Электродинамическая масса icon

Электродинамическая масса



НазваниеЭлектродинамическая масса
Дата конвертации10.09.2012
Размер71.32 Kb.
ТипДокументы

§8. - ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ МАССА


Замечательные эксперименты Кауфмана по электрическому и магнитному отклонению бета-лучей, испускаемых радием, привели к убеждению, что масса частиц или электронов зависит от их скорости и имеет полностью электромагнитное происхождение. Существование электрической инертной массы, зависимость её от скорости ожидались и в теории, получившей тем самым, казалось бы, убедительное подтверждение. Однако при более тщательном рассмотрении этих выводов желательно выяснить, являются ли они абсолютно необходимыми.

Напомним, что в этих экспериментах бета-лучи одновременно подверглись воздействию электрического поля E, создающего отклонение y, и магнитного поля H параллельного E, и производящего отклонение z, перпендикулярное первому. На фотопластинке перпендикулярной к не отклонённым лучам отпечатываются следы лучей, что позволяет непосредственно измерить y и z. Для массы m и скорости v электрона, его заряда e и постоянных аппаратуры a и b мы имеем, согласно теории Лоренца,

.

Радий испускает в некоторых пределах лучи всех скоростей. Если m не зависит от v, то эти уравнения, в которых v играет роль параметра, описывают некоторую параболу. Но кривая, наблюдавшаяся Кауфманом, отличалась от неё. Это расхождение допускает различные объяснения.

1° Согласно Лоренцу движение заряженного тела в эфире эквивалентно электрическому току, поле от которого через эффект аналогичный самоиндукции воздействует на тело и создаёт силу, являющуюся в самом общем предположении линейной функцией составляющих ускорения. Коэффициенты (поперечная и продольная массы) представляют собой функции, заданные абсолютной скоростью v и известные, скажем, для сферы и эллипсоида. В экспериментах Кауфмана играет роль лишь поперечная масса μ(v). Если в (16) мы вместо m подставаим функцию μ(v), то получим довольно хорошее приближение наблюдаемой кривой, независимо от того, рассматриваем ли мы электрон как твёрдую сферу (Абрагам) или же считаем постоянным лишь его объём (Бухерер и Ланжевен).

Чтобы понять смысл этого истолкования результатов эксперимента, вспомним, что вычисление электродинамической массы зависит исключительно от движения заряженного тела относительно эфира: положения и скорости других тел значения не имеют. В формулу входит лишь абсолютная скорость тела. Тем самым, эксперимент Кауфмана в такой интерпретации впервые представил доказательство абсолютного движения.
В настоящее время теория Лоренца (по крайней мере, в том её виде, как она предствалена в ЧАСТИ ПЕРВОЙ) не согласуется в этом тонком вопросе с экспериментом, и в частности это расхождение повлияет на выражение для электромагнитного импульса G1, из которого Абрагам вывел значения продольной и поперечной масс. Действительно, из расчёта G мы выводим2 для случая заряженного конденсатора, участвующего в поступательном движении Земли, существование пары сил второго порядка, действующей на конденсатор. Но Троутон и Нобль, проведя такой эксперимент3, не смогли обнаружить эту пару сил. Так что величина G не зависит от абсолютной скорости или, по крайней мере, зависит не так, как в теории Лоренца. И мы вынуждены заключить, что даже если бы удалось добиться согласия между теорией Абрагама и экспериментами Кауфмана, эта теория должна была бы всё же рассматриваться как сомнительная.

2° Лоренц, пытаясь исключить из своих уравнениях влияние абсолютного движения, пришёл к некоторым новым гипотезам, к которым я вернусь в следующем разделе. В частности, размеры электронов при движении с абсолютной скоростью p уменьшались бы до их первоначальной величины. Эта гипотеза приводит к новым формулам для массы, которые Кауфман считал противоречащими его последним экспериментам.4 Но этот вывод кажется мне сомнительным. Действительно, для значений H, E, a, b (величин, наблюдаемых непосредственно), возьмём вместо



(величины, соответствующей катодным лучам), значения из формулы Ланжевена и Бухерера



из формулы Абрагама



и, наконец, из формулы Лоренца

.

