Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://wasp.phys.msu.ru/forum/lofiversion/index.php?t11289.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Mon Apr 11 15:12:30 2016
Кодировка: Windows-1251
Студенческий форум Физфака МГУ > Магнетизм и симметрия
Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Магнетизм и симметрия
Студенческий форум Физфака МГУ > Наука физика > Интересные задачи и познавательные вопросы
VVT
Построим некий аналог динамика следующим способом:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
(Два магнитика ориентированы одинаково, к ним сверху и снизу прилеплены несколько полос ферромагнитного железа. Зеленые стрелки показывают направление магнитного поля.)

Если пустить ток через обмотку, то обмотка поползет в определенном направлении (экспериментальный факт). Но система-то зеркально симметрична! С какого перепугу обмотка должна ползти вправо, почему не влево...
А если рассматривать действие силы на проводник с током, то направление движение становится очевидным. И даже если рассмотреть по изменению потока через контур - тоже все нормально. Что же делать с симметрией?
peregoudov
Я думаю, Вы неправильно понимаете зеркальную симметрию для магнитного поля. Поинтересуйтесь, что такое аксиальный вектор. Он при зеркальном отражении преобразуется не так, как полярный.
Snowman
Можно, я на пальцах объясню?

Магнитное поле определяется по правилу буравчика (или правой руки. или левой задней ноги, кому как больше нравится).
Но при этом - важно! - сила Лоренца на движущийся заряд в магнитном поле должна определяться по тому же правилу.
Таким образом, наблюдаемые физические следствия не меняются, причина в двукратном применении такого правила. И вообще, можно враз всем договориться, и изменить правило буравчика на обратное по знаку (зеркально симметричное). Никаких изменений в описании наблюдаемых явлений это не вызовет.

В общем, имеем следующее свойство: магнитное поле при зеркальном отражении меняет знак, т.к. правый буравчик становится левым (правая рука - левой, и т.д.)
peregoudov
Snowman:
В общем, имеем следующее свойство: магнитное поле при зеркальном отражении меняет знак, т.к. правый буравчик становится левым (правая рука - левой, и т.д.)


Не совсем так. Это утверждение (с дополнительной частицей "не") было бы верно для инверсии. А при зеркальном отражении, скажем, в плоскости xy компоненты Bx и By меняют знак, а компонента Bz остается неизменной. В точности противопожно тому, что было бы для полярного вектора.

Удивительно, но в книжках по электричеству практически не применяют соображений симметрии для расчета магнитного поля в простых случаях. В то же время в электростатике соображения симметрии вовсю применяются. Вот и не знает народ свойств аксиальных векторов!

Я в свое время ликвидировал этот пробел в своих лекциях для вечерников. Если кому интересно, может посмотреть.

http://peregoudov.narod.ru/lectures/lecture12.pdf
Snowman
Цитата(peregoudov @ 19.6.2007, 20:54)
Не совсем так. Это утверждение (с дополнительной частицей "не") было бы верно для инверсии. А при зеркальном отражении, скажем, в плоскости xy компоненты Bx и By меняют знак, а компонента Bz остается неизменной. В точности противопожно тому, что было бы для полярного вектора.
*


Поясню. Я, видимо, неясно выразился.
Я имел в виду не любое зеркальное отражение, а такое, которое оставляет условия задачи (заряды и токи) неизменными, - собственно, только в таких рамках симметрия имеет практический смысл для решения задач.

Мне это условие показалось очевидным, и я не упомянул его.
Relana
Да, тут еще можно вспомнить парадокс Маха с магнитной стрелкой. Парадокс разрешается как раз вспоминанием того, как преобразуются аксиальные векторы.
Щас подробности некогда писать, при желании можно поискать в гугле "парадокс Маха" . Там как раз отражается в зеркале поворот магнитной стрелки при протекании тока через обмотку.
peregoudov
Snowman:
Я имел в виду не любое зеркальное отражение, а такое, которое оставляет условия задачи (заряды и токи) неизменными, - собственно, только в таких рамках симметрия имеет практический смысл для решения задач.


