Последняя тайна бога (И. Мисюченко). И. Мисюченко Последняя тайна
 Скачать 6.4 Mb.
|
|
§ 5.5. ЭДС самоиндукции переменного конвекционного тока и инерционная масса Теперь последовательно опишем механизм возникновения инерции элементарного заряда. Придадим нашему модельному заряду движение во введенной выше системе координат. Пусть заряд движется вправо вдоль оси ( OX ) со скоростью v . Такой движущийся заряд, как мы уже говорили, являет собой элементарный конвекционный ток. Величина этого тока определена выше в формуле (5.6). Индуктивность электрона нам известна из (5.3). Определим теперь ЭДС самоиндукции, наводимой таким током на проводник длины 0 0 2r d l = = в том же месте, где протекает ток. Зная индуктивность проводника L , мы немедленно можем записать по Фарадею: (5.12) dt dI L U − = [Гн·А/c]= [В], И. Мисюченко Последняя тайна Бога 128 в нашем же случае, подставляя (5.6) и (5.3) в (5.12), получим: (5.13) dt dv q dt r qv d r dt dI L U ⋅ − = ⋅ − = − = π μ π μ 4 ) 2 ( 2 0 0 0 0 0 [Гн/м·Кл·м/с 2 ] = [В]. Пусть производная dt dv / скорости по времени, фигурировавшая в этом выражении, будет обозначена как a . Эта величина является просто ускорением. Значит, мы только что обнаружили, что ускоренное движение заряда приводит к появлению вблизи этого заряда электродвижущей силы самоиндукции. ЭДС самоиндукции, выраженная через ускорение a , будет иметь вид: (5.14) a q U ⋅ − = π μ 4 0 [В]. Напомним, что знак ЭДС определяется правилом Ленца, в соответствии с которым самоиндукция всегда направлена против причины, вызвавшей изменение тока. Эта ЭДС означает наличие электрического поля, действующего на сферу в направлении XO «от полюса до полюса» (рис. 5.1). Следовательно, можно записать для напряжённости E этого поля: (5.15) a r q r a q d U E ⋅ ⋅ − = ⋅ − = = 0 0 0 0 0 8 2 4 π μ π μ [В/м]. Теперь вспомним, что наша сфера заряжена зарядом q , и, следовательно, электрическое поле с напряженностью E вызовет действие на заряд q силы F : (5.16) a r q a r q q qE F ⋅ ⋅ − = ⋅ ⋅ − ⋅ = = 0 2 0 0 0 8 8 π μ π μ [В/м·Кл]=[Н]. В то же время из 2-го и 3-го законов Ньютона для силы инерции нам известно: (5.17) ma F − = [Н]. где F - сила инерции, противодействующая ускоряющей силе, m - коэффициент пропорциональности, именуемый в механике «инерционной массой». Сопоставляя выражения (5.16) и (5.17), можем записать: (5.18) 0 2 0 0 8 r q m ⋅ = π μ [кг]. что полностью совпадает с (5.10). Таким образом, взяв модельный заряд в виде заряженной сферы конечных размеров и попытавшись придать ему ускоренное движение, мы обнаружили силу противодействия ускорению . Эта сила обязана своим происхождением явлению электромагнитной самоиндукции уединенного переменного конвекционного тока. Коэффициент пропорциональности между указанной силой и величиной ускорения заряда И. Мисюченко Последняя тайна Бога 129 имеет размерность массы [кг] в СИ и численно выражается формулой (5.18). Поскольку заряд входит в выражение для массы во второй степени, то для положительных зарядов наблюдается ровно то же явление противодействия самоиндукции их ускоренному движению, что и для отрицательных. Более того, поскольку явления индукции элементарного тока проявляются только на расстояниях, сопоставимых с длиной самого элементарного тока, то система из совершенно различных жёстко связанных неким образом зарядов, расположенных на достаточно далёких, по сравнению с их собственными характерными размерами, расстояниях, будет при ускорении создавать силу противодействия, пропорциональную простой сумме их «индукционных» масс. Так образуется инерционная масса макроскопических тел - как простая сумма масс элементарных зарядов этого тела. Если же расстояние между разноименными зарядами уменьшать, то общая масса системы начнёт отличаться от простой суммы масс и продемонстрирует нам эффект «дефекта массы». Это произойдёт в силу того, что проявится взаимоиндукция зарядов. В самом деле, если на отрицательно заряженную частицу ЭДС её самоиндукции при ускоренном движении воздействует так, что препятствует ускорению, то на расположенную рядом положительную частицу то же самое поле произведёт обратное действие. Следовательно, мы можем утверждать, что масса атома водорода должна быть несколько меньше, чем простая сумма масс протона и электрона. Т.