Стационарные магнитные поля

Напомню, как мы добыли электростатику. У нас есть четыре уравнения Максвелла, в которых сидит всё электричество. Мы там положили , , получили электростатику. Мы теперь ослабим эти наложенные условия, мы теперь положим , но , получим стационарное магнитное поле. То есть со временем ничего не меняется, но плотность тока , а  связано с движением заряда. Заряды двигаются, но стационарно, двигаются так, что в любой точке пространства со временем ничего не меняется. Наглядный пример: течёт река, массы воды движутся, но течение стационарно, скорость воды в каждой точке одна и та же. Когда ветер дует то туда, то сюда порывами, это не стационарное течение, а, если ветер дует без порывов: в ушах свистит и всё, а ничего не меняется со временем, то это пример стационарного течения.

Уравнения электростатики (первое и второе уравнения Максвелла) остаются без изменения, а третье и четвёртое будут иметь вид:

 

Стационарное означает неменяющееся со временем. Ладно, свойства этого поля мы обсудим в следующий раз.

Он установил, что электрический заряд располагается только на поверхности проводника, но с различной поверхностной плотностью.

 При этом, как уже было ясно, «электрические силы», действующие внутри проводника, должны быть равны нулю. Этот принцип положил в основу разработанной им теории распределения зарядов по проводнику французский ученый Пуассон в начале XIX в. Пуассон (так же как и Кулон) считал в противоположность мнениям Франклина и Эпинуса, что существуют две электрические жидкости (положительное и отрицательное электричество). Частицы одной и той же жидкости отталкиваются, а разных — притягиваются. Силы притяжения и отталкивания определяются законом Кулона. В незаряженном состоянии в теле имеются равные количества электричества обоих знаков. Они распределены равномерно и не обнаруживают себя. Тело приобретает электрический заряд, если ему сообщается дополнительное количество электричества того или иного знака. В проводниках электрические частицы передвигаются свободно, в непроводниках их передвижение затруднено. Если проводящему электричество телу сообщают электрический заряд, то электрические частицы, отталкиваясь друг от друга, будут стремиться к поверхности проводника. И так как проводник окружен непроводящим воздухом, то электричество будет скапливаться тонким слоем на его поверхности. Этот процесс пойдет до тех пор, пока все частицы электрической материи не соберутся на поверхности. И в этом случае электрические силы внутри проводника станут равными нулю, какими они были и до того, как проводнику сообщили электрический заряд. Равенство нулю «электрической силы» внутри проводника является главным условием, на основе которого можно решать задачу о распределении электрического заряда в проводнике. И так как этот заряд располагается на его поверхности, то определяют поверхностную плотность электричества на этом проводнике. Пользуясь указанным принципом, Пуассон решает задачу о распределении плотности электрического заряда на проводниках, имеющих форму шара, эллипсоида, двух соприкасающихся шаров. Что касается распределения заряда на поверхности шара, то эта задача решаетен сразу, исходя из симметрии фигуры. Действительно, ведь все точки поверхности шара совершенно одинаковы, и нет никакого основания для того, чтобы в какойлибо точке плотность электрического заряда отличалась бы от его плотности в другой точке, поэтому мы приходим к заключению, что электрический заряд распределяется с равномерной плотностью по всей поверхности шара.

Однако многолетние попытки и, в частности, усилия всей жизни создателя теории относительно Альберта Эйнштейна, приблизиться к решению этой проблемы оказались тщетными. А ведь это должно было случиться, поскольку Эйнштейн выводил преобразования Лоренца, положенные им затем в основу его теории гравитации, из уравнений Максвелла для электромагнитного поля. Эти уравнения настолько совершенны в описании электромагнитных явлений, что никому (в том числе и Эйнштейну) и в голову не могло придти, что они могут что-то не учитывать в этих явлениях.