Я уже рассматривал известный парадокс двух электронов, движущихся параллельно и однонаправленно, но неподвижных друг относительно друга. И показал, что НИКАКОГО МАГНИТНОГО взаимодействия между ними не будет. Лишь кулоновские силы отталкивания.
Да, по отношению к нашей лабораторной системе отчсчёта они движутся и поэтому БУДУТ создавать вокруг себя магнитные поля. Но МЕЖДУ ними никаких магнитных полей не будет и они притягиваться друг к другу, как два элемента тока с параллельными токами, не будут.
Теперь рассмотрим такой мысленный опыт:
Допустим, они влетают к магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны вектору их скорости. Ясно, что во внешнем магнитном поле на оба электрона будет действовать одинаковая по величине и тоже перпендикулярная их вектору скорости отклоняющая сила Лорентца. Они начнут закручиваться в некую окружность, если внешнее поле достаточно протяжённое. И вот тут возникает дополнительная проблема: Закручиваясь в окружность они будут двигаться по дугам разного радиуса. Один по дуге мЕньшего, другой – по дуге бОльшего радиуса. Но, для того, чтобы оставаться неподвижным по отношению к «партнёру», «внешний» радиально электрон должен двигаться с бОльшей скоростью, которую ему «взять» неоткуда. Магнитное поле его может отклонять, но не придавать ему дополнительную скорость!
Значит он начнёт вращаться по дуге (окружности) бОльшего радиуса, ОТСТАВАЯ от «внутреннего»
Это означает, что они перестанут быть неподвижными друг по отношению к другу и из-за этого, имея некоторую взаимную скорость, начнут взаимодействовать магнитно!
КАК?
Как параллельные токи притягиваться?
НЕТ!
Для внутреннего электрона внешний отстаёт от него, а значит по отношению к нему движется в противоположную сторону! Аналогично, вроде бы, и для внешнего – внутренний электрон удаляется от него, получается, что они движутся в разных направлениях. Значит они должны ОТТАЛКИВАТЬСЯ.
Но для нас, в нашей системе отсчёта они ПАРАЛЛЕЛЬНЫ, и ток течёт в одном направлении, значит они должны ПРИТЯГИВАТЬСЯ!!!
Я исхожу снова из картины только их взаимной скорости-- они удаляются друг от друга, значит «токи» текут в разных направлениях и они будут магнитно уже – отталкиваться!
Но если мой довол верен, это нас втягивает в ещё более сложную проблему.
Снова, мысленный опыт, который любой может провести даже дома. Рядом и поблизости друг к другу висят сободно два одинаковых провода. Пускаем по ним ток в одном и том же направлении и они притянутся друг к другу. Ток был ОДИНАКОВЫЙ в обоих проводах.
А что будет, если по одному будет течь ток намного больший, чем по другому? Хотя оба в одном направлении!
Скорость дрейфа электронов РАЗНАЯ: Электроны в «слаботочном» проводе дрейфуют вдоль него гораздо медленней, чем в «сильноточном». Значит они, «слаботочные», ОТСТАЮТ и, по предыдущим рассуждениям, токи, получается, текут в РАЗНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ, а значит должны ОТТАЛКИВАТЬСЯ!!
На самом деле мы увидим снова взаимное притяжение обоих проводов!!!
ПАРАДОКС???
Снять этот парадокс, а этим внести существенную поправку во ВСЕ наши рассуждения о токах, можно только один образом: Необходимо учесть их спонтанное хаотическое движение друг по отношению к другу. В реальных условиях НИКАКИХ, строго движущихся с одной скоростью (а значит НЕПОДВИЖНЫХ ДРУГ К ДРУГУ) электронов ни в проводах, ни в пучках электронов в вакууме электронных ламп, электронно-лучевых трубок или ускорителя НЕТ!
Всегда есть внутреннее хаотическое движение электронов в их «облаке» с огромными, по сравнению со скоростью дрейфа в проводе, скоростями.
И ЭТО ГЛАВНОЕ.
Из-за этого они постоянно взаимодействуют своими электрическими и магнитными полями друг с другом и скорость дрейфа ЛИШЬ ДОБАВЛЯЕТСЯ в этим, уже имеющимся скоростям, складываясь с ними. И тогда действительно можно говорить о двух разных по величине токах, текущих в одном направлении!
И значит они будут притягиваться друг к другу!
Так мы в этой маленькой заметочке сняли пару неприятных парадоксов одним «щелчком пальцев» – приняв во внимание ХАОТИЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ электронов в проводнике или пучке.
Faciant meliora potentes.
26 I 2024
P.S. В связи со всем вышесказанным и ранее упоминавшемся в моих заметках, неизбежен вывод о том, что в определение ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА следует внести уточнение.
Принятое определение Электрического Тока гласит:
Упорядоченный перенос электрических зарядов,
или
Направленное и упорядоченное движение электрических зарядов.
Новое определение Электрического Тока может звучать так:
НАПРАВЛЕННЫЙ И УПОРЯДОЧЕННЫЙ ПЕРЕНОС МНОЖЕСТВА ХАОТИЧЕСКИ ДВИЖУЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ
или
НАПРАВЛЕННОЕ И УПОРЯДОЧЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ МНОЖЕСТВА ХАОТИЧЕСКИ ДВИЖУЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ.
Такое уточнённое определение электрического тока сразу исключает парадокс с двумя движущимися электронами (описанный выше), и все прочие, в которых некоторое количество движущихся зарядов, неподвижных по отношению друг к другу, рассматриваются как «элементы тока».
Они НЕ есть «элементы тока»!