е. самоиндукция частиц в системе частично компенсируется их взаимоиндукцией. При дальнейшем сближении разноимённых зарядов в системе будет происходить дальнейшее «исчезновение» массы, вплоть до полной её «аннигиляции». В связи с вышесказанным необходимо отметить, что невозможно бесконечно увеличивать плотность материи - при определённой степени сжатия, когда разноимённо заряженные частицы сблизятся на расстояние, сопоставимое с их размерами, масса начнёт убывать и рост плотности замедлится, а затем, возможно, прекратится. Дальнейшее сжатие, буде оно физически возможно, привело бы к «исчезновению» массы и превращению зримой материи обратно в вакуум (мировую среду, эфир, пленум). Коль скоро мы свели понятие массы к понятиям индуктивности и заряда, а явление инерции к явлению самоиндукции, то следовало бы увязать законы механики Ньютона с электрическими законами Кулона и Фарадея. Итак, мы установили, что первый закон Ньютона есть следствие того, что индукция и самоиндукция возникают только при изменении тока (явление, открытое М. Фарадеем). Второй закон Ньютона есть просто прямое следствие закона электромагнитной индукции Фарадея (ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна произведению индуктивности на скорость изменения тока). Третий закон Ньютона выражает правило Ленца для самоиндукции (ЭДС самоиндукции всегда направлена против причин, вызвавших изменение тока). Принцип же независимости действия сил в механике является выражением принципа суперпозиции полей в электродинамике и является прямым следствием закона Кулона. Таким образом, все три основных закона (и их современные дополнения) классической механики свелись к явлению самоиндукции и законам Кулона и Фарадея. Позже, в главе 9 мы покажем, что и сам закон Кулона не фундаментальный закон, а лишь следствие законов индукции. § 5.6. Незримый участник, или возрождение принципа Маха Рассмотрев вышеизложенный механизм инерции, внимательный читатель может задать вопрос: так что же, ускоряемый электрон порождает поле, которое препятствует его ускорению? Да. Это так. Так что же, выходит, он сам себя останавливает?! Разумеется, нет . Это барон Мюнхгаузен сам себя вытаскивал из болота за волосы. Применявшийся Р. Фейнманом термин self-induction, в русскоязычной литературе переводится как «самодействие», и не имел у Фейнмана прямого отношения к явлению электромагнитной индукции Фарадея, а просто служил указанием на то, что ускоряемый электрон неким И. Мисюченко Последняя тайна Бога 130 загадочным образом «действует сам на себя». Дело в том, что электрон не в одиночку порождает противодействующее его ускорению поле. Не случайно в формулы массы (5.10) и (5.18) входит магнитная проницаемость вакуума. Это говорит о том, что в создании электрического поля самоиндукции участвует не только электрон, но и окружающий вакуум (эфир, пленум). В самом деле, если мы попробуем ускорить любое другое тело, то оно будет сопротивляться в точности так же, как наш электрон. Если же мы ускорим сам вакуум, то все заряды во Вселенной будут испытывать силу (5.16). Следовательно, можно заключить, что наш ускоряемый электрон, посредством вакуума, «цепляется» за все материальные тела во Вселенной. Так это же и есть знаменитый принцип Маха, в который так верил А. Эйнштейн! Правда ни Мах, ни Эйнштейн не могли назвать конкретный механизм, посредством которого этот принцип выполняется. Теперь такой механизм может быть предложен. § 5.7. Ещё одно сокращение сущностей Говоря о том, что ускоряемый электрон порождает поле, учёные тем самым, утверждают, что вот, есть электрон, а есть поле. И это вещи разные. Но откуда же такая уверенность?! Насколько нам известно, никто и никогда не держал в руках электрона без его поля. Более того, похоже, никто даже не представлял себе такого электрона. Ещё более того - всякий раз, когда мы имеем дело с электроном, мы имеем дело только с его полем! Если бы мы мысленно проделали такой эксперимент - извлекли бы все электроны из какого-то тела, но так, чтобы их поля остались нетронутыми, - разве заметили бы мы хоть какие-то перемены?! Нет. Не заметили бы. До сих пор только наличие инерционных свойств электрона позволяло физикам говорить что электрон - это нечто большее, чем его поле. Но мы выяснили теперь, что инерция - это результат действия электрического поля самоиндукции на электрон. То есть инерция - это что-то, что вызывается полем. Всё. У нас исчезло единственное и последнее основание говорить раздельно слова «электрон» и «поле». Выясняется, что