De paradox van Feynman of Feynman's schijfparadox werd door Richard Feynman beschreven in de 'The Feynman Lectures on Physics'.R. P. Feynman, R.B. Leighton and M. Sands (1964) Feynman Lectures in Physics, Volume II; section 17-4 (Addison Wesley, USA). Caltech is zo genereus geweest om de publicatie vrij beschikbaar te stellen op het Internet internet (https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_27.html) - Chapter 17-4 The physics of induction https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_17.html#Ch17-S4) Het betreft een inrichting waarin een uitwisseling van impulsmoment of draaimoment kan optreden. De paradox legt een tegenstrijdigheid bloot die er bestaat tussen de inductiewet van Faraday en wet van behoud van impulsmoment. Hij wordt opgelost door aan te nemen dat ook het statisch elektromagnetisch veld een draaimoment kan bezitten.
Beschrijving van de paradox thumb|De Feynmanschijf De inrichting bestaat uit een kunststof schijf in het X-Y-vlak gelegen die zonder wrijving vrij kan roteren om de verticale Z-as die loodrecht op het X-Y-vlak staat. Een dunne metalen ring met straal a, die een gelijkmatig verdeelde lading Q draagt, is ingebed in de schijf. Langs de Z-as bevindt zich een stroom voerende solenoïde, waarvan de as samenvalt met de rotatie-as, en die een magnetisch veld B en een bijbehorende totale flux genereert. Deze initiële configuratie is volledig statisch met de schijf in rust en met een magnetisch veld B binnen de solenoïde en een elektrisch veld E, veroorzaakt door de ladingen op de ring. Wanneer de stroombron wordt losgekoppeld, neemt het magnetische veld af. Volgens de inductiewet van Faraday zal de verandering in de magnetische flux leiden tot een elektrisch veld dat tangentieel aan de ladingring werkt, waardoor deze een koppel krijgt. Zodra het magnetische veld is uitgedoofd, zou dit koppel ertoe hebben geleid dat de schijf met een eindig draaimoment om de z-as ging draaien. Feynman betoogt, op basis van het principe van behoud van draaimoment, dat het draaimoment van de schijf met al zijn onderdelen aan het begin nul is en nul moet blijven. Er mag geen rotatie plaatsvinden wanneer de stroom in de solenoïde afneemt.
Feynman stelt dat er een draaimoment aanwezig moet zijn in het statisch elektromagnetisch veld. Hij behandelt dit probleem zonder enige berekening en komt tot de conclusie dat er een draaimoment moet zijn opgebouwd toen de inrichting werd samengesteld. Dit wil zeggen door elektrische ladingen aan een constante snelheid van ver op de schijf te brengen bij aanwezigheid van het magnetische veld in de spoel of door een magneet met constante snelheid van ver naar het centrum van de schijf te brengen in aanwezigheid van elektrische ladingen in de ring op de schijf. Wanneer het magnetisch veld wordt uitgeschakeld, wordt het draaimoment teruggegeven en begint de schijf te roteren.
Een aantal auteurs hebben zich verdiept in deze paradox en komen tot de conclusie dat het draaimoment van het elektromagnetisch veld voor deze eenvoudige configuratie gelijk is aan . Een verrassend eenvoudige uitdrukking, die zegt dat voor de gekozen configuratie het draaimoment in het veld enkel afhangt van de initiële flux van het magnetisch veld in de spoel en niet van andere parameters. De paradox wordt hiermee opgelost omdat we nu kunnen schrijven:
waarin de hoeksnelheid voorstelt.
Categorie:Paradox