УДК 537. 87. 872
Основи безвихорової електродинаміки.
Кузнєцов Ю.М.
Частина 1. Потенційне магнітне поле.
На прикладі механічного впливу на тіло дається уявлення про
симетрійного-фізичних переходах в природних явищах.
Поширення ідеї переходів на магнітостатики передбачає існування потенційного магнітного поля.
Викладаються логічні докази істинності передбачення.
Дається опис підтверджують експериментів.
Симетрійного-фізичний перехід в механічному явище.
Геометрії природних явищ і беруть участь в них об'єктів мають ту, або іншим ступенем симетрії. У цій статті зачіпаються граничні циліндричним і кулястий варіанти, що характеризуються перетворенням явища (об'єкта) самого в себе при безперервному повороті навколо однієї, або двох наявних осей симетрії.
Згідно фактам гранична симетрія більше, ніж різновид геометричної форми. Вона реально виявляє себе як дієва сторона явища, що знаходиться в нерозривному зв'язку з фізичними властивостями учасників і причинно-наслідковими відносинами між ними.
Залежність фізики явища від ступеня його граничної геометричній симетрії зримо проявляється в процесі практичного здійснення симетрійного переходу, який відбувається завжди східчасто.
Як приклад наведемо симетрійного-фізичний перехід в області механічних явищ. У таблиці 1 ілюструється факт фізичного переходу в явищі силового впливу на тіло при повороті однієї з двох односпрямованих сил (
Таблиця 1
пропорційно прискорення тіла | Закон ГукаЦентрально-симетричним(Протівонаправленних) силампропорційна деформація тіла. |
Ньютонівська причинно-наслідковий зв'язок переходить в Гуковская.
Симетрійного-фізичний перехід в магнітостатики.
Симетрійного аспект. За аналогією з механічним прикладом можливий перехід фізичних властивостей магнітного поля (таблиця 2) при повороті одного з двох односпрямованих струмів (i2) на 180 °.
Відомі електромагнітні поля, з точки зору їх геометричної структури, володіють або замкнутими, або розімкненими силовими лініями. Інших варіантів в електромагнетизмі немає.
. Тому безальтернативно висувається припущення про заміну в центрально-симетричною магнітостатики вихідного циркуляційного властивості магнітного поля з циліндричним симетрією на потенційне, що володіє кулястої симетрії-
Таблиця 2.
про циркуляцію магнітного вектора. i1 i2 Односпрямованим струмам пропорційна циркуляція вектора магнітної напруженості поля вздовж замкнутої лінії, яка охоплює струми. | Гауссоподобная теорема про потік магнітних векторів. i1 i2 Центрально-симетричним (протівонаправленних) струмам прапор- ціонален потік векторів магнітної напруженості поля по замкненій поверхні, яка охоплює струми. |
У природному явищі граничні симетрії причини і слідства не можуть бути різними. Мистецький переклад причини (токового джерела) до більш симетричного увазі імовірно супроводжується аналогічним переходом в слідстві (у магнітному полі).
Ідея про потенційний магнітному полі з кулястою симетрією присутній в гіпотезі Дірака про магнітне мікромонополе.
Фізичний аспект. Відомі знання про протяжних структурах полів отримані з емпіричних фактів про результати їх локальних впливів на електричні заряди.
Отже, передбачуваний перехід до іншої структурі магнітного поля може бути підтверджений тільки доказом переходу до іншої спрямованості локальних магнітних сил у рамках їх релятивістської природи.
Для ясного розуміння причини і безпосереднього бачення механізму такого переходу в подальшому викладі наводяться в зіставленні два однакових за своєю суттю прикладу, поєднують логіку і очевидність.
