Заблуждения в понимании напряженностей и индукций ЭМП
Главная
Введение
Проблемы и заблуждения
Новое развитие
Контакты
В теории ЭМП существует давнее заблуждение или путаница в понимании напряженностей и индукций ЭМП. Это заблуждение или путаница представлено в таких классических курсах теоретической физики, как «Теория поля» Ландау-Лифшица, Левича Г.В., Компанейца А.С., Тамма И.Е., курсах электродинамики Бредова М.М., Топтыгина И.Н. Рассмотрение современных статей по электродинамике и оптике показывает, что многие авторы пребывают в этом заблуждении, что приводит их к неправильным выводам, в частности, по проблеме Абрагама-Минковского. Суть заблуждения заключается в том, что эти авторы в своих трудах путают характеристики ЭМП в вакууме с характеристиками ЭМП в материальной среде. Силовые электромагнитные характеристики ЭМП в вакууме определяются векторами напряженности электрического поля E и магнитной индукцией B, а в среде  электромагнитное поле представлено посредством электрической индукции D и напряженности магнитного поля H. Напряженность электрического поля  E и магнитная индукция B характеризуют силовое действие поля на заряды и токи, а  электрическая индукция D и напряженность магнитного поля H, характеризуют влияние среды на электромагнитное поле. Это несоответствие названий характеристик магнитного поля в вакууме и в среде с их физической сутью сложилось со времен Кулона. Для изотропной диэлектрической среды E и B связаны с D и H соответственно через диэлектрическую и магнитную проницаемости среды.
В качестве примеров правильного понимания этого вопроса можно привести классические курсы "Электродинамика" А. Зоммерфельда, «Классическая электродинамика» Дж. Джексона, курс И.В. Савельева.  Правильное понимание и его описание  существует и в других курсах физики. Например, в курсе «Электричество и магнетизм» Матвеева А. Н. читаем:
«Поскольку сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся заряд, описывается вектором В, то естественно назвать этот вектор напряженностью магнитного поля. Однако историческое название напряженности магнитного поля закрепилось за другим вектором, который обозначается Н. Этот вектор не является полевой характеристикой магнитного поля, он учитывает свойства материальной среды, в которой поле существует. В частности, при заданном Н вектор В, а следовательно, и сила, действующая на движущийся заряд, могут иметь самые различные значения. За вектором В установилось название индукции магнитного поля
      В курсе «Электромагнитное поле» Мешкова И. Н. и Чирикова Б. В. читаем:
«Магнитное поле в среде Н считалось аналогичным электрическому полю Е, а магнитная индукция В - электрической индукции D. Так как на самом деле в природе не существует магнитных зарядов, а магнитное поле возбуждается при движении электрических зарядов, возникло несоответствие между общепринятыми понятиями теории магнетизма и действительной картиной магнитных явлений. Это противоречие до сих пор приводит к недоразумениям, так что в этой области физики нужно быть особенно «бдительным».
      В курсе «Основные законы электромагнетизма» Иродова И. Е. читаем:
«Величину Н часто называют напряженностью магнитного поля, однако мы не будем пользоваться этим термином, чтобы лишний раз подчеркнуть вспомогательный характер вектора Н
      В курсе физики Сивухина Д.Б. читаем:
«Вектор H играет в учении о магнетизме такую же вспомогательную роль, что и вектор D в учении о диэлектриках. Основным вектором является вектор B. Это - силовой вектор, и его следовало бы назвать напряженностью магнитного поля в веществе. Однако по историческим причинам напряженностью магнитного поля в веществе называют вектор H, а вектор B получил неудачное название магнитной индукции».   
      Пример того, к чему приводит описанное заблуждение при рассмотрении проблемы Абрагама-Минковского, связанной с взаимодействием электромагнитного излучения с диэлектрической средой, можно посмотреть здесь.

      Это заблуждение настолько глубоко вошло в теорию ЭМП, что его можно увидеть и в Википедии, например, при описании вектора Пойнтинга в вакууме. Здесь он описан в виде S=ExH, хотя правильная запись S=ExB.   
      Эта ошибка присутствует и в некоторых современных публикациях, например, здесь [1], [2], [3], и др.
Информационные ссылки