электрон - это и есть его поле. И больше в нём ничего нет. Помните, говоря о законах Ньютона, мы выделили курсивом в современном определении слово поле, чтобы подчеркнуть, что поле как минимум признано равноправным участником в механических явлениях. Мы уверены теперь, что поле - единственный реальный участник как механических, так и электрических явлений. Что с этой точки зрения происходит при ускорении электрона?! А вот что: поле, исходно имевшее симметричную форму, искажается (деформируется) при ускорении таким образом, что сопротивляется ускорению. Об этом догадывался ещё Р. Фейнман [6]. То есть ускоряемый электрон - деформируется. Это очень важный вывод, открывающий путь для рассмотрения многих явлений физики, в частности - излучения электромагнитных волн. Но этот вопрос уже выводит нас за рамки заявленной в этой главе тематики. § 5.8. Энергия заряженного конденсатора, «электростатическая» масса и 2 mc E = Ещё в XIX веке ([4]) были предприняты попытки объяснить инерционную массу, исходя из представлений классической электродинамики. Проследим лишь один из таких возможных путей (Г. А. Лоренц, А. Зоммерфельд [8]) и попытаемся довести соответствующие рассуждения до логического завершения. Для этого обратимся к выражению (5.5) для емкости нашего модельного заряда и вычислим энергию соответствующего уединенного сферического конденсатора: И. Мисюченко Последняя тайна Бога 131 (5.19) C Q QU CU W 2 2 2 2 2 = = = [Дж]. Таким образом, зная C из (5.5), можем записать: (5.20) 0 0 2 8 r q W πε = [Дж]. Далее, формально воспользовавшись формулой Эйнштейна 2 mc W = : (5.21) 2 c W m = [Дж]. где W - полная энергия, c - скорость света в вакууме, получим: (5.22) 2 0 0 2 0 1 8 c r q m ⋅ = πε [кг], Этот результат был получен ещё Г. А. Лоренцем [7] и приведён, в частности, А. Зоммерфельдом ([8, ф. 33.14 с. 383]). Однако, как и в случае с Р. Фейнманом [6], этот результат не совпал с результатом, полученным из подсчёта механического импульса электромагнитного поля движущегося электрона. И на этом шатком основании Зоммерфельд заявил, что не вся масса имеет электромагнитное происхождение. Памятуя, что ( ) 0 0 2 / 1 ε μ = c , окончательно имеем: (5.23) 0 2 0 0 8 r q m ⋅ = π μ [кг]. Что полностью совпадает с выражениями (5.10) и (5.18) для массы элементарного заряда, полученными как из энергетических соображений, так и из детального анализа явления самоиндукции. Как видим, такой подход приводит нас к вполне правильному выражению для массы, однако совершенно не вскрывает механизма возникновения явления инерции. Масса здесь выступает как загадочное свойство, связанное с энергией. Причём в начале XX века эйнштейновский формализм (5.21) был воспринят неоправданно расширительно, и тем самым крайне запутал ситуацию с анализом электрического происхождения инерционной массы. Поскольку Эйнштейн «забыл» указать, какая именно энергия W имелась в виду, то исследователи того времени ошибочно сочли, что любая энергия, в т.ч. кинетическая, внутренняя и все виды потенциальной могут быть подставлены в формулу Эйнштейна с целью получить осмысленный результат. Увы, это не так. Получив выражение (5.23) и зная о магнитных и механических свойствах электрона, физики стали задумываться, а какая именно часть «полной» массы электрона определяется энергией электрического поля? А какая часть - энергией магнитного поля электрона?! А как быть с присущей электрону механической энергией?! Если же добавить сюда ещё и крайне запутанный вопрос о том, обладает ли гравитационное поле электрона собственной массой, то задача просто переходит в категорию неразрешимых. Решением уравнений ОТО Эйнштейна, например, являются, в частности, пустые миры, содержащие только гравитационное поле, т.е. кривляющееся пространство. Вот так и запутывали сами себя великие умы. И. Мисюченко Последняя тайна Бога 132 На самом деле заявление, что энергия обладает массой - это пример схоластической средневековой чуши. Энергия - это, как мы рассмотрели ранее, определённого вида расчет (идея, интеграл), то есть нечто, существующее лишь в человеческом сознании, а масса - это характеристика материи, говорящая о её реакции на изменение движения. Заявить, что идея имеет материальную характеристику - это, простите, нонсенс. Другой вопрос, почему электростатическая энергия неподвижного электрона оказывается связанной с его кинетической энергией, обретаемой при движении и с силой инерции, возникающей при разгоне (торможении)? Этот вопрос может привести нас к размышлениям о том, что же такое заряд? Ведь современная физика на этот вопрос не даёт никакого вразумительного ответа. Возникает подозрение, что заряд сам по себе связан с неким движением чего-то. То есть за зарядом, как и за массой, стоит некая более общая сущность, скорее всего, связанная с движением. Кроме того, мы уже показали, что понятия «заряд» и «поле» - имеют одно и то же содержание. Тогда вопрос «что же такое заряд?» - сведётся к вопросу «что же такое поле?»