Перший наочно-логічний приклад запропонований лауреатом нобелівської премії професором Е. Парселл [1]. У ньому позитивний спробний заряд Q ортогонально зближується з двома односпрямованими струмами зарядів i1, i2 (Рис.1). Чорні гуртки позначають позитивні струмові заряди, що рухаються уздовж зазначеного стрілками напрямку струму. А світлі - негативні, що рухаються в протилежному напрямку. Розгляд йде в системі спокою пробного заряду. У такому випадку нахилені вектори сумарних швидкостей Σ V характеризують як рух зарядів в провіднику, так і їх зближення з почилих пробним зарядом. Нахиленими виявляються і релятивістськи «сплющені» діаграми силових ліній полів струмових зарядів.
Суть парселловской ідеї в тому, що в областях згущень силових ліній вплив кожного струмового заряду на пробний посилюється, а в областях розрядження - зменшується. Загальна релятивістська складова силового впливу при односпрямованих токах наочно представляється орієнтованої поперечно до швидкості руху пробного заряду і підкоряється правилом лівої руки.Автором був запропонований [2] аналогічний приклад, що грунтується на тій же парселловской ідеї. У ньому, як і в таблиці 2, всього лише змінюється на 180 ° напрямок струму i2, супроводжуване відповідним поворотом діаграм релятивістських «сплющування». У результаті загальна релятивістська складова силового впливу стає орієнтованою вздовж швидкості руху пробного заряду (Рис.2).
Форма і кількість релятивістського ефекту в поле кожного рухомого заряду,
як в односпрямований, так і в центрально-симетричних токах, відповідають спеціальної теорії відносності. Різняться лише симетрії їх накладення у області
пробного заряду, що і є справжньою причиною існування поперечного і
поздовжнього напрямків магнітної сили.
i1 i2
Σ V
Посилення притягання |
Ослаблення відштовхування |
Ослаблення притягання |
Посилення відштовхування |
Ослаблення відштовхування |
Q
Рис.1
i1 i2
Σ V
Посилення притягання |
Ослаблення відштовхування |
Ослаблення відштовхування |
Посилення притягання |
Рис.2
Зміні магнітообрузующего властивості токового джерела (більш симетричного поєднанню діаграм релятивістських ефектів) відповідає зміна взаємодіє властивості загального поля рухомих зарядів (більше симетрична спрямованість магнітної сили).
Прикладом монопольного джерела потенційного магнітного поля є рівномірний в обидві сторони розтягнення пружною електрично зарядженою нитки, приводячи-
ний до утворення центрально-симетричних (протівонаправленних) струмів переносу зарядів.
Матеріальний аспект. Наведене обгрунтування підтвердимо іншим підходом, що спирається на фундаментальні природні принципи.
У віддалених від центрально-симетричного токового джерела локальних областях простору геометричне підсумовування рівних і протилежно спрямованих векторів магнітної напруженості Н і магнітного потенціалу А скрізь дає в результаті нуль-вектори. Математично коректні нуль-вектори з фізичної точки зору ірраціональні, оскільки не відповідають принципу спостережуваності (вимірюваності) природного об'єкта.
Разом з тим, після здійснення симетрійного переходу магнітна енергія у всьому просторі залишається незмінною, оскільки складові односпрямованих і центрально-симетричних струмів i1, i2, розташовані на одній прямій лінії (Рис.1, 2).
В обох випадках немає причин для перетворення навіть частини магнітної енергії в інші форми при умовному зближенні уздовж загальної прямої лінії лівої і правої струмових складових з нескінченності, так як на всій її протяжності магнітне поле дорівнює нулю. Тому односпрямовані і протівонаправленних струмові складові однаково не взаємодіють між собою ні силовим, ні індукційним способами.
При використанні відомих знань для опису магнітного поля протитечій виявляється справжнє протиріччя між результатами застосування принципів суперпозиції та збереження енергії - фізично ірраціональне нуль-векторне поле володіє реальною магнітною енергією.
Його дозвіл почнемо з першого природного твердження про необхідність створення іншого теоретичного опису, адекватного центрально-симетричною магнітостатики.
