Третья сила. точнее третий член в силе им. Лоренца

Задача, точнее эксперимент Троутона-Нобля ...
..история такая, ребята ничего не знали про теорию относительности. Не потому, что плохо учились в школе, а просто на дворе стоял 1904 год.
..ну и задумали посмотореть на скорость эфира...
идея такова:
если взять два заряда и подвесить их не ниточке каждый из них, двигаясь вместе с землей создаст магнитное поле, поторое нествует на другой заряд.
и, по мысли авторов, должен был повернуться



ясное дело ничего не произошло....
СТО востержествовало еще не появившись на свет. В который раз...

ОДНАКО если с относительностью разобрались...
надо было посчитать ПРАВИЛЬНО (по-релятивитски)....
не сразу все проснилось, я знаю только одну публикацию подробностей этой истории..
а исторя такова:
1939 г. Физическая энциклопедия. т.5
Т. о. следует считать Т. и Н. о. подтверждением теории Эйнштейна. Последняя истолковывает отрицательный результат Т. и Н. о. так, что хотя крутящий момент заведомо существует, он не может вызвать никакого вращения, т. к. этот момент в точности уравновешивается моментом, создаваемым упругими напряже-ниями при поступательном движении со скоростью V.
1966 г. Физическая энциклопедия. т.5
ТРОУТОНА - НОБЛЯ ОПЫТ один из основных экспериментов, послуживших для обоснования и проверки относительности теории в период ее возникновения; представляет собой попытку обнаружить абсолютную скорость тела, в данном случае - подвешенного на нити легкоподвижного заряженного конденсатора. Согласно классич. электродинамике, принимающей существование неподвижного эфира, при поступат. движении заряженного конденсатора вместе с Землей возникает момент электрич. сил, к-рый должен установить конденсатор перпендикулярно к скорости Земли. Однако опыт дал отрицат. результат, к-рый легко объясним с точки зрения теории относительности. Т. к. в покоящейся относительно конденсатора системе электрич. и механич. силы уравновешены, а при переходе к новой системе они преобразуются одинаковым образом, то и в этой новой системе они будут взаимно уравновешены: вращающий момент электрич. сил будет компенсироваться равным и противоположным ему моментом механич. сил.

и наконец
1998 г. Физическая энциклопедия. т.5
ТРОУТОНА -НОБЛЯ ОПЫТ -один из основных экспериментов, послуживших для обоснования и проверки относительности теории в период ее возникновения. Эквивалентен Майкельсона опыту в том смысле, что в случае положит, результата он подтверждал бы теорию неподвижного эфира. Осуществлен в 1904 Ф. Троутоном (F. Trawton) и Г. Ноблем (G. Noble) и представляет собой попытку обнаружить абс. скорость подвешенного на нити легкоподвижного заряж. конденсатора. Согласно классич. электродинамике, принимающей существование неподвижного эфира, при постулат, движении заряж. конденсатора вместе с Землей возникает крутящий момент элек-трич. сил, к-рый должен бы повернуть висящий на нити конденсатор так, чтобы пластинки его расположились параллельно движению Земли на орбите Однако никакого систематического поворота конденсатора обнаружено не было, опыт дал отрицат. результат, к-рый легко объясним с точки зрения теории относительности. Т. к. в покоящейся относительно конденсатора системе электрич. и механич. силы уравновешены, а при переходе к новой системе они преобразуются одинаковым образом, то и в этой системе они будут уравновешены: вращающий момент электрич. сил будет компенсироваться равным и противоположным ему моментом, создаваемым упругими напряжениями при постулат, движении.
Лит.: Вавилов С. И., Экспериментальные основания теории относительности, М.--Л., 1928; Физический словарь, т. 5, М., 1939, с. 248.

как видно эта ерунда переписывается из тома в том..

...ну и как на самом деле? я умышлено не даю ссылку.... предоставляю возможность пошевелить мозгами. Это обсуждалось некоторое время назад на одном их форумов ...
но там была другая публика...