... На самом деле, формула (5.20) говорит о той работе, которую пришлось бы затратить, чтобы притащить заряд электрона из бесконечности и разместить его на сфере конечного радиуса. А (5.21) говорит нам, что точно такую же работу, оказывается, пришлось бы затратить, чтобы разогнать два таких заряда до скорости света. Как нам кажется, это довольно громкий намёк на возможное внутреннее устройство электрона. Итак, мы, вскрыв индукционный механизм возникновения явления механической инерции, ясно видим, что масса элементарного заряда связана только с его электрическим полем, то есть с зарядом и его геометрическими размерами. И более - ни с чем. Таким образом, знаменитая формула, приписываемая Эйнштейну, 2 mc E = справедлива только для электрического поля. Обратим теперь взгляд на труды наиболее далеко продвинувшихся в этом вопросе предшественников и попробуем понять, почему они так и не смогли поставить точку в этой проблеме. § 5.9. Электромагнитная масса в электродинамике А. Зоммерфельда и Р. Фейнмана Разумеется, проблема массы, как электрического явления, исследовалась многими выдающимися учёными, так что, как и И. Ньютон, мы можем заявить, что стоим «на плечах гигантов» и лишь потому, возможно, видим дальше. После Г. А. Лоренца наиболее серьёзные работы были проведены в этом направлении А. Зоммерфельдом [8] и Р. Фейнманом [6]. Оба они прекрасно владели аппаратом электродинамики и оба начинали своё рассмотрение проблемы массы с вычисления импульса поля электрона. Вычисляя механический импульс поля, оба полагали, что движение электрона вызывает появление магнитного поля и записывали импульс электрона как импульс электромагнитной волны через E и H компоненты. Откуда они взяли, что электрон - это электромагнитная волна и его импульс может быть записан именно таким образом, не вполне понятно. Фактически, это является произвольным допущением. Дело в том, что электромагнитная волна в современной физике это совершенно конкретный объект с конкретными свойствами. В частности, напряжённости электрического и магнитного поля в волне всегда жёстко связаны. Если известна электрическая компонента поля волны, то автоматически известна и магнитная (в вакууме, разумеется). Не может быть такого, что одной напряжённости электрического поля волны соответствуют различные напряжённости магнитного поля. Именно поэтому идея принять магнитное поле движущегося электрона как магнитную компоненту электромагнитной волны вызывает вопросы. Математический аппарат, использованный этими учёными, несколько отличался. В результате А. Зоммерфельдом было получено значение массы: И. Мисюченко Последняя тайна Бога 133 (5.24) 0 2 0 0 6 r q m ⋅ = π μ [кг] (система СИ), а Р. Фейнманом был получен результат: (5.25) 0 2 2 0 3 2 r c q m = [г] (система СГС). После приведения (5.25) в систему СИ видим, что выражение полностью эквивалентно выражению (5.24). Оба учёных на этом не остановились и попытались получить массу электрона ещё и из других соображений. Так, А. Зоммерфельд приравнял кинетическую энергию движущегося электрона к энергии магнитного поля элемента с током, использовав закон Био-Савара-Лапласа. Похожее действие демонстрировали и мы, когда выводили массу электрона из энергетических соображений. Однако есть огромная разница - у А. Зоммерфельда элемент с током имеет бесконечно малый размер (иначе нельзя было бы пользоваться выражением для магнитного поля элемента с током). Закон Био-Савара-Лапласа прекрасно работает, но на расстояниях, много больших размеров элемента с током. А магнитное поле сконцентрировано как раз на расстоянии порядка размеров элемента тока. Видимо, Зоммерфельд чувствовал, что что-то не так, и размер у него, конечно, потом появляется, как нижний из пределов интегрирования плотности энергии по пространству. То есть это эквивалентно заявлению, что внутри электрона нет магнитного поля, порождаемого движением электрона. Почему?! Что его остановило? Непонятно. Может быть, он имел в виду, что там магнитное-то поле есть, но нет электрического? Тогда не было бы импульса (выраженного через произведение H E r r ⊗ ) внутри объёма электрона. Но он же, в данном случае, не импульс считал, а энергию. (Заявление, что внутри электрона нет электрического поля, кстати, эквивалентно заявлению что электрон - проводник). То есть и здесь проявилась произвольность вычисления энергии электрона как энергии магнитного поля бесконечно малого элемента с током. В результате этого, на наш взгляд, не вполне корректного подхода Зоммерфельд получил выражение для массы электрона, полностью совпадающее с (5.24). Но и тут он не остановился и сделал третий подход к проблеме; он посчитал энергию электростатического поля электрона и вычислил массу делением этой энергии на квадрат скорости света. Разумеется, он получил выражение (5.23). Такое расхождение заставило его сделать вывод: «Только 3/4 этой энергии электростатического происхождения; оставшаяся 1/4 должна быть обусловлена взаимодействиями, лежащими за пределами теории Максвелла». Совершенно непонятно, причём здесь «взаимодействия, лежащие за пределами теории Максвелла», поскольку электростатика, с которой вступил в противоречие электродинамический результат - считается предельным случаем электродинамики же. То есть проблема кроется либо где-то внутри самих учений об электричестве, либо в способе их применения. Характерно, что Р. Фейнман также не удовлетворился только рассмотрением импульса поля электрона, тоже вычислил массу из энергии электростатического поля и получил выражение (5.23) (см [6] с.383). По поводу расхождения двух выражений для массы Р. Фейнман писал: «По-видимому, мы где-то допустили ошибку. Конечно, не алгебраическую ошибку в наших расчетах, а где-то проглядели что-то существенное» (курсив наш). Все эти подходы к выводу электромагнитной массы объединяет нечто общее - полнейшее отсутствие ускорения. Электрон у обоих учёных либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно. Как же тогда проявляется масса? Да никак. При таких подходах масса - всего лишь мыслимая, воображаемая характеристика (параметр, коэффициент). А с воображаемой величиной могут всякие чудеса происходить... Реальной, с чем-то связанной, она И. Мисюченко Последняя тайна Бога 134 становится только тогда, когда движение тела изменяется. Р. Фейнман не был бы выдающимся учёным, если бы не почувствовал этого. И далее (насколько мы можем судить, впервые в истории электродинамики!) делает попытку объяснить механизм возникновения силы сопротивления ускорению. Он заметил, что при ускоренном движении электрона нарушается баланс сил, удерживающих электрон в равновесии. Конечно, он привлекал фиктивные силы (т. н. натяжения Пуанкаре), якобы удерживающие электрон от разрыва силами внутреннего электростатического отталкивания. Но, тем не менее, сама необходимость вскрыть механизм была им высвечена. Проблема была, наконец-то, поставлена, хотя он и не довёл это направление до конкретного уравнения. По поводу старого вопроса о силах, удерживающих заряд электрона, скажем, что о таких силах есть смысл рассуждать только в том случае, если мы знаем, как элементарные заряды устроены. Например, знаем, что они состоят из более мелких, чем элементарный заряд, порций, и в принципе могут быть «расчленены». А мы разве знаем? Итак, можем констатировать, что предыдущие исследователи не смогли ускорить электрон и посмотреть, что получится. А не содержащие механизма подходы через закон сохранения импульса и закон сохранения энергии дали им разные результаты, по причине произвольных допущений, принятых при вычислении импульса. Эта ситуация привела к такой путанице в умах, что и по сегодняшний день бытует мнение, будто Р. Фейнман сделал в этом направлении всё возможное и больше ничего сделать нельзя. Что ж! Судите сами. § 5.10. Собственная индуктивность электрона как кинетическая индуктивность Можно подумать, что, вводя в научный обиход понятие «индуктивности электрона », мы сами нарушаем принцип Оккама, используя новую сущность. Это категорически не так! С индуктивными свойствами электрона физики уже сталкивались более 60 лет назад, изучая явления в сверхпроводящих (идеальных) проводниках. (См. [5,. с.40-41]). Дело в том, что при подключении идеального (не имеющего активного сопротивления), но имеющего индуктивность L проводника к идеальному источнику ЭДС U ток I линейно нарастает со временем как: (5.26) t L U t I = ) ( [А]. Следовательно, электроны в такой цепи должны двигаться равноускоренно. Но ведь внутри сверхпроводника (идеального проводника) электрического поля E нет и быть не может. Что же разгоняет электроны? Анализ этого противоречия привёл физиков к представлению об особой кинетической индуктивности k L , связанной со свойствами носителей тока (электронов). В теории сверхпроводников Ф.