Другим пунктом теоретично обгрунтовано стверджується, що, внаслідок збереження магнітної енергії (отже - і взаємодіючих властивостей поля), у новому теоретичному описі для характеристик локальних густин енергій зберігаються модулі, вектори яких втратили властивість спрямованості. Ці модулі утворюють неоднорідне скалярний полі.
Третій пункт є центральним у вирішенні суперечності. Вважається, що градієнт радіально орієнтованої неоднорідності скалярного поля модулів взаємно компенсували векторів магнітного потенціалу (воно лінійно залежить від відстані до токового джерела) описує нові радіально орієнтовані вектори магнітної напруженості
Останнім пунктом підсумково констатується таке розуміння суперечності та її вирішення.
В умовах заборони принципом суперпозиції на освіту центрально-симетричними протитечіями циркуляційного властивості загального магнітного поля натомість, в міру зберігається магнітної енергії, неминуче утворюється інше відоме польове властивість - потенційне.
Нуль-векторна польова ситуація свідчить не про взаємну компенсації накладаються магнітних полів струмових зарядів, що порушувало б принцип збереження енергії, а лише вихідних циркуляційних властивостей.
Досвідчена реєстрація ефекту стаціонарного потенційного магнітного поля. Стаціонарне потенційне магнітне поле не взаємодіє силовим чином із замкнутими струмами, з постійними магнітами.
Для його виявлення використовувався магніто-термічний ефект, аналогічний відомому охолодженню електропровідниками циркуляційним магнітним полем.
Зменшення температури електропровідниками пояснюється зменшенням ентропії системи заряджених частинок у ньому у зв'язку з деяким упорядкуванням їх руху магнітним полем. Потенційне магнітне поле, на відміну від циркуляційного, спо
собно змінювати не тільки траекторную, але і швидкісну картину руху заряджених частинок.
Як охолоджуваного тіла в дослідах використовувався напівпровідниковий. кристал стабілітрона. Наявність у нього сильної температурно-омічний зв'язку (200 кОм / град. У зворотному напрямку в інтервалі 0,8 ... 1,9 мОм) дозволяло фіксувати магніто-термічний ефект (МТЕ) за реєстрованим цифровим омметром збільшення омічного опору стабілітрона.
Як дипольного джерела потенційного магнітного поля застосовувалися протівонаправленних струми в парі поруч розташованих в одній площині прямокутних многовіткових (n = 300) рамок з стаціонарним струмом (i = 0,55 А в кожній).
На малюнках 3,4 показані схеми дослідів.
R (МТЕ)
(НДТ)
- I
I II III t
Рис.3
R
(НДТ)
- I
I II III t
Рис.4
Стабілітрон розміщувався в латунної екранує втулці. З метою розділення в часі магнітного охолодження кристала стабілітрона і його нагрівання джоулевим теплом (НДТ) термозахисної кожух виконаний з алебастру і має масу, рівну 0,5 кг.
Вільно пропускаючи магнітне поле, він значною мірою акумулює в собі первісний слабкий потік джоулева тепла, затримуючи на деякий час його вплив на стабілітрон.
На початку кожного досвіду, у відсутності досліджуваного поля, оцінювалася теплообмінна ситуація між стабілітроном і навколишнім простором (зона I графіків).
Горизонтальна ламаною лінія на першій ділянці графіка вказує на незмінність у часі температури стабілітрона.
У зоні II підйом ламаної лінії графіка над горизонтальною середньої вказує на збільшення омічного опору стабілітрона під впливом магнітного охолодження і цей факт є досвідченим доказом освіти центрально-
симетричними струмами потенційного магнітного поля. Іншого пояснення спостережуваного фактом автор не знаходить.
У ряді дослідів екранує втулка з стабілітроном розміщувалася усередині товстостінної сталевий втулки (d = 1, 4 см, D = 3, 2 см., ℓ = 6,5 см.). Проте прояв магніто-термічного ефекту як і мало місце, що підтверджує природне
припущення про відсутність взаємодії потенційного магнітного поля з спіновими магнітними моментами феромагнітного матеріалу. Другий досвідчений факт є вагомим доповненням до шуканого доказу.