как во всех приличных задачниках дам ответ






как видите сила направлена коллинеарно скорости и равнодействующая не создает момента.

да, и неплохо бы все домножить на

Сообщение отредактировал morozov - 29.12.2007, 11:47

когда-то давно прошла дискуссия на эту тему на сайтехе.
там закончилось моим неудачным высказыванием, что парадокс решается с использованием релятивистской силы (Минковского).
Эта тема отчасти поправка, отчести разяснение той спонтанной и спорной мысли.

На самом деле в цитированном мной ранее отрывке из Левича гл. 3, 20. Все в там порядке, просто разговор пошел не туда.

в продолжение той темы, можно предложить другой подход, используя расписаную силу Лоренца (см. ЛЛ. т.2, 17 задача) с дополнительным членом



Сообщение отредактировал morozov - 31.12.2007, 14:23

Почему-то автор темы знает всего одну публикацию. Данный опыт довольно подробно описан в книге Вавилова "Экспериментальные основания теории относительности".
В системе отсчета лаборатории заряды покоятся, поэтому не создают магнитного поля. Это и есть правильный ответ (а не третий член в выражении для силы Лоренца).

я знаю книгу Вавилова...тут как раз с точки зрения СТО все в порядке....

проблемы в точном решении задачи...оно оказалось не таким простым подробный расчет есть долько в учебнике Левича Введение в теоретическую физику т.1... глава называется (примерно) "Релятивистская электродинамика"

тут еще не надо забывать о том что сила при переходе от одной ИСО к другой преобразуются кривенько "парадокс рычага"
и можно даже имее пред глазами решение задачи долго не врубиться...

Сообщение отредактировал morozov - 24.1.2008, 1:57

Я о чем говорю. Т. к. магнитного поля в ЛСО нет, то и момента сил нет. Этои есть полное, на мой взгляд, решение. А переход в движующуюся ИСО, парадокс рычага - это уже следующий уровень погружения. Это уже, по сути, другая задача.

я и говорю про другую задачу...

Я считаю, что категорически неправильным было бы говорить о наличии третьего члена. Дело в том, что уравнение в ЛЛ-2 (параграф 17) есть следствие релятивистского уравнения движения и формулы для обычной силы Лоренца.
Понимание этого слагаемого как третьего члена возможно только в том случае, если бы в СТО была формула F=ma. Но это же абсурд, т. к. такой формулы в СТО нет.
Выражение в правой части того уравнения (ЛЛ-2, паргараф 17, задача) в СТО не есть сила, деленная на массу.
С релятивистской точки зрения данная задача, вроде как, подробно описана в книге Паули.

в общем все правильно...
именно желание обратить внимание на это слагаемое было побудительным моментом открытия темы....

а формула в ЛЛ в незаметном месте...


к слову

я обнаружил еще одну разборку опыта Троутон-Нолбля п.44 к книге Паули. Имеено Троутон-Нолбля с конденсаторами, а не два заряда на палочке
..подозреваю есть у Тоннеллы но не проверял это

Сообщение отредактировал morozov - 26.1.2008, 23:08

Вопрос Морозову.
Я написал (пост ?8) о том, что, по сути, -(1/с^2)v(vE) - не сила. Отсуда следует, что решить данную задачу предлагаемым вами способом НЕЛЬЗЯ. Так? Задаю вопрос потому, что вы продолжаете свою идеологию с "третьей силой".
Решать надо иначе.