Это соответствует умножению в 1.040, 1.070 и 1.130 раза всех ординат (по отношению к абсциссам), рассчитанных Кауфманом для (там же, с. 534). Таким образом, мы получим три кривых, для которых ошибки (как мы убедимся, изобразив эти значения на кривой Кауфмана, рис. 11) оказываются порядка экспериментальных отклонений. Кауфман произвёл прямые наблюдения и, использовав затем метод наименьших квадратов, нашёл для каждой из представленных формул некую постоянную , которая не зависит от гипотез о величине e/m0. Формула Лоренца давала недопустимую величину. Наше вычисление показывает, что значение , найденное таким способом, вносит большую неопределённость в используемое нами значение, наблюдаемое в опыте, и отклонения превосходят результат на недопустимую величину. Что же касается значения , то оно не применимо к бета-лучам, так же как, в общем, и к эффекту Зеемана.

Короче говоря, эти наблюдения не позволяют предпочесть одну из этих формул другой, и это легко обосновать более подробно.

Но надо заметить, что новая гипотеза Лоренца вводит преобразование выражения для силы, с которой два движущихся зараженных тела действуют друг на друга, преобразование, которое, как легко показать, оказывается заметным лишь для скоростей сопоставимых со скоростью света, то есть имеющих место лишь в эксперименте Кауфмана.

3° Это приводит к следующему общему замечанию. В уравнения электродинамики легко ввести члены, описывающие этот эффект. Отсюда следует, что система уравнений с (I) по (IV) может быть заменена элементарными воздействиями, которые здесь можно рассмотреть. Сила, с которой частица e ', имеющая скорость v ', действует на частицу e, движущуюся со скоростью v, выражается при таком подходе в виде линейной формы с множителем 1/с2. Для случая равномерного движения сила выражается в виде очень сложной формы (данной Шварцшильдом). В §6 мы видели, что в случае, когда отношение v'/c мало, заметно растут только первые члены. Таким образом, имеющаяся асимметрия между v и v' не подтверждается экспериментом, и, как мы увидим в ЧАСТИ ВТОРОЙ, имеется бесчисленное множество формул, содержащих только относительные скорости и, следовательно, отличающихся от формул Лоренца членами с множителем 1/с2. Для большей точности, мы можем учесть члены, содержащие v/c в третьей и четвёртой степени, без которых формулы соответствуют уже не всем экспериментам с малым v/c. Формула элементарных воздействий Лоренца может быть лишь основой для дальнейшего развития. Мы можем использовать произвольную функцию v, введённую в (16) таким образом, чтобы добиться согласия с экспериментами Кауфмана, придерживаясь гипотезы постоянной массы, в таком её виде, который полностью сохранял бы относительность движения. Подробнее это будет показано во ВТОРОЙ ЧАСТИ этой работы.

Но это ещё не всё. Сама форма кривой и существование точки, в которой отклонения y и z нулевые, а скорость равна c, остаётся под сомнением. Действительно, предположим



откуда [мы получаем] параболу

учитывая, что по Лоренцу для m = const мы имеем параболу, соответствующую уравнению



Для величин E, H, a, b, заданных Кауфманом, и для пересчитанных величин y ', z ' (Кауфман, там же, с. 529), уравнение параболы становится



Y ' вычисл. - y' набл.

z' y' набл. I. II.

0.1350 0.0246 +0.0015 +0.0014

0.1919 0.0376 –0.0011 –0.0009

0.2400 0.0502 –0.0022 –0.0018

0.2890 0.0645 –0.0020 –0.0011

0.3359 0.0811 –0.0020 –0.0007

0.3832 0.1001 –0.0025 –0.0008

0.4305 0.1205 –0.0015 –0.0010

0.4735 0.1405 +0.0002 +0.0030

0.5252 0.1667 +0.0025 +0.0063

Разница между отдельными значениями y', наблюдавшимися Кауфманом, и кривой, дающей усреднённое значение его экспериментов, часто превышает 0.0030. Ошибки третьей колонки, пусть и систематические, должны поэтому рассматриваться как недопустимые. Ошибки же четвёртой колонки, которая соответствует гипотезе



вполне бы объяснялись погрешностями эксперимента, если б не два последних значения. Но следует заметить, что погрешность в один процент при абсолютном измерении магнитного поля вполне может быть следствием накопления ошибок, сопутствующих разным условиям, необходимым для проведения этого эксперимента. И особенно она ощутима как раз в этих двух крайних случаях, изменяя в них y' на два процента, то есть на 0.0034. Эти крайние точки наблюдались только два раза, и следовало бы тщательно проверить наблюдения Кауфмана на краях кривой, где яркость невелика и где экстраполяция, то есть касательная к кривой, даёт для y ' слишком неточные значения. Эти два соображения были бы достаточны для объяснения ошибок в четвертой колонке. Но, у данной кривой критический момент для (17) - это не скорость света c, а максимальная относительная скорость 2c двух световых лучей при тех же параметрах системы. Для теории, рассматривающей лишь относительные скорости, в этом нет ничего удивительного.