Лондона эта величина выражается как: (5.27) S nq a m L k 2 0 2 ⋅ = π [Гн], где n [м -3 ]– концентрация носителей тока, q [Кл]и 0 m [кг] – заряд и масса носителей, a [м] – длина идеального проводника, а S [м 2 ] – площадь его сечения. Если формально И. Мисюченко Последняя тайна Бога 135 представить себе проводник радиуса 0 r ровно с одним (n=1) носителем тока внутри, то получим: (5.28) 0 2 2 0 0 2 0 2 3 0 0 0 4 ) ( 1 ) 2 ( 2 L q r m r q r r m L k = = ⋅ ⋅ = π π [Гн], что совпадает с выражением (5.3) для собственной индуктивности электрона. Таким образом, становится ясно, что известная в физике сверхпроводников кинетическая индуктивность k L равна или, по крайней мере, пропорциональна введенной нами собственной индуктивности электрона в предельном случае проводника с одним единственным носителем. И теоретически и экспериментально известно, что роль кинетической индуктивности возрастает по мере уменьшения сечения проводника и по мере роста скорости движения носителей. Логично предположить, что в проводнике предельно малого сечения, равного сечению одного единственного электрона, роль этой индуктивности будет максимальна. Оказалось, что она не просто максимальна, а является определяющей, причём определяющей такую фундаментальную характеристику, как масса свободного заряда. Также оказалось, что эксперименты, выявляющие индуктивные свойства электронов, нет необходимости проводить, ибо они уже проведены во множестве при изучении свойств сверхпроводящих цепей. Нам представляется удивительным, что до сих пор индуктивные свойства элементарных частиц практически не учитываются в физике (по крайней мере, в явном виде). § 5.11. О массе протона и ещё раз об инерции мышления Проследив и даже поняв тот путь решения проблемы инерционной массы, который мы изложили выше, многие, тем не менее, зададут старый, как сама проблема, вопрос: так что же, получается, что в соответствии с (5.10), (5.18) и (5.23) протон в 1836 раз меньше электрона, раз он тяжелее? Да, ответим мы, это именно так! Но помилуйте, скажут нам, ведь всем известно, что протон больше! А вот тут остановитесь. Откуда это известно? Мы провели исследование с целью выяснить, как именно и с какой точностью был измерен размер атома водорода. Каково же было наше удивление, когда мы обнаружили, что он никак не измерен. Не удалось обнаружить ни одного опыта, в котором был бы доказательно и без встроенного порочного круга измерен размер атома водорода! Что же говорить о размерах элементарных частиц?! Их размеры - всего лишь предмет веры и теоретических рассуждений. Таково состояние современной физики. Допустив, (всего лишь допустив!), что электрон в 1836 раз больше протона, мы вполне могли бы истолковать результаты всех опытов по рассеянию, приняв также, что электрон ещё и «мягче» протона. Кроме того, столь малый размер протона, каким он вытекает из наших рассуждений (порядка 10 -18 м) приводит к огромным напряжённостям электрического поля вблизи протона, и к огромным градиентам этого поля, что следует учесть. Позже, например, в Главе 7, мы укажем и на другие явления вблизи протона. Рассеивая электроны на протонах и наоборот, невозможно выяснить, кто из них больше, а кто меньше. Можно лишь выяснить, что их размеры отличаются на 3 порядка. Нам просто по инерции кажется, что тяжёлое должно быть больше лёгкого. Таков наш усреднённый бытовой опыт. И. Мисюченко Последняя тайна Бога 136 § 5.12. А проводник ли? До сих пор мы все наши рассуждения вели, положив в самом начале, что электрон (и вообще элементарные заряженные частицы) - это проводник. Емкость и индуктивность проводника, хотя и геометрически малого, не вызывают большого недоумения и мы сравнительно легко проделали и энергетические и силовые расчёты. Однако после того, как мы объяснили механизм явления инерции, уяснили электрическую сущность инерционной массы и разобрались, что происходит с энергией при ускорении тел, возник вопрос: а так ли существенно то, что мы полагали элементарные заряды проводниками? Если бы указанная выше модельная сфера была бы диэлектрической, что изменилось бы? Ведь конвекционный ток, даже если его носителями являются диэлектрические крупинки (лишь бы они имели заряд!), ведёт себя так же, как ток проводимости. И магнитное поле он создаёт такое же, как контур с проводником при той же величине тока. Так, может быть, понятия индуктивности и ёмкости следует распространить не только на проводники, но и на диэлектрики и даже на само пространство? Однажды такая попытка уже была произведена Максвеллом, однако он полагал, что магнитная проницаемость вакуума есть погонная индуктивность пространства (эфира, мировой среды, пленума). А диэлектрическая проницаемость есть погонная ёмкость. Мы же пришли к выводу, что для получения погонных реактивностей «пространства» скорее диэлектрическую проницаемость надо умножать на 2 π, а магнитную, соответственно, разделить на те же 2π. При этом связь этих величин со скоростью света останется той же самой, теми же останутся резонансные частоты антенн, но волновое сопротивление вакуума уменьшится в 2 π раз и составит примерно 60 Ом (а не 377 Ом, как считается сегодня). И специалисты, и любители от радиотехники хорошо знают, что именно в диапазоне 50-75 Ом лежит волновое сопротивление большинства антенн и антенных кабелей. Как известно, излучение волн из некоего излучателя в среду лишь тогда эффективно, когда волновые сопротивления среды и самого излучателя близки. Это касается и механики, и акустики, и радиотехники. Так почему же, более ста лет повсеместно используя антенны с импедансом порядка 60 Ом, физики не пытались согласовать их с волновым сопротивлением вакуума (377 Ом), каким они его представляли со времён Максвелла?! Более того, антенны с высоким импедансом практически всегда считаются «плохими» антеннами. Так, может быть, и не надо ничего согласовывать, ибо всё уже согласовано?! Кстати, до сих пор нами не обнаружено в литературе ни одного эксперимента по измерению волнового сопротивления вакуума, как такового. Эта величина просто назначается! Подробное рассмотрение причин такого положения дел выведет нас за рамки заявленной в данной главе тематики. Но мы обязательно вернёмся к вопросу позже, когда будем рассматривать природу такого явления, как «электромагнитная волна», и в главе 12. Таким образом, начав с назначения электрону свойств проводника и построив индукционную теорию инерции, мы пришли к выводу, что все результаты останутся в силе и для диэлектрического электрона и даже «пустого» электрона, состоящего, например, из вакуума. Что же это за электрон такой, состоящий из «пустоты», мы объясним несколько позже, когда будем рассматривать сущность элементарных частиц. § 5.13. Насколько важна форма? Примерно такая же ситуация возникает и тогда, когда мы начинаем размышлять о форме электрона. А если он не «шарик», а «бублик», к примеру? А практически ничего не изменится. По-прежнему ускоренно движущийся заряженный бублик – это переменный ток. По-прежнему переменный ток вызывает ЭДС самоиндукции. По-прежнему ЭДС И. Мисюченко Последняя тайна Бога 137 самоиндукции препятствует ускорению заряда. Все формулы останутся в силе. Что же изменится?! Единственная вещь, которая может измениться, это содержание и величина понятия «эффективный радиус». Если же мы потребуем соответствия формул опытным данным, то даже и величина не изменится. Если для сферического электрона, «эффективный радиус» это просто радиус, то для кубического электрона нам пришлось бы сказать, что это нечто среднее между радиусами вписанной и описанной сфер. Так мы же всегда, говоря о среднем размере сложных объектов, имеем в виду что-то вроде «среднего радиуса». Это естественно. Когда-нибудь, кто-нибудь выяснит точно, какова форма электрона, точнее внутренней части поля, и в теорию войдёт, возможно, не один «эффективный радиус», а несколько чисел, описывающих геометрию электрона. А до тех пор будем пользоваться одним числом. Тем более что его пока вполне хватает для ответов на конкретные вопросы. Так в чём же причина, что явление инерции так мало зависит от конкретной формы заряда? На самом деле мы уже давали ответ: масса присуща только электрическому полю, а электрон это его поле. Следовательно, масса, инерция