У зоні III виявлялося переважний вплив джоулева тепла, утвореного струмами в рамках. Ломана лінія графіка йде вниз внаслідок нагрівання екранує втулки і стабілітрона тепловим потоком, що подолав тепловий захист.
В експериментах з односпрямованими стаціонарними струмами в парі рамок (Рис.4) магнітне охолодження помітним чином не виявлялося.
Досвідчена реєстрація ефекту змінного потенційного магнітного поля.
З математичної моделі безвихорової електродинаміки [2] маємо таку формулу для обчислення ЕРС, яка утворюється у провіднику допомогою бесціркуляціонного магнітного поля
ε
яка спрощується у наближенні однорідності поля
ε = - d / dt ℓ І (3)
У порівнянні з вихровий електродинамікою в (3) замість площі поверхні відображається квадрат протяжності провідника.
Потужність втрат електромагнітної енергії поперечної ЕМХ в провіднику пропорційна площі його поверхні, ортогональної вектору потоку щільності електромагнітної енергії
N1 = 0,5 Zв ∫ НІdf, (4)
де Zв описує хвильовий опір провідника.
Для випадку безвихорової електромагнітного поля площа поверхні замінюється квадратом довжини провідника, орієнтованого вздовж вектора потоку щільності електромагнітної енергії (уздовж зворотно-поступальних індукційних струмів)
N2 = 0,5 Zв ℓ ∫ НІd ℓ. (5)
У наближенні однорідності поля по довжині провідника маємо
N2 = 0,5 Zв (Н ℓ) І (6)
В якості джерела змінного магнітного поля застосовувалася та ж пара рамок з змінними струмами в них (за 0,55 А в кожній, f = 50 гц.).
Стабілітрон використовувався інший. Коефіцієнт термооміческой зв'язку був удвічі менше (100 кОм / град.).
Якщо в першій серії дослідів охолоджувався безпосередньо кристал стабілітрона = а, то в другій нагрівається елементом була алюмінієва екранує втулка (D = 1см, d = 0,8 см, ℓ = 3 см, m = 2,4 г).
Методика експериментів полягала в реєстрації відрізка часу між моментами включення змінного струму і першим зменшенням показання цифрового омметра на одну цифру, що вказувало на нагрів стабілітрона (і алюмінієвої втулки) на 0,01 є.
Такому зміни температури алюмінієвої втулки еквівалентно збільшення енергії її теплосодержания на
W = 4,187 з m Δ t (7)
W = 2, 10 січня ˉ І ДЖ. (8)
Мала початкова потужність нагріву втулки на 0,01 є дозволяє використовувати лінійне наближення для визначення часу досягнення цієї температури
N = W / Δt (9)
У дослідах з стаціонарними протівонаправленних струмами в парі рамок, коли мав місце тільки нагрів джоулевим теплом, були отримані відрізки часу в наступному інтервалі їх розкиду
Δt = (10,4 ... 12,2) хв. (10)
Підставляючи в (9) досвідчені результати (10) отримуємо потужність нагріву втулки джо
нульову теплом
N1 = (2,56 ... 3,39) 10 ˉ 5 Вт (11)
У дослідах з змінними протівонаправленних струмами до встановленої величиною потужності нагріву втулки джоулевим теплом очікувалося додавання потужності нагріву зворотно-поступальними індукційними струмами.
Отримане істотне зменшення реєстрованих відрізків часу
Δt = (3,66 ... 4,58) хв. (12)
підтвердило очікування, що і стало на думку автора, досвідченим доказом існування безвихорової виду електромагнітної індукції.
