Евгений Александров – Необычные размышления о… (страница 17)
Мы считаем, что перемещающиеся в первом проводнике электроны, генерируют фотоны, которые подлетают к электронам в соседнем проводнике и заставляют их перемещаться вдоль соседнего проводника. При этом, с перемещающимися в первом проводнике электронами, синхронно, в поперечном направлении, перемещается облако фотонов, генерируемых такими электронами. Что касается электронов в постоянном магните, то такие электроны неподвижны относительно стенок магнита. А, поскольку, магнит неподвижен относительно проводника с током, то и электроны внутри магнита неподвижны относительно такого проводника.
В результате, отсутствует генерация фотонов в направлении свободных электронов в проводнике. Поэтому, чтобы получить перемещающиеся в таком поперечном направлении, фотоны, необходимо перемещать в пространстве сам магнит. И тогда, такой, перемещающийся в пространстве магнит, наведет электрический ток в проводнике (заставит, с помощью фотонов, вылетающих из магнита, перемещаться электроны в проводнике). На этом основан принцип работы генератора.
13.2. О законе Кулона
Кулон в повседневной жизни занимался исследованием кручения нитей. Использовал свои знания в этой области для создания крутильных весов. Которые употребил для исследования взаимодействия электрических зарядов. Чувствительность крутильных весов Кулона высочайшая. Очень тонкая нить в весах Кулона, позволяла измерять силу по величине – десять в минус одиннадцатой степени Ньютона (единица силы). При этом, нить скручивалась на один градус. Мы знаем, что в законе Кулона, сила взаимодействия точечных зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояния между такими зарядами. Такой факт подтвердить очень просто. Замеряется сила на одном расстоянии, затем на другом, и выясняется обратная пропорциональность от квадрата расстояния между зарядами.
Другой изобретатель крутильных весов – Кавендиш, также обнаружил такую обратную зависимость от расстояния. То есть со знаменателем в законе Кулона все просто. С числителем сложно. Кавендиш не знал, что записывать в числитель. Кулон ввел понятие количества электричества и сформулировал, что сила взаимодействия между зарядами пропорциональна произведению их величин.
Одно дело сформулировать, а другое – доказать сформулированное.
Что такое заряд? Это совокупность элементарных носителей (например, электронов) заряда, расположенных, например, на сферической поверхности. Чтобы точно определить заряд, необходимо сосчитать количество элементарных носителей (электронов) на такой поверхности. Кавендиш не смог сосчитать количество таких носителей, поэтому отказался от идеи установить закон, который мы называем законом Кулона.
А, Кулон поступил очень хитро (умно). На два сферических шарика он нанес какое-то количество носителей заряда. Какое – он, естественно, не знал. Затем он привел такие шарики в соприкосновение. При этом, по его мнению, произошло выравнивание зарядов поровну на обоих шариках. Каждый из таких равных зарядов, он условно принял за единицу. Измерил силу взаимодействия таких зарядов. Затем, с одного из шариков полностью удалил заряд (обнулил). Например, соприкосновением с Землей. Такой, обнуленный шарик привел в соприкосновение с другим шариком, на котором находился заряд, условно равный единице.
После такого соприкосновения, на обоих шарах оказались заряды, равные по одной второй от первоначального заряда. Измерил силу взаимодействия между шариками. Оказалось, что сила, по сравнению с первоначальной, уменьшилась в четыре раза (если одну вторую умножить на одну вторую, то получим одну четвертую). Кулон еще раз ополовинил заряды на шариках (до одной четвертой от первоначального заряда).
Сила уменьшилась в шестнадцать раз по сравнению с первоначальной. Действительно, если одну четвертую умножить на одну четвертую, то получим одну шестнадцатую. В результате, Кулон пришел к выводу, что в числителе должно стоять произведение зарядов. Несмотря на оригинальность метода Кулона, вопросов остается очень много.
Надо думать, что в процессе измерений, силы взаимодействия шариков, носители зарядов (электроны) не перескакивали с одного шарика на другой. Тогда, каким образом происходила передача силового воздействия (импульса) от одного шарика к другому. Традиционный ответ – с помощью электрического поля. Для нас, это все равно, что с помощью бабы Яги или иной нечистой силы. Мы считаем, что силовое воздействие передавалось фотонами, которые генерировались электронами в шариках. Но, тогда, в законе Кулона в числителе должно находиться нечто, характеризующее излучение.
