Вектор магнитного поля имеет физический смысл угловой скорости вращения полевой среды и отличается от нее коэффициентами. Магнитное поле неявляется фундаментальным физическим полем, а суть полевая сила Кориолиса.

Механизм действия полевой силы Кориолиса достаточно прост (рисунок 1.8.1). Как известно кольцо с током создает магнитное поле благодаря движению электронов по кольцу. Пользуясь представлениями о полевой среде, мы понимаем, что вместе с электронами по кругу циркулируют и их полевые оболочки. Поведение полевой среды внутри кольца с током подобно вращению воды в воронке. Вектор магнитного по-

Рисунок 1.8.1. Магнитное поле связано с действием силы Кориолиса в полевой среде, обусловленной ее вращением.

47

ля с точностью до коэффициентов как раз и описывает угловую скорость вращения поля. Дополнительную сложность вносит только уменьшение плотности полевой среды с расстоянием до кольца, что выражается в зависимости полевой массы от расстояния как l/R. В результате этого вектор магнитного поля не является одинаковым для всех точек среды, как например, угловая скорость вращающегося диска. Тем не менее, опуская эту деталь, можно подытожить, что динамика полевой среды в кольце с током аналогична динамике вращающегося диска.

Разумеется, что когда в полевую среду попадает пробная частица, ее движение определяется динамикой этой среды. Поэтому заряженная частица внутри кольца с током будет вести себя так же, как шарик на вращающемся диске. Если такой шарик катится относительно диска с некоторой скоростью, то из-за разницы в характере движения шарика и диска появляется сила Кориолиса, которая «сносит» шарик в сторону. Полевая сила Кориолиса, которая действует перпендикулярно скорости заряженной частицы, была обнаружена экспериментально уже несколько веков назад и известна под названием магнитной силы!

При размышлении над этим вопросом становится понятно, что единственной причиной появления в физике векторного произведения служит вращение. Именно при введении вектора угловой скорости появляется необходимость операции векторного произведения, и все прочие случаи использования этой операции являются следствием вращения. Появление векторного произведения в магнитной силе также очень похоже на эффект вращения. Магнитное поле создается циркуляцией тока по замкнутому контуру, а под действием магнитного поля частицы движутся по кругу. Существует даже теорема Лармора, согласно которой движение частиц в постоянном магнитном поле полностью аналогично движению во вращающейся системе отсчета! Именно аналогия вращательного движения и движения в магнитном поле является наиболее простым примером, позволяющим понять истинную природу электромагнитных сил.