Підставляючи в (9) результати з (12) отримуємо сумарну потужність теплового нагрівання втулки
N2 = (7,84 ... 9,54) 10 ˉ 5 Вт. (13)
Для виявлення складової потужності індукційного нагріву втулки використовувалася формула
N3 = N2 - N1 (14)
N3 = (4,77 ... 6,09) 10 ˉ 5 Вт (15)
Теоретичне обчислення потужності індукційного нагріву з використанням (6) дає результат
N3 = 6,5 10 ˉ Вт
Його задовільний збіг з (15) надає додаткову впевненість автору в істинності сформульованих ним логічних висновків про освіту центрально-симетричними струмами потенційного магнітного поля, в існуванні безвихорової електродинамічних явищ.
У дослідах з односпрямованими змінними струмами ефект додаткового нагрівання втулки помітним чином не проявлявся.
У другій частині статті буде дана інформація про суть поздовжніх ЕМХ. Про досвідченому підтвердженні автором їх існування. Про пристрої для випромінювання. Щодо трактування світлового діапозона поздовжніх ЕМХ. Про ідеї отримання та реєстрації поздовжніх фотонів.
У третій частині буде викладена 4-мірна математична модель безвихорової електродинаміки і деякі додаткові судження.
.
Література.
1. Парселл Е. Електрика і магнетизм. М., Вища школа.,! 980г р., стор. 191,192.
2. Кузнєцов Ю. М. Науковий журнал російського фізичного товариства, 1-6, 1995 р
Відомості про автора.
Кузнєцов Юрій Миколайович
контактний телефон 677-26-65
Рис.3
R
Рис.4
Стабілітрон розміщувався в латунної екранує втулці. З метою розділення в часі магнітного охолодження кристала стабілітрона і його нагрівання джоулевим теплом (НДТ) термозахисної кожух виконаний з алебастру і має масу, рівну 0,5 кг.
Вільно пропускаючи магнітне поле, він значною мірою акумулює в собі первісний слабкий потік джоулева тепла, затримуючи на деякий час його вплив на стабілітрон.
На початку кожного досвіду, у відсутності досліджуваного поля, оцінювалася теплообмінна ситуація між стабілітроном і навколишнім простором (зона I графіків).
Горизонтальна ламаною лінія на першій ділянці графіка вказує на незмінність у часі температури стабілітрона.
У зоні II підйом ламаної лінії графіка над горизонтальною середньої вказує на збільшення омічного опору стабілітрона під впливом магнітного охолодження і цей факт є досвідченим доказом освіти центрально-
симетричними струмами потенційного магнітного поля. Іншого пояснення спостережуваного фактом автор не знаходить.
У ряді дослідів екранує втулка з стабілітроном розміщувалася усередині товстостінної сталевий втулки (d = 1, 4 см, D = 3, 2 см., ℓ = 6,5 см.). Проте прояв магніто-термічного ефекту як і мало місце, що підтверджує природне
припущення про відсутність взаємодії потенційного магнітного поля з спіновими магнітними моментами феромагнітного матеріалу. Другий досвідчений факт є вагомим доповненням до шуканого доказу.
У зоні III виявлялося переважний вплив джоулева тепла, утвореного струмами в рамках. Ломана лінія графіка йде вниз внаслідок нагрівання екранує втулки і стабілітрона тепловим потоком, що подолав тепловий захист.
В експериментах з односпрямованими стаціонарними струмами в парі рамок (Рис.4) магнітне охолодження помітним чином не виявлялося.
Досвідчена реєстрація ефекту змінного потенційного магнітного поля.
З математичної моделі безвихорової електродинаміки [2] маємо таку формулу для обчислення ЕРС, яка утворюється у провіднику допомогою бесціркуляціонного магнітного поля
ε
яка спрощується у наближенні однорідності поля
ε = - d / dt ℓ І (3)
У порівнянні з вихровий електродинамікою в (3) замість площі поверхні відображається квадрат протяжності провідника.
Потужність втрат електромагнітної енергії поперечної ЕМХ в провіднику пропорційна площі його поверхні, ортогональної вектору потоку щільності електромагнітної енергії
N1 = 0,5 Zв ∫ НІdf, (4)
де Zв описує хвильовий опір провідника.