Сообщение отредактировал AWP - 5.2.2008, 12:15

morozov
Совершенно правильно и этот третий член мог сыграть решающую роль в истории физики
Действительно и Майкельсон и Троутон с Ноблем были уверены в существовании неподвижного эфира
И вопрос тогда так и стоял опыт может опровергнуть либо принцип Галилея либо электродинамику Максвелла
И вместо того (можно конечно было обе идеи развивать), чтобы фантазировать на тему сокращения тел надо было просто спокойно подумать что добавить в электродинамику Максвелла чтобы она удовлетворяла принципу Галилея
И Лоренц вплотную подошел к этому когда ввел калибровку, связывающую потенциалы A и фи
ему оставалось догадаться. что калибровка в физике не бывает просто так, а должна иметь какой-то физический смысл
и он ведь есть divA = -T то есть движение заряда вызывает в продольном направлении дополнительное изменение электрического потенциала, которое можно охарактеризовать как появление дополнительного электрического продольного поля и соответствеенно появление дополнительной силы, действующей на заряды, движущиеся вдоль соединяющей их линии, которая при развороте зарядов компенсирует действие магнитной силы. Тогда Лоренцу оставалось только перенести это обратно в уравнения для Е и В.
и получить силу в виде F=q(E-vxB/c^2-vT/c^2)
И тогда третий член восстанавливает справедливость третьего закона Ньютона для сил в электродинамике и т.д.

Но не случилось

Сообщение отредактировал Rishi - 5.2.2008, 15:51

Скажите, пожалуйста, а что, действительно, если двигать наэлектризированный шарик, то появится магнитное поле?
Кто нибудь наблюдал?
Вот как к расческе прилипают бумажки - видел, но стрелка в компасе от расчески не шевелится.

Ответ Rishi (или, как пишут, 2 Rishi).

Действительно и Майкельсон и Троутон с Ноблем были уверены в существовании неподвижного эфира

Это не так. Известно, что Майкельсон в статье 1881 года сделал вывод о том, что подтвердил теорию Стокса (т. е. модель увлекаемого эфира).

И вместо того (можно конечно было обе идеи развивать), чтобы фантазировать на тему сокращения тел надо было просто спокойно подумать что добавить в электродинамику Максвелла чтобы она удовлетворяла принципу Галилея
И Лоренц вплотную подошел к этому когда ввел калибровку, связывающую потенциалы A и фи
ему оставалось догадаться. что калибровка в физике не бывает просто так, а должна иметь какой-то физический смысл

Рассуждать о "принципе Галилея" физики начали только после появления теории относительности. Само понятие "преобразования Галилея" было введено после 1905 года. "Теоретико-групповое мышление" развилось после СТО, и внедрил его Пуанкаре, а Лоренц в этом процессе не участвовал.
Нормировку потенциалов ввел не Хендрик Антон, а Людвиг Валентин Лоренц, совсем другой человек. Т. е. факты из истории физики не вяжутся с вашей логикой.
Что написано далее - мне не понятно. Что такое Т? Пишите грамотнее и яснее. Третий закон Ньютона в электродинамике и без третьей силы выполняется.

Сообщение отредактировал AWP - 5.2.2008, 20:57

Известен один из опытов Александра Александровича Эйхенвальда, в котором он пытался обнаружить отклонение магнитной стрелки вблизи заряженного конденсатора. Не обнаружил.
Но вообще о величине эффекта говорить не могу, но, судя по всему, он крайне мал.

Эффект наблюдался при вращении заряженного диэлектрического диска Роуланда, Рентгена. Эйхенвальд провел количественные измерения, результат очень важен пропорциональность ε-1, а не ε. Не помню точной цифры поле где-то порядка тысячной земного МП.
Александр Александрович обнаружил магнитное поле поляризационного тока в очень красивом эксперименте.

да это не сила...
Ну и что?
помножьте на массу

"другое" решение см. в курсе Левича т.1

Я не понимаю вашего ответа. Непонятно, стоит или не стоит на самом деле запятая в первом предложении.
Короче говоря, я пытаюсь "выбить" признание того, что ТАК задача не решается; о других решениях я не говорю.

