружение, что для Теории Великого Объединения необходимо существование сверхтяжёлого магнитного монополя. Это показали в своих работах Хофт и советский физик Александр Поляков. Правда, свойства монополя Великого Объединения, МВО, должна быть порядка 10^16 масс протона. То есть, надеяться создать его искусственно на коллайдерах не могло быть и речи. Кроме того, он должен обладать сложной, слоённой структурой луковичного типа, состоящей из силовых зон.

Проводились поиски магнитных монополей, захваченных в магнитных рудах земного и внеземного (метеориты, Луна) происхождения. Треки от ММ существенно должны отличатся от треков ядер – последние представляют затухающий след, в то время, как монополи должны продемонстрировать трек равной ширины без затухания. Кроме того, ионизирующая сила ММ должна соответствовать тяжёлым ядрам.

Рон Росс и Луис Альварес исследуют образцы пород.
1975 Американская камера фиксирует трек монополя в космических лучах. Заявление будет отозвано несколькими годами позже.
14 февраля 1981 г. Блаз Кабрера из Станфордского университета зарегистрировал такой скачок магнитного потока. Наблюдение Кабреры вызвало в некотором роде сенсацию и приветствовалось экспериментаторами как первое убедительное свидетельство обнаружения магнитного монополя из космического пространства.

Однако дальнейшие попытки повторить результаты опыта не удалось. Больше монополь не регистрировался, что поставило под сомнение результат 1981 года.

Схема эксперимента по обнаружению магнитного монополя. Сверхпроводящая рамка соединена с регистратором тока. В ней циркулирует ток, который вследствии сверхпроводимости рамки не затухает по времени. Пролетевший тахион вследствие скачока магнитного потока усиливает ток в катушке, который из за квантвых свойств возрастает строго на дискретную величину.

Читайте также:  Диаметр и сечение провода и мощность таблица

Недавние эксперименты на Тэватроне показали, что монополи с массами менее 600 и 900 ГэВ не существуют. Новые эксперименты на андронном коллайдере тоже не обнаружили ММ. В 2015 году детектор Большого адронного коллайдера MoEDAL произвёл поиск магнитных монополей при энергии столкновений 13 ТэВ. Никаких следов магнитных монополей с массой вплоть до 6 ТэВ и магнитным зарядом вплоть до 5 дираковских единиц обнаружено не было, вопрос их существования остался открытым.

Для чего так важно разобраться с монополем Дирака? Его обнаружение подтвердило бы соответствующие космологические модели возникновения горячей Вселенной с образованием монополей. Отсутствие монополей было бы аргументом в пользу альтернативной инфляционной теории. Обнаружение монополей подтвердило бы симметрию законов Вселенной. Существование монополя Дирака объяснило дискретность электрического заряда, которое вытекает из теоретических разработок Дирака.

Интересная возможность могла бы представиться, если магнитные монополи МВО обнаружились бы на Земле. Дел в том, что при огромной массе при аннигиляции разных монополей (северного и южного) высвобождалась энергия, в 10^16 раз большая, чем при распаде ядра урана. Источник экологически чистой энергии. Кстати, некоторые физики считают, что монополи могут накапливаться в недрах Земли. И при обращении геомагнитного поля встречные потоки разных монополей могут аннигилировать, что может, вялятся дополнительным источником тепла.

Впрочем, что не раз уже было в истории, человечество обычно создаёт оружие чрезвычайно разрушительной силы из своих передовых открытий.

Комментировать
144 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector