О диэлектрической и магнитной постоянной

     В основу конспекта положены материалы книги Ф.Е. Кононюка по теории моделирования [1]. Цитаты из неё даются без ссылки на источник, мои замечания предварены двумя прямыми слэшами. Ниже представлены лишь фрагменты конспекта, полный текст опубликован на моём сайте https://ce97629.tmweb.ru/
    В «Справочнике по физике» Яворского [2] читаем: «Магнитная проницаемость вакуума (магнитная постоянная...и диэлектрическая проницаемость вакуума (электрическая постоянная)..., где с = 299792458 м/с (точно) – скорость света в вакууме». Посмотрим, как обстоит здесь дело с терминологией и над чем надо ещё серьёзно поработать.

1. Как размерные коэффициенты превратились в физические константыв

     Электрическая и магнитная постоянная – это на самом деле размерные коэффициенты, а не константы. В число сомножителей таких коэффициентов могут входить числа, безразмерные критерии подобия и размерные коэффициенты. Удачное определение размерного коэффициента дал Вильшанский [2]: "коэффициент, размерность которого приводит в соответствие размерности величин слева и справа от знака равенства; численное значение размерного коэффициента определяется опытным путем".
     В 1785 г Шарль Кулон установил закон взаимодействия электрических зарядов. Для выполнения правила размерностей в этом законе он ввёл коэффициент пропорциональности k, зависящий от используемой системы единиц. Этот коэффициент стали называть размерным коэффициентом. Другой размерный коэффициент появился в установленном в 1820 г. законе Био-Савара-Лапласа, определяющем магнитную индукцию в вихревом поле. Эти два размерных коэффициента стали называть диэлектрической и магнитной проницаемостями вещества. Их включили в определяющие уравнения для сил электрического и магнитного взаимодействия и стали считать константами, количественно разными для каждого вещества.
     Джемс Клерк Максвелл (1860-1865) обнаружил, что произведение этих констант связано с фазовой скоростью распространения поперечных электромагнитных волн в конкретном веществе.В XIX веке понятия диэлектрической и магнитной проницаемости были введены и для эфира: электрическая постоянная эфира и магнитная постоянная эфира. Но коэффициенты так и остались размерными коэффициентами, т.к. по-прежнему зависели от выбранной системы единиц.
     Исходя из подобных представлений об эфире, Максвелл предположил, что свет есть поперечные электромагнитные волны в эфире. Скорость света с приобрела статус константы эфира. Фазовую скорость ЭМ волн в эфире стали называть как электромагнитной постоянной, так и скоростью света. Когда же выяснилось, что электромагнитная постоянная  не зависит от выбора системы единиц, её назвали  её фундаментальной физической  постоянной.

2. Из истории развития физических систем единиц измерений

     Вторая половина XIX века была временем поиска наиболее удобной системы единиц, учитывающей достижения ученых в области электромагнетизма [4, 5]. В 1870-1881 г.г. физики пользовались системами СГСЭ и СГСМ, созданными отдельно для электрических и магнитных величин. Затем их объединили в смешанную систему единиц СГС, для которой физическая константа с оказалась равной единице.
     В 1889 г. А. Рюкер предложил системы единиц СГС;0 и СГС;0 , но они не прижились. После рационализации единиц по О. Хевисайду и предложения Дж. Джорджи заменить сантиметр и грамм на метр и килограмм в первой половине ХХ века появилась система единиц МКСА.Затем МКСА плавно перешла во второй половине ХХ века в систему единиц СИ с теми же коэффициентами пропорциональности. 
   
3. Мнения некоторых физиков
    
     Г. Трунов [5, 6], ссылаясь на мнения многих известных физиков и метрологов, показал, что диэлектрическая и магнитная постоянные, по своей сути, являются размерными коэффициентами.
      О физической бессодержательности этих величин говорит и автор известного учебника по физике Д. Сивухин [7]:  “Дух отживших физических представлений витает над системой СИ. В частности, он повлиял на терминологию: первоначально величины назывались диэлектрической и магнитной проницаемостями вакуума. Только полная бессодержательность таких понятий заставила отказаться от этих терминов и заменить их нейтральными терминами электрическая и магнитная постоянные. От этого, конечно, величины не сделались содержательными. Эти ненужные величины засоряют физику и загромождают формулы“.

4. Физический смысл скорости света как фундаментальной постоянной

     Яворский [2, стр. 1004] сообщает, что универсальная постоянная «скорость света» равна 299792458 м/с (точно). //Из того же, что скорость света в действительности анизотропна и равна  300 000 ± 400 ± 20 km/s [10] с необходимостью следует: в качестве этой постоянной выбрали значение скорости света в каком-то направлении в эфире, измеренное с помощью общепринятых эталонов длины и времени. При этом, разумеется, реальную погрешность измерения положили равной нулю и объявили – Точно! Во всяком случае, так читается между строк.   
     Электромагнитная постоянная официальной физики и скорость света в эфире (физическом вакууме) имеют различное физическое содержание [1]. В. Ацюковский [8] привёл экспериментальные данные, показавшие, что затухание света в воде Чёрного моря в миллион раз слабее, чем затухание электромагнитных волн. Такое расхождение можно объяснить лишь различной природой света и ЭМ волн. «Действительно, поперечные электромагнитные волны воздействуют на жидкость в целом, без учета ее молекулярного состояния, и поэтому затухание электромагнитных волн в жидкости зависит от ее достаточно большой плотности. А свет представляет собой поток частиц (фотонов). Сопротивление потоку фотонов идет на уровне ядер и электронов в атомах, и поэтому затухание света в жидкости значительно сильней».

Источники информации

1. Кононюк А.Е. Обобщённая теория моделирования. Книга 3 (часть 2). – Киев: Освiта Украiнi, 2018. – 563 c.
2. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике. 8-ое изд. – М.: ООО «Издат. ОНИКС»:  ООО «Издат. «Мир и образование»», 2006. – 1056 с.
3. Вильшанский А. 2014. Физическая физика. Ч.1. Гравитоника. Изд. DNA. Израиль, а также http://www.geotar.com/position/kapitan/stat/soder1.pdf
4. Власов А.Д., Мурин Б.П., 1990. Единицы физических величин в науке и технике. – М., Энергоатомиздат, 176 с.
5. Трунов Г.М., 2006, Уравнения электромагнетизма и системы единиц электрических и магнитных величин. – Пермь, ПГТУ, 130 с.
6. Трунов Г.М., 2007. Магнитная постоянная ;0: фундаментальная физическая константа или просто размерный коэффициент? – “Законодательная и прикладная метрология”, 2.
7. Сивухин Д.В, 1979, О Международной системе физических величин. – “Успехи физических наук ”, 129, вып. 2, с. 335-338.
8. Ацюковский В.А., 2006. Популярная эфиродинамика, или Как устроен мир, в котором мы живём. – М.: Знание, 288 с.
9.«Википедия». Фундаментальные физические постоянные. 
  https://ru.wikipedia.org/wiki/%...
10. Reginald T. Cahill. A New Light-Speed Anisotropy Experiment: Absolute Motion
      and Gravitational Waves Detected. Progress in Physics, 4, 73–92, 2006.
                Опубликовано: 29.06.2022