|
Одним из эмпирических результатов, внесшим путаницу в размерности, является экспериментальное открытие, что магнитодвижущая сила (МДС) связана с током (I) выражением MMF = nl, где n – число витков катушки. Поскольку n не обладает размерностью, это эмпирическое отношение указывает на то, что размерности МДС совпадают с размерностями электрического тока. Отсюда, единицей СИ, принятой для МДС, является ампер. В главе 9 отмечалось, что ранние исследователи электрических феноменов приписывали название “мдс” величине, которая, по их мнению, обладала характеристиками силы. Мы находим, что данное определение верно, вопреки отрицанию его правомочности большинством современных физиков. Примерно такая же ситуация сложилась и в магнетизме. Ранние исследователи в этой сфере определяли магнитную величину как обладающую характеристиками силы и назвали ее “магнитодвижущей силой”. Преобладающая точка зрения, что эта величина размерно эквивалентна электрическому току, противоречит выводу пионеров-исследователей. И вновь, мы находим, что наша первичная концепция природы данной величины корректна, по крайней мере, в общем смысле. Мы находим, что МДС – это магнитный (двумерный) аналог одномерной величины, известной как сила. МДС обладает размерностями силы, t/s2, умноженными на коэффициент t/s, связывающий электричество с магнетизмом. Согласования размерностей МДС и связанных с нею величин достигаются введением проницаемости туда, где она применима. Осознание широкой области применения этой величины развивалось медленно. Как указывалось раньше, проницаемость большинства веществ имеет одну и ту же величину, независимо от того, где она присутствует - уровень единицы отсчета, обычно называемый “проницаемостью свободного пространства”. Из-за небольшого числа веществ, у которых ее следует принимать во внимание, факт, что размерности этой величины входят во многие магнитные соотношения, не был очевиден в большинстве ранних магнитных экспериментов. Однако на существование данной величины указывали некоторые эмпирические отношения. Например, одним из важных соотношений, открытых в начале исследования магнетизма, является Закон Ампера, связывающий напряженность магнитного поля с током. В формулировке данного соотношения следовало осознавать более высокую проницаемость ферромагнитных материалов. Изначально проницаемость определялась как константа, не обладающая размерностями - отношение проницаемости ферромагнитного вещества к проницаемости “свободного пространства”. Но чтобы сделать математическое выражение Закона Ампера размерно согласованным, следует включить дополнительные размерности. Тексты, определяющие проницаемость как отношение, приписывают размерности числовой константе - уловка, как указывалось раньше, логически непригодная. Современная тенденция – приписывать проницаемости размерности того, чему она принадлежит. В системе сгс эти размерности – абгенри/см. Абгенри – это единица индукции, t3/s3; на этом основании размерности проницаемости - t3/s3 x 1/s = t3/s4, что согласуется с предварительным определением. Единицы СИ, генри/метр и ньютон/ампер2 (t/s2 x t2/s2 = t3/s4) тоже размерно корректны. Использовалась единица фарад/метр, но она не обладает размерностями, поскольку емкость, единицей которой является фарад, обладает размерностями пространства. МакКейг очень критикует единицу генри/метр. Он говорит: — 227 —
|