заряда, содержится не внутри, а распределена по всему его полю. Все, кто на практике познакомился с электростатикой, прекрасно знают, что поле проводника гораздо равномернее и симметричнее самого проводника. Можно взять клубок проволок и зарядить его. Поверхность проводника – очень сложная. А уже в сантиметре от неё поле практически неотличимо от поля заряженной сферы. Вот почему столь маловажно, какова форма электрона «на самом деле». § 5.14. Взаимо- и самоиндукция частиц как основа всякой взаимо- и самоиндукции вообще Поскольку нами установлено, что элементарные частицы обладают само- и взаимоиндукцией (что проявляется как инерция и дефект масс соответственно), то возникает вопрос: а не являются ли все вообще проявления макроскопической индукции обусловленными индукцией элементарных частиц? Мы отвечаем на этот вопрос утвердительно. Мы утверждаем, что ускоренно движущиеся элементарные частицы взаимодействуют с другими частицами , будь то свободные частицы или частицы, находящиеся внутри проводников, и даже внутри диэлектриков. Это взаимодействие не сводится к электростатическому, магнитному или взаимодействию посредством «электромагнитных волн». Это именно индукционное взаимодействие. В этом месте в современной физике, к сожалению, зияет дыра. Здесь мы предложим эксперимент, который вполне можно осуществить и который способен доказать только что сделанные утверждения. Возьмём тороидальную катушку с достаточно большим количеством витков и сердечником с высокой магнитной проницаемостью. Выполним обмотку в стиле «пояса Роговского», чтобы минимизировать побочные явления. Подключим катушку к чувствительному усилителю и поместим в электростатический экран. Теперь нам нужно какое-либо заряженное до возможно более высокого потенциала тело (например, металлический шарик) бросить в центр тороидальной катушки так, чтобы оно жёстко ударилось о некое препятствие (например, керамическую вставку) и, следовательно, приобрело в момент удара значительное ускорение. В силу взаимоиндукции между заряженным шариком и катушкой на выходе усилителя должен быть зарегистрирован импульс, амплитуда которого будет пропорциональна заряду шарика и величине механического ускорения. После этого опыта дальнейшее доказательство взаимоиндукции заряженных шариков элементарно: раз каждый шарик имеет взаимоиндукцию с катушкой, то они должны иметь взаимоиндукцию и друг с другом (транзитивность). Отсюда возникает интересное следствие: даже если частицы движутся в лабораторной системе равномерно и прямолинейно, но в разных направлениях, то, проходя близко одна мимо другой, будут испытывать кроме электростатических и магнитных взаимодействий ещё и И. Мисюченко Последняя тайна Бога 138 взаимную индукцию, поскольку расстояние между ними меняется нелинейно от времени, т.е. ускоренно. Можно показать, что на малых расстояниях (например, при бомбардировке ядер протонами и нейтронами) влияние взаимоиндукции достаточно велико и его надо бы учитывать, интерпретируя результаты таких опытов. Литература 1. Трофимова Т.И. Курс физики. Учеб. Пособие для вузов. Издание 9-е, перераб. И доп.- М.: Издательский центр «Академия». 2004. - 560 с. 2. Энциклопедия «Кругосвет». Статья «КАНТ, ИММАНУИЛ». http://slovari.yandex.ru/dict/krugosvet/article/e/e8/1011683.htm?text=%D0%BA%D1%8 0%D0%B8%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0%20%D0%BF%D0%BE%D0%BD %D1%8F%D1%82%D0%B8%D1%8F%20%D1%81%D0%B8%D0%BB%D1%8B&en cid=krugosvet&encid=krugosvet 3. G. A. Miller, «Charge Densities of the Neutron and Proton», Phys. Rev. Lett. 99, 112001 (2007). 4. Э. Уиттакер. История теории эфира и электричества. Москва. Ижевск. 2001. Перевод с английского. 5. С. Гордюнин. Идеальные проводники и кинетическая индуктивность. Квант 1996/N4. с.40. 6. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Лекции по физике. 6. Электродинамика. Глава 28. Электромагнитная масса. с.302-311. М.: Эдиториал УРСС 2004. 7. Бредов М.М, Румянцев В.В., Топтыгин И.Н. Классическая электродинамика. М.: Наука,1985. с.101 8. А. Зоммерфельд. Электродинамика. М.: Иностранная литература. 1958. с.377-384. 9. Владимир Жданов. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ Энциклопедия «Кругосвет» http://slovari.yandex.ru/dict/krugosvet/article/9/92/1011706.htm 10. Калантаров П. Л., Цейтлин Л. А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. - Л. Энергоатомиздат, 1985. |