А, ну тогда мы просто говорим о разных вещах. Вы говорите о том, как при отражении должно вести себя магнитное поле с точки зрения симметрии задачи, а я --- с точки зрения закона преобразования аксиальных векторов. Сравнение этих точек зрения и позволяет сделать вывод о направлении поля в простых случаях (ток по нити, ток по плоскости, ...). Меня смутили Ваши слова "В общем, имеем следующее свойство".
VVT
В общем, как я понял из вышесказанного, при зеркальном отражении я должен изменить направление поля магнита. Слова "аксиальный вектор" мне не знакомы, но можно и изучить. Всем спасибо.

Я придумал еще объяснение на пальцах. Возьмем вместо постоянного магнита сверхпроводящее кольцо с током. Тогда, если я произведу зеракльное отображение этого кольца и скоростей электронов (плоскость отражения паралл оси кольца), то я получу магнит с противоположным направлением магнитного поля. Таким образом, зеркально отобразив мою систему, я получу систему с наоборот направленными магнитами. Следовательно система не является зеркально симметричной.

Всем спасибо за внимание.
Snowman
Это частный пример, но довольно удачный ввиду наглядности.

Мне не очень нравятся подходы, предложенные Перегудовым и VVT - в силу простого обстоятельства:
у них делается вывод о свойствах симметрии на основании разбора некоего частного случая (пусь даже не одного).

Думаю, что мой подход - более общий, т.к. опирается только на свойство векторного произведения.
morozov
Цитата(Snowman @ 21.6.2007, 14:50)
Думаю, что мой подход - более общий, т.к. опирается только на свойство векторного произведения.
*


Есть другая сторона этого - метод отражений, рассматриваются задачи с зарядами и токами и полуплоскость. обычно проводящая или с очень большими ε тут все ясно, мнимые заряды, за одно и токи меняют знак... то же работает и не для не идеального "зеркала" однако если мы поменяем среды. поместим заряд в полуплоскость с большим ε, то его "изображение" знак не поменяет.... не всегда отражение в зеркале зеркально.....
Цитата(VVT @ 18.6.2007, 23:42)
Построим некий аналог динамика следующим способом:
Прикрепленное изображение
(Два магнитика ориентированы одинаково, к ним сверху и снизу прилеплены несколько полос ферромагнитного железа. Зеленые стрелки показывают направление магнитного поля.)

Если пустить ток через обмотку, то обмотка поползет в определенном направлении (экспериментальный факт). Но система-то зеркально симметрична! С какого перепугу обмотка должна ползти вправо, почему не влево...
А если рассматривать действие силы на проводник с током, то направление движение становится очевидным. И даже если рассмотреть по изменению потока через контур - тоже все нормально. Что же делать с симметрией?
*


на самом деле эта хреновина (от старого харда, двигает головку) не симметрична, полюса расположены в зазоре и снаружи, так , что южный полюс находится напротив северного, магнитное поле имеет максимум в зазоре... магнитный поток в катушке при перемещании меняется....
Авторский варьянт не будет двигаться.... поток внутри катушки практически не меняется...
Victor Orlov
Цитата(VVT @ 18.6.2007, 22:42) *
Построим некий аналог динамика следующим способом:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
(Два магнитика ориентированы одинаково, к ним сверху и снизу прилеплены несколько полос ферромагнитного железа. Зеленые стрелки показывают направление магнитного поля.)

Если пустить ток через обмотку, то обмотка поползет в определенном направлении (экспериментальный факт). Но система-то зеркально симметрична! С какого перепугу обмотка должна ползти вправо, почему не влево...
А если рассматривать действие силы на проводник с током, то направление движение становится очевидным. И даже если рассмотреть по изменению потока через контур - тоже все нормально. Что же делать с симметрией?


Где Вы увидели симметрию? Ток через катушку может иметь два направления, так что вся система асимметрична.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Русская версия IP.Board © 2001-2016 IPS, Inc.