Александр Шадрин – Холодное электричество. Электрический эфир (страница 4)

В 1874 году ирландский физик Д. Стоней выступил в Белфасте с докладом, в котором использовал законы электролиза Фарадея как основу для атомарной теории электричества. По величине полного заряда, прошедшего через электролит, и довольно грубой оценке числа выделившихся на катоде атомов водорода Стоней получил для элементарного заряда число порядка 10^—20 Кл (в современных единицах). Этот доклад не был полностью опубликован вплоть до 1881 года, когда немецкий ученый Г. Гельмгольц в одной из лекций в Лондоне отметил, что если принять гипотезу атомной структуры элементов, нельзя не прийти к выводу, что электричество также разделяется на элементарные порции или «атомы электричества». Этот вывод Гельмгольца, по существу, вытекал из результатов Фарадея по электролизу и напоминал высказывание самого Фарадея.

В 1891 году Д. Стоней, который поддерживал идею, что законы электролиза Фарадея означают существование естественной единицы заряда, ввел термин – «электрон» следующим образом:

«При электролизе каждой химической связи, которая разрывается, присуще определенное количество электричества, одинаковое во всех случаях… Заряд такой величины связан в химическом атоме с каждой связью… Эти заряды, которые будет удобно называть „электронами“, не могут быть отделены от атома; они не проявляют себя, если атомы находятся в химическом соединении».

Идеи Д. Стонея обогнали свое время и оказались не только не востребованными современниками, но и не понятыми ими.

Значимость его результатов в следующем. Д. Стоней ввел в научный обиход термин – «электрон», под которым понимался носитель электрического заряда неустановленной физической природы (структуры) эквивалентный электрическому заряду, переносимому одновалентным ионом.

В 1892 году Х. А. Лоренц дал первую формулировку своей электронной теории. Электронная теория Лоренца представляет собой максвелловскую теорию электромагнитного поля, дополненную представлением о дискретных электрических зарядах (электронах), как основе строения вещества, под которыми он понимал все заряженные частицы (положительные и отрицательные).

Таким образом, используя термин «электрон» Лоренц вводит новое содержание в его понятие, отличное от понятия, предложенного Д. Стонеем.

В 1899 году Э. Резерфорд опубликовал свои исследования, в которых он дифференцировал радиоактивное излучение на три компонента: альфа, бета и гамма-лучи. Он обнаружил, что излучение содержит один положительно заряженный компонент – альфа, отрицательно заряженный компонент – бета, и нейтральный компонент – гамма.

В 1901 году А. Беккерель измерил отношение величины электрического заряда к массе у β-частиц и установил, что оно такого же порядка, как и для частиц катодных лучей. Он показал, что бета-частицы – это частицы больших энергий, движущиеся с очень большой скоростью.

В 1911 году на основании анализа и статистической обработки результатов экспериментов по рассеиванию альфа-частиц в тонкой золотой фольге, выполненных Гейгером и Марсденом в 1909 году, Э. Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели атом состоит из очень маленького положительно заряженного ядра, содержащего большую часть массы атома, и обращающихся вокруг него лёгких электронов.

Представленная хронология научных открытий конца ХIХ и начала ХХ века демонстрирует прежде всего трансформацию физического смысла термина «электрон» – носителя электрического заряда, неустановленной физической природы и структуры, в электрон – элемент электрического атома вещества.

В 1838 году Фарадей, пропуская ток от электростатической машины через стеклянную трубку с воздухом при низком давлении, наблюдал фиолетовое свечение, исходящее из положительного электрода (анода). Это свечение распространялось почти до самого отрицательного электрода (катода) на другом конце трубки. Между светящимся катодом и фиолетовым свечением, исходящим из анода, он обнаружил темное пространство, которое теперь называют «фарадеевым темным пространством».

В дальнейшем в исследовании катодных лучей приняло участие множество знаменитых ученых и изобретателей: К. Варли, У. Крукс, А. Шустер, Г. Герц, Ф. Ленард, Ж. Перрен и других, приведшие к созданию корпускулярной и волновой теорий природы катодных лучей.

Немецкие физики, за редким исключением, были единодушны в утверждении, что катодные лучи представляют собой процесс в эфире – волновая гипотеза Гольдштейна; англичане, начиная с В. Крукса, считают, что они являются потоками частичек вещества. В 1895 г. французский физик Ж. Перрен экспериментально доказал, что катодные лучи – это поток отрицательно заряженных частиц, которые движутся прямолинейно, но могут отклоняться магнитным полем.

В 1894 году к экспериментам с катодными лучами приступил Дж. Дж. Томсон с сотрудниками.

