Физические основы теории нетеплового действия электродинамических полей в материальных средах

Приоритет прямого доказательства нетеплового действия электромаг-нитных (ЭМ) полей на физико-механические свойства материалов принадле-жит Вертгейму [1], где по удлинению проволочных образцов различных ме-таллов при постоянной внешней механической нагрузке в условиях пропус-кания электрического тока либо только при термическом воздействии для одной и той же температуры образца определялись соответственно модули служило доказательством дополнительного нетеплового действия электриче-ского тока на величину модуля упругости металла.

Однако в то время этот эффект не был актуален, а потому не востребован, и лишь спустя 125 лет ука-занное явление было переоткрыто Троицким [2]. Теперь феномен нетеплово-го действия ЭМ полей на свойства материальных сред не только всесторонне изучается, но и нашел успешное применение в технологиях обработки метал-лов и других материалов [3, 4]. Тем не менее, надо признать, что при значительных успехах в прило-жениях научное развитие этого направления исследований всегда сдержива-лось концептуально, поскольку строгой электродинамической теории, после-довательно описывающей нетепловое действие ЭМ полей на материальные среды, попросту не существовало.

Объективность такого заявления иллюст-рирует, в частности, многолетняя дискуссия в научной печати о природе электропластического эффекта (ЭПЭ) в металлах (например, в [3, 4]). Пара-докс в том, что одни аргументированно на основе анализа уравнений ЭМ поля показывают, что ЭПЭ электродинамически обусловлен проявлением квадратичных по току закона Джоуля-Ленца и пинч-эффекта, а другие досто-верно в многочисленных экспериментах убеждаются в нетепловой (линейной по току) природе ЭПЭ.Однако, согласно уравнениям системы (1), в принципе невозможны электродинамические потоки, переносящие только электрическую либо маг-нитную энергии, хотя процессы соответствующей поляризации сред сущест-вуют раздельно и энергетически независимы. Поэтому продолжим обсужде-ние уравнений (1) с целью их модификации для поля ЭМ векторного потен-циала, поскольку новые уравнения позволят последовательно описать про-цессы нетеплового действия электродинамических полей в материальных средах: электрическую и магнитную поляризацию среды, передачу ей мо-мента ЭМ импульса.