Добавил:
course-as.ru Авшаров Евгений Михайлович, ejen@course-as.rurnИнвестор и Технический директор ООО 'КУРС-АС1', Москва, http://www.course-as.ru, rnВсе наиболее важное обо мне:http://www.course-as.ru/Avsharov.html Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бычков. Зайцев. Математическое моделирование электромагнитных и гравитационных явлений.pdf
Скачиваний:
446
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
5 Мб
Скачать
☆

модели, так как отсутствие изменения положения точки в какойто подвижной системе координат, вообще говоря, не означает, что среда не обладает скоростью в исходной системе координат. Адекватная математическая модель должна учитывать априорное наличие вектора скорости в исходной системе координат.

Данные свойства приводят к тому, что при преобразовании Галилея (43) выражение

 

 

∙

,

(52)

не является инвариантным, а выражение

 

(53)

 

является инвариантным. Поэтому при переходе в подвижную систему координат операции (52) и (53) надо различать, несмотря на то, что в исходной системе координат эти операции эквивалентны.

2.5.3.Причина потери галилеевой инвариантности в обобщённых уравнениях Максвелла – неинвариантное преобразование исходных уравнений эфира. Инвариантность обобщённых уравнений Максвелла при досветовой скорости движения системы координат

Инвариантность ротора вектора и выражения (53) относительно преобразования Галилея (43) позволяет заключить, что определения магнитного и электрического полей (20), (21) являются инвариантными относительно этого преобразования

78

 

′

′

(54)

(55)

Здесь и далее в п. 2.5 наличие штриха у функции будет означать, что её аргументы также штрихованы.

Сделаем важное пояснение к определению

 

. В постулируе-

мом уравнении движения эфира (5) с полной

производной, пред-

 

 

 

/ =

( / ∙ )( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ставленной через частные производные, фигурирует выражение

ями

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

( , )

. По-

 

 

. В исходной системе координат

 

мула( / ∙ )( )

 

,

 

( ∙ )( )

 

 

 

 

 

 

выражени-

этому в исходных координатах определения

 

 

 

тельно( / ∙ )( )

 

 

 

 

.

 

эквивалентны. Однако фор-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( / ∙ )( )

= ( ′/′∙

)(′ ′) + ( ∙

 

 

 

согласно (45), неинвариантна относи-

)( ′′)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

преобразования

 

Галилея:

 

 

 

 

 

 

 

скую

( / ∙ )( )

 

 

Определение

 

по неинвариантной

формуле′

 

′

 

 

 

 

 

привело бы к введению в математиче-

модель неинвариантного понятия и в результате к неинвариантному описания эфира в терминах такого понятия. Поэтому электрическое. поле определяется инвариантным выражением

(55)

электрического поля (55) состоит в понимании ,0 как плот-

Физическая интерпретация инвариантного определения

ности силы, обусловленной перемещением лагранжевых объёмов сплошной среды в исходной системе координат. В математической абстракции такая сила описывается направленным отрезком (вектором), инвариантным относительно преобразования Галилея.

Взяв дивергенцию от (54), (55), находим

(56)

(57)

Подставим уравнение (51) в (50): 79

′

+ (′∙ ′)(′ ′) − ( ∙ ′)(′ ′) =

,0

.

(58)

( ∙

)(′ ′) ≠ 0

 

 

 

 

Уравнение (51) неинвариантно. Поэтому такая подстановка при

неинвариантное′

 

превращает инвариантное уравнение (50) в

, то есть является неинвариантным преобразова-

нием уравнения. Однако, если при галилеевой замене рассматри-

|′|

 

 

 

 

| |

 

 

вать не слишком быстро движущиеся системы координат

вы-

 

, то свойство инвариантности для уравнения (58) будет| |

полняться приближённо с точностью до члена порядка

 

:

 

 

′

+ (′∙ ′)(′ ′) =

,0

.

 

 

(59)

 

Скорость свободного распространения возмущений в эфире

равна скорости света. Характерные скорости процессов в эфире

имеют тот же порядок. Поэтому данное приближение выполнено

Уравнение (59) будет выполняться без

 

 

 

| | ~

|′|

 

для преобразований Галилея к системам координат, скорость

движения которых много меньше скорости света

 

 

 

 

.

Так же как в п. 2.1, применим

(к ∙

)(′ ′) = 0

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ограничения на

случае специальных потоков эфира:

 

 

 

 

(

 

∙

)

.

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнению′

(59) оператор

 

и оператор производной вдоль кривой

 

′

 

. Получим

обобщённые′

уравнения Фарадея и Ампера в штрихованной′

си-

стеме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′

 

 

 

′

 

 

 

 

 

(60)

 

 

 

 

 

+ ′ ×

= ,0

′

×

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(61)

 

 

 

 

 

 

,0 .

 

 

 

 

′ + (′∙ ′)(′) = (′∙ ′)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С помощью преобразований, описанных в приложении 1 на с. 586, уравнение (61) приводится к форме

′ × ′ = ′ + 4 ′. (62)

Получаем систему обобщённых уравнений Максвелла в подвижной системе (54)–(57), (60), (62), вид которых совпадает с их видом в исходной системе координат (20)–(23), (26)–(29). Поэтому обобщённые уравнения Максвелла инвариантны относительно преобразования Галилея с точностью до величины по-

рядка

 

 

или для специального потока эфира

( ∙

 

 

 

без ограничения на .

′

 

| | |′|

 

 

общем случае произвольной скорости движения подвиж-

 

)(В′ ′) = 0

 

 

 

нойсистемыкоординат обобщённыеуравненияМаксвелла,по-

лученные из (58), вообще говоря, не будут инвариантными относительно преобразования Галилея, так как в результате этого преобразования в них появляется член, зависящий от :

 

+ ′

× ′ = ,0

′

× ′ + ′ × ( ∙ ′)(′ ′) ,

′ ×

 

′ =

′

+ 4 ′ − ( ′ ∙ ′) ( ∙ ′)(′ ′) .

Таким образом,

расчёт

 

 

 

и

 

из обобщённых уравнений

Максвелла (60), (62) в

подвижной системе (43) даёт приближён-

 

 

 

 

 

 

 

 

исходные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. Для получения точных ре-

ные результаты

с погрешностью

 

зультатов для

 

и

 

в подвижной| системе|

нужно использовать

(54), (55).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнения в эйлеровой (49)–(51) или лагранжевой

форме (9)–(11) (см. с. 36), а

 

и

 

вычислять затем по формулам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

81

 

 

 

Соседние файлы в предмете Эфиродинамика