Выше мы уже указали на необходимость заменить в законе Кулона характеристики зарядов на параметры, характеризующие фотоны. Например, на частоту фотонов, их интенсивность, скорость распространения фотонов в соответствующей среде. И, затем. Ну, узнал Кулон, что кулоновская сила пропорциональна произведению зарядов.
А, каков вклад каждого заряда в такую силу? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо сосчитать количество элементарных носителей заряда (электронов) на каждом из шариков. Занятие исключительно безнадежное.
В самом понятии заряда, как некой совокупности элементарных носителей заряда, заложена какая-то невозможность использования такого понятия для создания той или иной теории. Понятие “заряд” не позволяет раскрыть физическую картину самого процесса кулоновского взаимодействия, не отвечает на вопрос о том, каким путем осуществляется действие одного заряда на другой.
13.3. Напряженность электрического поля и индукция магнитного поля
Не лучшим образом обстоит дело с введением такой характеристики электрического поля, как напряженность, которую определяют, как отношение кулоновской силы к одному из зарядов. Напряженность электрического поля – исключительно фантомное понятие. Поскольку не представляется возможным определить кулоновскую силу при произвольных зарядах, а также невозможно определить заряд, создающий напряженность электрического поля.
Нам предстоит еще вернуться к понятию – напряженность электрического поля (а также к понятию – индукция магнитного поля) при рассмотрении уравнений Максвелла. Обратим внимание на такое понятие, как силовые линии магнитного поля. Строго говоря, силовых магнитных линий в природе не существует. Это некая придумка отцов электромагнетизма. Что-то воображаемое в пространстве, по которым, якобы, размещаются носители магнетизма (опилки, магнитные стрелки и прочее).
Классический пример. Расположим строго вертикально проводник с током, который предварительно проденем сквозь горизонтально расположенную картонку. На которую, вокруг проводника с током, насыплем железные опилки. При включении тока, опилки начнут образовывать вокруг проводника концентрические окружности. Дескать, начнут формировать силовые линии, по которым размещаются опилки. Фокус, известный со времен Фарадея. Вместо опилок можно употребить маленькие магнитные стрелки. Эффект тот же. Поскольку опилки – это тоже однодоменные магнитики (специфические магнитные стрелки).
Так называемый вектор индукции, размещен на картонке (которая в пространстве расположена перпендикулярно к проводнику с током) и для конкретного местоположения на картонке, располагается по касательной к окружности из опилок. Размеры таких окружностей определяются величиной сухого трения между опилками и картонкой, на которую они насыпаны. К магнетизму размеры таких окружностей (или, якобы, силовых линий) не имеют никакого отношения. Если постучать по картонке, то опилки подпрыгнут в воздух, сухое трение с картонкой уменьшится, и опилки сформируют новую окружность, в любом новом месте на картонке.
Если направление тока в проводнике поменять на противоположное, то опилки или магнитные стрелки развернутся в пространстве на 180 градусов. Так называемый вектор индукции, при этом, надо тоже развернуть на 180 градусов. Мы не станем убеждать читателя в том, что окружности с опилками вокруг проводника, формируют (с учетом сухого трения с картонкой) фотоны, вылетающие из проводника с током. На эту тему мы сказали выше достаточно много.
Читатель может спросить. А как обстоит дело с магнитным полем Земли, которое, дескать, защищает нас от проникновения заряженных частиц, летящих от Солнца и из космоса? Действительно, летящий в сторону Земли от Солнца электрон, подлетая к Земле, вдруг разворачивается в пространстве и по спиральной траектории начинает перемещаться в сторону одного из полюсов Земли, где влетает в атмосферу, сталкивается с элементами атмосферы (кислородом, водородом, азотом и прочее).
Принято считать, что такой электрон “наматывается” на силовую магнитную линию и устремляется к магнитному полюсу Земли, где влетает в атмосферу и, сталкиваясь с элементами атмосферы, выбивает из этих элементов свечение, которое называют северным (или южным) сиянием. Сталкивание электрона с кислородом вызывает голубое свечение, с азотом – зеленое свечение, с водородом – желтое свечение.
Мы считаем, что никаких силовых магнитных линий не существует вокруг Земли. И электроны на них не наматываются. Все намного проще. Из Земли вылетают фотоны, которые сталкиваясь с летящими в сторону Земли, частицами (электронами, протонами и другими) разворачивают их в направлении одного из полюсов Земли. При этом, если одни частицы (например, электроны) вращаются в определенном направлении (имеют соответствующий спин), то они направляются в сторону соответствующего магнитного полюса Земли (например, северного). Если у частиц (например, позитронов) противоположный спин, то они направляются в сторону другого магнитного полюса Земли (например, южного).