AWP

Вполне может быть, Майкельсон ведь не был особо теоретиком и менял свои взгляды
Однако чего ж он тогда с такой настойчивостью свой эксперимент повторял? Если эфир увлекается, то никакого смещения полос и не должно быть. Тем не менее СТО Майкельсон не поддерживал.
Что касается Стокса. У них там в 19 веке что-то зациклилось в головах (в результате чего потом и кризис в физике произошел) и они почему-то решили (видимо где-то начиная с работ Коши), что если эфир проявляет себя как абсолютно твердое тело в отношении света, то он должен также себя вести и по отношению к вещественным телам. Я думаю это потому что из рук физиков Юнга и Френеля эфир попал в руки математиков. Но Стокс, говоря об аморфности, в каком-то смысле шел в правильном направлении. Да че говорить-то в любом случае отсутствие на тот момент хорошей модели эфира вовсе не означало необходимости отказа от самой идеи.


С этим бы я не согласился. Думаю что Максвелл отлично понимал что выводы из его теории противоречат принципу относительности.


А вот это типичный релятивистский штамп, повторяющийся во всех учебниках. Преобразования Галилея - это математика и она к физическому принципу относительности не имеет отношения, причем Галилей эти преобразования не писал.


Верно, потому что Лоренц был физик, а Пуанкаре физический смысл не волновал, потому как он математик был. И Лоренц наверное не смог бы до такого додуматься чтобы физический принцип относительности подменить математической инвариантностью уравнений, которая к этому принципу никакого отношения не имеет.


Вот тут спасибо, что поправили. Теперь действительно все связалось и понятно почему Хендрик не ввел поправки в уравнения Максвелла. Однако сути это не меняет, оба Лоренца должны были подумать о физическом смысле калибровки. А Вы когда уравнение пишите неужели не задумываетесь, что в физике они должны иметь физический смысл? И последствия удручающие - до сих пор многие считают, что E B - имеют физический смысл, а вот A - это нечто абстрактное.


Приведите ссылку если можно. Теоретики этот вопрос похоже стороной обходят.
Со своей стороны я могу сослаться на популяризаторов Дж.Орира или Р.Фейнмана, который практически соглашается, что силы действия и противодействия для двух движущихся перпендикулярно друг другу зарядов не равны, но потом отсылает читателя
к другой главе и там вдруг заводит речь о сохранении импульса. Если это вопрос такой простой то чего тогда Фейнману выпендриваться?
Что касается ясности изложения. Мне кажется, я вполне четко сформулировал что в предположении существования неподвижного эфира опыт Троутона-Нобла продемонстрировал справедливость принципа относительности Галилея (о невозможности обнаружения абсолютного движения в любых экспериментах) и неполноту теории Максвелла, в которой допускалась такая возможность. Для исправления ситуации надо было предположить что искажения электрического поля возникают не только по бокам движущегося в эфире заряда (магнитный эффект ) но и вдоль линии движения заряда. Эти два эффекта компенсируют друг друга при поворотах двух зарядов вдоль или перпендикулярно линии их движения и являются всего лишь искажением информации о величине заряда при движении в эфире, что как я предполагаю релятивисты обозначают понятием "кинематический эффект". Искажение величины потенциала и напряженности вдоль линии движения заряда можно описать как возникновение дополнительного продольного скалярного электрического поля Т (тут можно хоть как Ы обозначить)
Ну мы же делаем так вводя понятие магнитного поля, хотя Ампер, например, против этого выступал
То есть наличие Т так же как и В - это некая условность, так что Оккам в данном случае отдыхает.
Далее надо эту идею перенести в систему уравнений Максвелла (то есть дополнить их продольным полем) и затем
выписать дополненную силу Лоренца (как показано выше) в которой сила действия равна силе противодействия при любой относительной ориентации движения зарядов.

я не предлагаю так решать...
я говорю, что без этого не решить

Сообщение отредактировал morozov - 6.2.2008, 3:54

это другая задача, Фейнман наверняка знал решение (Пейдж, Адамс 1949) задача не детская .... Фенман не делает секрета из задачи, просто задача не детская...
все становится на свои места если учесть импульс поля... тут три взаимодействующих элемента две частицы и поле.



ну а эти слова не физика.... вряд ли вы сами толком осазнаюте, что сказали...

Сообщение отредактировал morozov - 6.2.2008, 3:56