Для электрона в потоке реонов (от неподвижного электрона) скорость частиц
V=
c, а
S— площадь поперечного сечения электрона, откуда
F = np = kcSp = kc
2Sm.
С удалением от электрона концентрация
kвыстреленных им реонов убывает пропорционально квадрату расстояния (Рис. 11). Отсюда, как выяснили выше, и следует закон Кулона: сила
Fотталкивания электронов спадает, пропорциональна квадрату расстояния между ними (§ 1.4).
Рис. 11. Один электрон действует на другой через посредство выстреливаемых им реонов R, воздействие которых спадает вместе с их концентрацией k пропорционально квадрату расстояния.
Так теория Ритца объясняет силу электростатического взаимодействия зарядов. Ну а магнитные силы возникают, как известно, от движения электрических зарядов. Физики говорят, что в зависимости от движения зарядов их электрическое поле преобразуется в магнитное и наоборот (поэтому говорят об электромагнитном поле, считая электричество и магнетизм лишь различными его проявлениями). Но как происходит этот переход, почему его вызывает движение зарядов, и что вообще такое магнетизм, современная физика объяснить не может. Теория же Ритца даёт на это простой и ясный ответ.
Выше было показано, что два неподвижных заряда взаимодействуют с силой
F= kc
2Sm. Теория Ритца предсказывает изменение этой силы при сближении зарядов. Если один заряд движется, закон Кулона оказывается не вполне точен, что связано с конечной скоростью света, реонов, переносящих электрическое воздействие. В самом деле, пусть электрон, испускающий реоны, покоится, а другой движется ему навстречу со скоростью
v. В таком случае скорость потока
V, с которой реоны ударяются об электрон, согласно классической механике, будет равна уже не
c, но
V=c=c+v. Соответственно вырастет и импульс, передаваемый реонами электрону и частота их ударов, а, в конечном счёте, и сила отталкивания одного электрона другим. Из-за увеличения скорости
Vвстречного потока реонов от
cдо
c=c+vполучим
F= k(c+v)
2Sm. Сила вырастет по сравнению с той, что испытывали бы покоящиеся заряды на том же удалении. Напротив, расхождение зарядов уменьшит эту силу. Именно это небольшое изменение силы электростатического взаимодействия и воспринимается нами как магнитное воздействие. Причину этих изменений поясняет баллистическая модель: броневик, расстреливающий неподвижную мишень, увеличивает свою огневую мощь, когда быстро едет навстречу цели (Рис. 12). Ведь при движении к мишени растёт частота ударов и скорость пуль, а значит и сила ударов по мишени: пули барабанят по мишени чаще и сильнее. Ещё заметней будет эффект для пулемёта, установленного на самолёте, скорость которого уже сравнима со скоростью пуль.
Рис. 12. Подобно огневой силе движущегося броневика, повышена сила F взаимодействия сближающихся со скоростью v зарядов за счёт выросшей скорости c'=c+v и частоты ударов реонов R.
Далее рассмотрим заряженную нить и возле неё в т.
Oзаряд
q. Сила отталкивания заряда от нити
F= q/2
0r,
где
— линейная плотность заряда нити,
r— расстояние от заряда до нити, а
0— электрическая постоянная. Сила же взаимодействия заряда с малым участком нити
Mдлиной
dl, имеющим заряд
dl, даётся законом Кулона
F=
qdl/4
0OM2.
Перпендикулярная нити составляющая этой силы выразится через углы
и
dкак
F
у= qcosd/4
0r(Рис. 13).
Найдём, как изменится сила при движении заряда параллельно нити со скоростью
v. По отношению к движущемуся заряду встречные реоны будут иметь скорость
cотличную от
cза счёт векторного вычитания из
cскорости
vзаряда. И направлена скорость
cреонов будет уже не вдоль
MO, а вдоль
MO(ту же природу имеет звёздная аберрация — отклонение световых лучей, вызванное движением Земли, § 1.9). Из треугольника скоростей
OMM:
c= [c
2+v
2–2cvsin]
1/2
или, разлагая в ряд и считая
v/cмалым, получим
c с[1–sinv/c+(v/c)
2cos
2/2].
Соответственно меняется и сила:
F=F(c/c)
2.
Но, поскольку сила меняет и направление (
Fдействует вдоль
c), то интересующая нас составляющая
F
уизменится в несколько меньшей степени:
F
у= F
у(c/c) = [1–sinv/c+ (v/c)
2cos
2/2]cosdq/4
0r.
Остаётся найти суммарную силу воздействия на заряд со стороны всех элементов нити, проинтегрировав
F
ув пределах от
— /2до
+/2. В итоге, полная сила
Fу= (1+v
2/3c
2)q/2
0r= q/2
0r+v
2q/6
0rc
2.