В этой критической точке нулевым будет лишь магнитное отклонение z', но не электрическое, которое примерно равно половине ширины (0.03) кривой.

Мы видим, насколько ещё велика область, остающаяся для предположений.

В заключение, обратим внимание на то, что скорость v играет лишь роль параметра, находимого для каждой точки кривой из наблюдаемых величин y и z. Результат получается различным в зависимости от используемой теории, и кривую для такого параметра можно представить бесконечным числом путей. Всё было бы иначе, если бы прямые и точные эксперименты, вроде выполненных де Коудре и Вихертом с помощью колебаний Герца на катодных лучах, помогли бы непосредственно определить v, но такие эксперименты не кажутся осуществимыми.

Эксперименты Кауфмана могут одинаково интерпретироваться как путём изменения существующих законов электродинамики в форме, которая устраняет абсолютное движение, так и посредством принятия положения о постоянстве электродинамической массы. Мы уже не можем заключить из этих экспериментов, что масса электронов имеет чисто электромагнитное происхождение, но единство физических сил остаётся всё ещё возможным и не противоречит этой гипотезе. Независимо от того, какая из теорий будет использоваться, эти эксперименты будут играть очень важную роль.


[вернуться к содержанию сайта]

1© английский перевод – Robert S. Fritzius, 1980, 2000; русский перевод – С. Семиков, 2005

1 Этот вектор, как известно, равен интегралу вектора излучения, взятому по всему пространству и умноженному на 1/c2.

2 H.A. LORENTZ, Elektronentheorie, p. 257.

3 London Trans., A. t. CCII, 1903, p. 165.

4 Annalen der Physik., t. XIX, 1906, p. 487; см. также M. PLANCK, Physik. Zeitschr., t. VII, 1906, p. 754.







Похожие:

Электродинамическая масса iconО физической сущности понятия "масса"
...
Электродинамическая масса iconУдк 531. 5 © 2003 г. Антонов В. М. (Лгту)
В эфирной физике гравитационная масса тела и инерционная масса являются различными параметрами, имеют различные размерности и даже...
Электродинамическая масса iconСмешанные числа
Масса 8 одинаковых банок с огурцами равна 11 кг. Какова масса одной банки с огурцами?
Электродинамическая масса iconОбщее устройство автомобиля. Классификация грузовых автомобилей по грузоподъемности
Дать определение: «Разрешенная максимальная масса», «Фактическая масса автомобиля»
Электродинамическая масса iconУчитель, Врач, Соратник…
Он был внеконкурентным лидером трезвеннического движения России или, если по старому, вождем российских трезвенников, совсем не таким,...
Электродинамическая масса iconСамостоятельная работа «Масса молекул. Количество вещества» Вариант 1 в сосуде находится 3 моль кислорода. Сколько примерно атомов кислорода в сосуде? Какова масса 4 моль кислорода?

Электродинамическая масса iconЗавельский Ф. С. Масса и её измерение (М.: Атомиздат, 1974. – фрагменты из книги) стр. 116 Глава 23 масса электрона меняется при изменении его скорости
Однако прежде чем изложить эти идеи, целесообразно сначала рассмотреть некоторые опыты, которые осветили вопрос о массе тел с особой...
Электродинамическая масса iconСтудент Масса разлившейся нефти, кг

Электродинамическая масса iconДокументы
1. /Гравиинертная масса.doc
Электродинамическая масса iconАтом водорода обозначения: постоянная Планка; – электродинамическая, магнитная и электрическая постоянные; – постоянная тонкой структуры, отношение констант электромагнитного и сильного взаимодействий, отношение квадратов электрического и комплексного (фундаментального, естественного) заряда;
Ридберга; – модуль заряда электрона; V – скорость поступательного движения; собственная длина волны электрона; и длина волны и комптоновский...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов