Опыты Роуланда и Эйхенвальда

Относительность магнитного поля.

Если заряженное тело неподвижно относительно наблюдателя, то для него существует только электрическое поле. Если заряженное тело движется относительно наблюдателя, то для него, помимо электрического поля, существует и магнитное поле. Эти выводы проверил качественно Роуланд на опыте и изучил Эйхенвальд в 1901 г. (см. рис. 6.19). Два параллельных металлических диска м могли вращаться вокруг осей и . Вблизи дисков на тонкой нити подвешена магнитная стрелка. Ось стрелки параллельна плоскости дисков. Стрелка скреплена с зеркалом , которое применяется для измерения угла поворота стрелки в магнитном поле. Стрелка помещена внутрь проводящего кожуха, который предохраняет стрелку от воздействия электрического поля и потоков воздуха при вращении дисков. Диски заряжались разноименно и приводились в быстрое вращение, вместе или поочередно, в одном или в противоположных направлениях. Вращение диска создает замкнутый электрический ток в лабораторной системе отсчета, а ток – магнитное поле. Опыты показали, что при вращении дисков магнитная стрелка действительно отклоняется, что указывает на появление магнитного поля.

Рис. 6.19. Схема опыта Эйхенвальда

Как было выяснено, движущийся заряд по своему магнитному действию равносилен элементу тока:

(6.46)

Для проверки формулы (6.46) диски останавливали, по ним пропускали ток от постороннего источника и измеряли силу тока, вызывавшего то же отклонение стрелки, что и при вращении дисков. Измерения показали справедливость формулы (6.46).

Любые движущиеся заряды, независимо от их природы, в том числе и поляризационные заряды, вызывают магнитное поле. Для проверки этого вывода между металлическими дисками помещался диэлектрик с проницаемостью . Если электрическое напряжение между дисками поддерживать постоянным, то заряд на дисках увеличиться в раз за счет поляризации диэлектрика. При вращении дисков относительно неподвижного диэлектрика магнитное поле увеличится также в раз, что и обнаруживалось в опытах. Если диэлектрик вращать вместе с дисками, то магнитное поле будет таким же, как и в отсутствие диэлектрика.