Необходимы были строгие количественные эксперименты, которые дали бы возможность определить отношение заряда к массе для катодных лучей. То, что измерение величины удельного заряда явится решающим фактом, впервые осознал Дж. Дж. Томсон. С 1895 г. он начинает методическое количественное изучение отклонения катодных лучей в электрических и магнитных полях. Итоги своей работы Дж. Дж. Томсон резюмировал в большой статье, опубликованной в 1897 г. в октябрьском номере журнала» Philosophical Magazihe». Существо своих опытов и высказывание гипотезы о существовании материи в состоянии еще более тонкого дробления, чем атомы, Томсон изложил на вечернем заседании Королевского общества 29 апреля 1897 г. Извлечение из этого сообщения было опубликовано в «Electrican» 21 мая 1897 г. Опыты Томсона дали следующие результаты: скорость частиц, возрастающая по мере увеличения разрежения в трубке, чрезвычайно велика, значительно больше средней скорости, приписываемой, согласно кинетической теории, молекулам остаточного газа в трубке (в одном из первых опытов 1897 г. Томсон нашел скорость равной 1/10 скорости света, но через десять лет он получил для нее значение 1/3 скорости света). Кроме того, эта скорость зависит от разности потенциалов, которую проходит заряд. Значение отношения заряда к массе оказалось не зависящим ни от состава остаточного газа, ни от формы трубки, ни от материала электродов, ни от скорости лучей, ни от каких-либо иных физических параметров. Другими словами, отношение заряда к массе есть универсальная постоянная. Значение этого отношения было порядка 10⁷ СГСЭ. Аналогичное отношение было уже подсчитано для иона водорода из данных по электролизу – оно оказалось равным 10⁴ СГСЭ. Дж. Дж. Томсон высказывает мнение, что катодные лучи представляют собой поток весьма малых частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света, несущими такой же заряд, как и ионы Фарадея, но обладающими массой, которая в 1000 раз меньше массы самого легкого атома, т.е. атома водорода.

Для достоверного вывода необходимо прямое измерение заряда одновалентных газовых ионов. Важность проблемы заставляет взяться за измерение заряда иона самого Дж. Дж. Томсона. Он впервые использует рентгеновские лучи в качестве инструмента физического эксперимента. Интересно отметить, что рентгеновское излучение было результатом исследования свойств катодных лучей. В свою очередь лучи Рентгена сыграли большую роль в изучении частиц, составляющих катодный луч и в открытии спонтанной радиоактивности.

Эксперименты Дж. Дж. Томсона дали среднее значение заряда иона, равное 6,5 x 10^—10 СГСЭ. Этот результат и укрепил убеждение Томсона в существовании «материи в состоянии более тонкого дробления».

По существу, единственно, что удалось Томсону добиться – это измерить отношение заряд-масса для неведомых частиц, составляющих катодные лучи. Тем не менее он решился сделать вывод, что эти частицы являются фундаментальными составными частями обычного вещества.

Разъяснение по поводу применения термина «электрон» для обозначения частиц, составляющих катодные лучи, дал Ленард Филипп в своей Нобелевской лекции от 28 мая 1908 г. («О катодных лучах»):

«… необходимо перечислить названия, данные этим частичкам электричества, или центрам состояния: я назвал их, элементарными квантами электричества или, короче, квантами, как и Гельмгольц; Дж. Дж. Томсон говорит о корпускулах, лорд Кельвин об электрионах; но в обиход вошло название, которое предпочли Лоренц и Зееман, электрон».

Величина электрического заряда электрона, протона и других элементарных частиц не определена и в настоящее время.

История открытия электричества – это история ряда ошибок и недоработок, что превратило современную теоретическую физику в сборник сказок, никак не связанную с природой. При исследованиях использовались лишь визуально наблюдаемые параметры системы СИ и СГС, в то время, как основная невидимая движущая сила ускользала от внимания экспериментаторов. Это и породило ошибку нарушения причинно-следственных связей. Невидимая сила порождена магнитными монополями вихронов – источниками зарядов движения, продуктами которой и являются визуально наблюдаемые явления в экспериментах. В этой истории прослеживается основная ошибка теоретиков – замена причины следствием.

Релятивисткая математическая физика конца ХХ и начала ХХI века, не решив проблемы физики прошлых лет о природе материи, доведя теоретическую физику до кризиса, оставляет своим наследникам сказки о Термоядерном реакторе, поисках массы нейтрино и «открытии» бозона Хиггса, теории Большого Взрыва, ОТО, Стандартной модели элементарных частиц и прочее, при этом не имея даже представления о сущности и структуре электрона и других основных элементарных частицах (фотоне, нейтроне и протоне) и совершенно не имея определений о таких физических сущностях, как электрический заряд и масса. Указанные частицы обладают структурой и вечным источником энергии – невидимым магнитным монополем, на что указывали ещё Д. Кили, Н. Тесла и Э. Лидскалнин, но этих великих экспериментаторов КТО ТО намеренно выключил из истории физики, как и других сторонников ЭФИРА.