Магнитное, электрическое и электромагнитное поле. Зародыш антенны.

      Итак, с конденсаторами, баранами и так далее закончили. Думаю, если кто то хотел знать тему, тот понял, ну , а если у человека один эфир в голове, то ничего не поможет.

     Суть даже не в эфире, как таковом - кстати, несмотря на проклятия эфирных наркоманов в адрес Эйнштейна, он как раз предлагал называть эфиром пространство, чтобы подчеркнуть наличие у последнего физических свойств, однако это предложение не нашло поддержки у ученых.

     Вообще, если наших "эфирщиков" спросить, какой эфир настоящий, они наверняка впадут в замешательство - а между тем существует почти десяток "эфирных теорий", разработанных еще до появления теории относительности , не говоря уже о еще не одном десятке современных теорий .

      Дело ведь не в слове эфир, а в понятии , которое вкладывают в него его адепты, причем каждый видит его по своему - по их мнению, это универсальная среда, через которую передаются все взаимодействия , не подпадающие под действие Ньютоновской механики.

     Ну ладно.

     В этой статье попробуем разобраться с магнитным и электрическим полями, в чем они схожи и в чем разница.

     Основная разница в том, что магнитное поле имеет вихревой характер - не в том смысле, что там что то крутится и вьется, а в том, что оно всегда замкнуто и имеет конкретное направление.

     Любой источник магнитного поля является ДИПОЛЕМ, то есть, у него обязательно будет два полюса - северный и южный.

     Это относится как к постоянному магниту, так и к электромагнитам: если взять , к примеру, постоянный магнит, и разломать его ровно пополам, мы получим два полноценных магнита, с северным и южным полюсом каждый .

     И если мы вновь разделим эти магниты пополам, снова получим два двухполюсных магнита.

     Поиски "однополюсного магнита (магнитного монополя)" ведутся давно, однако до сих пор не увенчались успехом.

     Тем не менее, не стоит заявлять, что в магнитных полях что то там движется, типа того, что это "завихрение эфира" только по причине вихревого характера магнитного поля. "Вихревой характер" говорит лишь о том, что поле это - замкнутое, кольцевое. 

     Если бы что то в этом поле двигалось, неподвижные постоянные магниты постоянно излучали бы энергию - однако, ничего подобного не происходит. При этом как только сам магнит приходит в движение , он тотчас же создает ток в окружающих его проводниках, преобразуя кинетическую энергию своего движения в электрическую.

     В отличии от магнитного, электрическое поле (вернее , электростатическое поле - поле точечных неподвижных зарядов) - всегда незамкнутое, разноименные заряды прекрасно существуют отдельно друг от друга.

     Если разделить заряженный предмет пополам, то обе половинки будут заряжены тем же зарядом, что и ранее был заряжен целый предмет, и начнут отталкиваться друг от друга.

     Тем не менее, разноименные заряды притягиваются, так же, как и разноименные полюса магнита.

     Электрическое и магнитное поля являются неотьмлемыми частями единого электромагнитного поля, которое появляется, как только одно из них начнет изменяться - изменение магнитного поля вызывает появление электрического, изменение электрического порождает магнитное поле. Это доказано неоднократными опытами, описанными в интернете, описание их можно найти на многих студенческих сайтах и в Википедии.

     Носителем и того, и другого поля является электрон. Точного обьяснения механизма появления магнитного поля у электрона ни классическая физика, ни сторонники теории эфира дать не могут, однако экспериментально электрон определен как минимальный носитель магнитного поля. Одновременно он же принят как элементарный носитель электрического заряда.

     При этом магнитное поле электрона также является дипольным, то есть, имеющим два полюса.

     Далее не будем лезть в дебри, пока достаточно. Про свойства электрона и механизм появления магнитного поля, спиновый момент и так далее можно поговорить в обсуждении - если, конечно, будет такое желание и не будет обличительного тона в комментариях.

     Из изложенного можно представить, как возникает ток в проводниках, и что происходит в конденсаторе, а также приготовиться к разбору процессов, происходящих в антеннах.

     В обычных условиях в металлах всегда есть какая то доля свободных электронов, которые либо вовсе не связаны с атомами, либо свободно перемещаются от одного атома к другому. Кроме того, часть электронов в атоме, обычно на внешних орбитах, слабо связана с о своим "хозяином", и если рядом с таким электроном окажется другой, то слабо связанный электрон покидает свою орбиту и "пускается в путешествие " как свободный электрон, а пришелец занимает его орбиту.

     В отсутствие электрического и магнитного полей в проводниках ( и в других веществах) наблюдается равновесие зарядов - количество свободных электронов не превышает количества атомов, у которых есть недостаток электронов на внешних орбитах, свободные электроны перемещаются внутри вещества хаотически, в результате в нем отсутствует ток, заряд или магнитный момент.

     Если взять такой проводник, обычно в виде провода, и подключить его концы к источнику тока, то с одного конца к нему будет приложен избыток электронов (-), а на другом появится их нехватка (+) Эта разность потенциалов заставит электроны двинуться от минуса к плюсу. Как только первый электрон сдвинется, то как движущийся магнит он создаст электрическое поле, а как движущийся элементарный заряд - магнитное. Возникший электромагнитный импульс начнет со скоростью света распространяться вдоль провода. Поскольку электроны обладают магнитным полем и являются электрическими зарядами, этот импульс заставляет их двигаться, что приводит к его нарастанию. Величина поля зависит от тока, протекающего по проводнику - чем выше ток, тем сильнее поле.

      Возникает как бы магнитная трубка, по которой движутся электроны.

      А вот теперь немного повтора о конденсаторах.

     Достигнув диэлектрика конденсатора, электромагнитное поле проходит сквозь него и достигает противоположной пластины, заставляя двигаться к плюсу находящиеся на ней электроны. Возникает как бы электромагнитная "трубка". по которой , если бы это был проводник, шли бы электроны от минуса к плюсу источника питания. Но - у нас не проводник, а диэлектрик, поле сквозь него проходит, а "живые " электроны - нет.

     При этом, поскольку интенсивность поля практически такая же, как в проводнике, подходящем к минусовой пластине конденсатора, ток с плюсовой пластины к положительному полюсу источника питания будет в первый момент таким же. Затем произойдет следующее - большое количество выработанных источником тока электронов с минуса "заполонит" всю обращенную к противоположной обкладке сторону "минусовой " пластины, и они перестанут "пускать" на нее новые электроны.

     Находившиеся же до этого на "плюсовой пластине" электроны "сбегут" на плюс источника питания, встроившись в атомы химического (или другого) источника тока вместо тех, которые "ушли" на минусовую пластину.

     Так вот, та самая "электромагнитная трубка", по которой проходит ток смещения конденсатора (наверное, узнали его ) - и есть прообраз, зародыш того поля , которое порождают антенны. Конечно, там более сложные процессы, но сам принцип - тот самый. Только здесь мы рассмотрели и получили поле единичного импульса, который получается при заряде конденсатора.

      Поскольку движение электронов прекратилось, прекращается и порождаемое им поле, и исчезает эта "трубка" в конденсаторе.

     А что будет, если мы пропустим через конденсатор переменный ток ? При каждой смене полупериодов описанный процесс будет повторяться, при этом электромагнитная " трубка" в конденсаторе будет появляться внутри конденсатора , возрастать до максимума, спадать , менять знак и т. д в соответствии с частотой и фазой проходящего через конденсатор тока.

     Это и есть та самая предтеча поля излучающей электромагнитные волны антенны, о которой пойдет речь в следующей статье.