Статья: О физической значимости векторных потенциалов в классической электродинамике

. (16)

Здесь =/2 – объемная плотность электрической энергии, формула которой в нашем случае определяется законами электропроводности Ома и электрической поляризации проводника . Как видим, вектор действительно представляет электрическую энергию, поступающую в проводник с током через единицу площади его боковой поверхности, при этом энергетика процесса электрической поляризации проводящей среды при стационарной электропроводности описывается следующим из соотношения (10) уравнением энергетического баланса частного вида: div.

Соответственно рассмотрим для проводника с током два других потоковых вектора: и . В нашем случае для магнитного поля имеем из [2] при r ≤ R: и . В результате получим конкретные выражения для векторов

и , (17)

определяющих плотности магнитной энергии и момента импульса поля электромагнитных потенциалов, поступающих в цилиндрический проводник через его боковую поверхность. Тогда из соотношения (11) найдем уравнение баланса энергии процесса намагничивания проводящей среды под действием стационарного электрического тока: div, а из (12) - уравнение div, описывающее передачу момента электромагнитного импульса проводнику в данной ситуации.

В заключение подведем итог. Итак, проведена модификация уравнений Максвелла электромагнитного поля для электрического и магнитного векторных потенциалов, и на основе анализа физического содержания полученных уравнений установлена возможность существования динамических чисто электрических или магнитных явлений, показана реальность волн, переносящих только электрическую или только магнитную энергию. Выявлены необычные потенциальные волны, переносящие момент импульса поля электромагнитных векторных потенциалов, которые, однако, в явном виде не переносят энергии, поскольку и в них равны нулю. Вопрос о наблюдении и физическом смысле таких волн остается открытым.

На конкретном примере изучения энергетики процесса стационарной электропроводности в металле проиллюстрировано, что использование физических представлений об электромагнитных векторных потенциалах позволяет “увидеть” раздельно потоки чисто электрической и магнитной энергии, момента импульса, существующие в электромагнитном поле, поступающие вместе с известным потоком электромагнитной энергии в проводник в указанных условиях. Данное утверждение можно, по нашему мнению, считать теоретически вполне обоснованным.

Как нам представляется, проведенные исследования достоверно показали, что поля электромагнитных векторных потенциалов никоим образом нельзя считать математическими фикциями, поскольку они в полной мере обладают фундаментальными характеристиками объективной реальности: энергией, импульсом и его моментом. Таким образом, наряду с традиционными электромагнитными полями в электродинамике: , , и , их векторные потенциалы и также являются полноправными физически значимыми полями, расширяющими наши представления об электромагнитных полевых процессах.

Список литературы

1. Максвелл Дж. К. Трактат об электричестве и магнетизме. Т. I и II. М.: Наука, 1989.

2. Антонов Л.И., Миронова Г.А., Лукашёва Е.В., Чистякова Н.И. Векторный магнитный потенциал в курсе общей физики. / Препринт № 11. М.: Изд. Физ. ф-та МГУ, 1998.

3. Кропп В. Патент РФ № 2101842.

4. Сидоренков В.В. // Сборник трудов XIX Международной школы-семинара “Новые магнитные материалы микроэлектроники”. М.: МГУ, 2004. С. 740.

5. Матвеев А.Н. Электродинамика. М.: Высшая школа, 1980.

6. Соколов И.В. // УФН. 1991. Т. 161. № 10. С. 175.

7. Дюдкин Д.А., Комаров А.А. Электродинамическая индукция. Новая концеп- ция геомагнетизма. / Препринт НАНУ, ДонФТИ-01-01, 2001.

8. Сидоренков В.В., Толмачев В.В., Федотова С.В. // Изв. РАН. Сер. физич. 2001. Т. 65. № 12. C. 1776.

9. Сидоренков В.В. // РЭ. 2003. Т. 48. № 6. С. 746.

10. Мартинсон М.Л., Недоспасов А.В. // УФН. 1993. Т. 163. № 1. С. 91.

11. Сидоренков В.В. // Современные естественно-научные и гуманитарные проблемы: Сборник трудов. М.: Логос, 2005. С. 237.

12. Зоммерфельд А. Электродинамика. М.: ИЛ, 1958.

13. Корнев Ю.В., Сидоренков В.В., Тимченко С.Л. // Докл. РАН. 2001. Т. 380. № 4. С. 472.