Новая модель в электродинамике
Красивое и простое решение задачи о минимальном расстоянии между двумя прямыми, которое я изложила в предыдущей статье, имеет важное практическое применении в теории электродинамики.
Из курса школьной физики мы знаем, что провода, по которым течет ток, имеют свойство притягиваться или отталкиваться, будучи параллельными. Если ток течет в одном направлении, то они отталкиваются, если в разном, то притягиваются.
Обычно для объяснения этого магнетизма пользуются сложными моделями с движущимися по проводам электронами. Данная задача позволяет отказаться от использования понятия электрон и демонстрирует модель, которая очень легко и просто объясняет поведение проводов.
Из чертежа мы можем понять, что при взаимно ортогональном (перпендикулярном) расположении двух проводов не происходит никакого притяжения и отталкивания. Силы скомпенсированы. И расстояние между двумя прямыми представляет собой отрезок, соединяющий две прямые и перпендикулярный им обоим.
Но в случае, когда две прямые расположены в пространстве под каким-либо непрямым углом, расстояние между ними уже нельзя так просто отобразить. И наш отрезок превращается в фигуру с четырьмя гранями и вершинами, три грани которого представляют собой прямоугольный треугольник.
В каком-то смысле это и есть та стрелка компаса, которая показывает направление электромагнитного поля в данном месте.
Так как электрический ток возникает лишь в замкнутых контурах, то данные прямые на самом деле представляют собой маленькие отрезки неких окружностей, имеющие в данном месте вид прямой. Меняя форму прямых, изгибая их относительно друг друга можно моделировать электромагнитные явления и предсказывать результат - в каком случае происходит усиление или ослабление тока, магнитных свойств, и почему.
В частности, меня всегда интересовал вопрос, почему в генераторе провода должны быть обязательно смотаны в катушку. Данная модель позволит объяснить это математически и выразить количественные зависимости мощности генератора от количества витков, длины провода и т.д.
P.S.:
В зависимости от взаимного расположения прямых мы получаем разные по форме призмы и разные формы четвертого треугольника - ACD. Предлагаю вам рассмотреть случаи, когда треугольник является равносторонним или равнобедренным. Возможны ли такие случаи в принципе? Если да, то что в этих случаях можно сказать о взаимном расположении прямых?
Комментарии
надо будет повнимательнее почитать подборку по этой теме:)
Галина Иванова, вы молодЭц!
возьму в закладки, разберусь на досуге:)
Задача довольно просто решается методами аналитической геометрии. Прямая в пространстве есть геометрическое место пересечения двух плоскостей. Разворачиваем и перемещаем систему координат так, чтобы одна из рассматриваемых линий совпала с любой из осей (напр. х). Тогда её можно описать в новых к-тах пересечением пл-сти у=0 и пл-сти z=0
А дальше просто ф-ла из известнейшего справочника Бронштейна и Семендяева.
Извините.
Ну а поиск угла между независимыми проводами может и имеет значение, но не для меня, задача чисто надуманная и если где и понадобится, то в очень узкоспециальных случаях.
К катушкам она отношения не имеет. Формулу сейчас не вспомню, но там (в формуле) не только форма катушек, но и их площадь значения не имеют - только количество витков. Очень удобно и тригонометрических ухищрений не требует.
Разбираться с этим конечно надо, поскольку магнитные свойства разных металлов различны и сильно различны, а кроме того есть различие между металлами и неметаллами, которое тоже может иметь принципиальное значение, но угол между проводниками с током на мой взгляд вряд-ли будет иметь решающее значение для исследования поисхождения общей картины, только для частных случаев, поскольку изначальные взаимодействия всё-таки довольно строго перпендикулярны, а всякие косые углы возникают при взаимодействии вторичных явлений...
В общем опять ересь :-(
Так Вы не надумали сдаться в монастырь?
Кроме того, эта модель позволяет изучать свойства самого пространства и объяснить многие наблюдаемые в природе эффекты. Например, то, как мы вычисляем расстояние до объекта, определяем его приближение или удаление по звуку, по спектру излучения и т.д.
А монастыри, между прочим, были первыми научными центрами. Именно там рождались самые гениальные научные открытия. От музыкальных нот до генетических законов.
Всё.
Поэтому Ваше предположение - ересь.
Поэтому - в монастырь.
Науку двигать
Или давайте определения для того и другого - для пространства и для полей.
Кстати, заодно получится единая теория всего - очень удобно...
Есть некоторые отвлечения от этой схемы в цветовом конусе Шрёдингера (не путайте со световым конусом Минковского), но это опять же десятые следствия из основной схемы и если начинать рассматривать мир с них, запутаетесь и к началу не придёте, оно всегда будет в другой стороне. К тому же Шрёдингер эту работу не закончил, так что возвращаемся к началу и имейте в виду, кроме монастыря существует ещё эцих.
С гвоздями