История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
зависит величина явления Холла. Любопытным обстоятельством является то,
что появление в законе Ома, в случае с намагниченными телами,
дополнительного слагаемого, образованного векторным произведением Е и н,
было явно предложено в Тrealise Максвелла2; хотя Максвелл не указал на
возможность реализации этого слагаемого с помощью опыта Холла.
Интересное применение открытию Холла нашел в том же году Больцман11,
который заметил, что оно дает перспективу определения абсолютной скорости
электрических зарядов, которые переносят ток в полоске. Поскольку, если
допустить, что движется только один род электричества (стеклянное или
смоляное), то сила, которая действует на один из зарядов, стремясь
сместить его к одной стороне полоски, будет пропорциональна векторному
произведению его скорости и магнитной интенсивности. Если принять, что
явление Холла есть следствие этого стремления зарядов двигаться к одной
стороне полоски, то становится очевидно, что искомая скорость должна
^Оливер Лодж в 1870-х гг. проводил опыты с течением электричества в
металлическом листе и был очень близок к открытию эффекта Холла; но
прочел в Electricity and Magnetism Максвелла (том II, §501): "Следует
помнить, что механическая сила, действующая на проводник, несущий ток
через магнитные силовые линии, действует не на электрический ток, а на
проводник, который его переносит"; что удержало его от проведения
решающего опыта.
2§303. Ср. Хопкинсон Phil. Mag. X (1880), с. 430.
3WW Am. XVII (1880), с. 12; Phil. Mag. IX (1880), с. 307.
344
Глава 9
быть пропорциональна величине электродвижущей силы Холла, созданной
единичным магнитным полем. На основе этого рассуждения
А. фон Эттингсхаузен^ нашел, что скорость тока, переданного одним из
двух элементов Даниэля через полоску золотой фольги, равна порядка 0,1
см/сек. Однако, ясно, что если ток состоит из стеклянных и смоляных
зарядов, которые движутся в противоположных направлениях, то аргумент
Больцмана становится неадекватным, так как два рода электричества дали бы
два разных направления тока в явлении Холла.
В год, последовавший за его открытием, Холл^ продолжил свои исследования
в другом направлении, изучая, нарушает ли магнитное
поле распределение эквипотенциальных линий в диэлектрике, нахо-
з
дящемся в электрическом поле; но никакого эффекта он не увидел . Согласно
теории, подобного эффекта, действительно^, не следовало ожидать;
поскольку, когда в материальной системе все скорости меняют направление
движения на обратное, движение становится обратным, то под этим
понимается, что, в применении этой теоремы к теории электричества,
электростатическое состояние следует рассматривать как состояние покоя, а
ток - как явление движения; и если такое изменение движения на обратное
произвести в настоящей системе, полюса электромагнита поменяются, а в
диэлектрике изменений не произойдет.
Теперь следует рассмотреть, как эффект Холла связан с вопросом о том,
является ли магнетизм явлением вращательного или линейного характера^.
Если магнетизм линеен, электрические токи должны быть вращательными, а
если допустить, что явление Холла происходит в горизонтальной полоске
металла, причем магнитная сила направлена вертикально вверх, а первичный
ток течет в горизонтальном направлении с севера на юг, то из всех
геометрических категорий задействованы только вертикальное направление и
вращение в западно-восточной вертикальной плоскости. Эти категории
безразличны к вращению в северо-южной вертикальной плоскости, так что
1Апп. d. Phys. XI (1880), стр. 432, 1044.
2Amer. Jour. Sci. XX (1880), с. 164.
5 В 1885-6 гг. Э. ванОбель (Bull, de Г Acad. Roy. de Belgique [3], X, с.
609; XII, с. 280) повторил это исследование в усовершенствованной форме и
подтвердил результат о том, что магнитное поле не влияет на
электростатическую поляризацию диэлектриков.
4Л. Г. Лоренц Arch. Neerl. XIX (1884), с. 123.
5Ф. Колачек Ann. d. Phys. LV (1893), с. 303.
Модели эфира
345
в физическом окружении системы нет ничего, что определяло бы в каком
направлении потечет вторичный ток. Следовательно, гипотеза линейности
магнетизма, видимо, не согласуется с существованием эффекта Холла1.
Однако, некоторые соображения можно выдвинуть и с другой стороны. Эффект
Холла, как и магнитное вращение света, происходит только в весомых телах,
но не в свободном эфире; иногда он направлен в одну сторону, иногда - в
другую, в зависимости от природы вещества. Следовательно, может
возникнуть сомнение в том, что эти явления носят вторичный
характер и что основанный на них аргумент несостоятелен. Более
того, как заметил Фитц-
2
джеральд , магнитные силовые линии, связанные с системой токов, являются
вихревыми и не имеют свободных концов, что усложняет представление о том,
как можно создать в них изменение вращения.
Ни одна из до сих пор рассмотренных различных попыток представить
электрические и магнитные явления с помощью движений и натяжений