Для випадку безвихорової електромагнітного поля площа поверхні замінюється квадратом довжини провідника, орієнтованого вздовж вектора потоку щільності електромагнітної енергії (уздовж зворотно-поступальних індукційних струмів)
N2 = 0,5 Zв ℓ ∫ НІd ℓ. (5)
У наближенні однорідності поля по довжині провідника маємо
N2 = 0,5 Zв (Н ℓ) І (6)
В якості джерела змінного магнітного поля застосовувалася та ж пара рамок з змінними струмами в них (за 0,55 А в кожній, f = 50 гц.).
Стабілітрон використовувався інший. Коефіцієнт термооміческой зв'язку був удвічі менше (100 кОм / град.).
Якщо в першій серії дослідів охолоджувався безпосередньо кристал стабілітрона = а, то в другій нагрівається елементом була алюмінієва екранує втулка (D = 1см, d = 0,8 см, ℓ = 3 см, m = 2,4 г).
Методика експериментів полягала в реєстрації відрізка часу між моментами включення змінного струму і першим зменшенням показання цифрового омметра на одну цифру, що вказувало на нагрів стабілітрона (і алюмінієвої втулки) на 0,01 є.
Такому зміни температури алюмінієвої втулки еквівалентно збільшення енергії її теплосодержания на
W = 4,187 з m Δ t (7)
W = 2, 10 січня ˉ І ДЖ. (8)
Мала початкова потужність нагріву втулки на 0,01 є дозволяє використовувати лінійне наближення для визначення часу досягнення цієї температури
N = W / Δt (9)
У дослідах з стаціонарними протівонаправленних струмами в парі рамок, коли мав місце тільки нагрів джоулевим теплом, були отримані відрізки часу в наступному інтервалі їх розкиду
Δt = (10,4 ... 12,2) хв. (10)
Підставляючи в (9) досвідчені результати (10) отримуємо потужність нагріву втулки джо
нульову теплом
N1 = (2,56 ... 3,39) 10 ˉ 5 Вт (11)
У дослідах з змінними протівонаправленних струмами до встановленої величиною потужності нагріву втулки джоулевим теплом очікувалося додавання потужності нагріву зворотно-поступальними індукційними струмами.
Отримане істотне зменшення реєстрованих відрізків часу
Δt = (3,66 ... 4,58) хв. (12)
підтвердило очікування, що і стало на думку автора, досвідченим доказом існування безвихорової виду електромагнітної індукції.
Підставляючи в (9) результати з (12) отримуємо сумарну потужність теплового нагрівання втулки
N2 = (7,84 ... 9,54) 10 ˉ 5 Вт. (13)
Для виявлення складової потужності індукційного нагріву втулки використовувалася формула
N3 = N2 - N1 (14)
N3 = (4,77 ... 6,09) 10 ˉ 5 Вт (15)
Теоретичне обчислення потужності індукційного нагріву з використанням (6) дає результат
N3 = 6,5 10 ˉ Вт
Його задовільний збіг з (15) надає додаткову впевненість автору в істинності сформульованих ним логічних висновків про освіту центрально-симетричними струмами потенційного магнітного поля, в існуванні безвихорової електродинамічних явищ.
У дослідах з односпрямованими змінними струмами ефект додаткового нагрівання втулки помітним чином не проявлявся.
У другій частині статті буде дана інформація про суть поздовжніх ЕМХ. Про досвідченому підтвердженні автором їх існування. Про пристрої для випромінювання. Щодо трактування світлового діапозона поздовжніх ЕМХ. Про ідеї отримання та реєстрації поздовжніх фотонів.
У третій частині буде викладена 4-мірна математична модель безвихорової електродинаміки і деякі додаткові судження.
.
Література.
1. Парселл Е. Електрика і магнетизм. М., Вища школа.,! 980г р., стор. 191,192.
2. Кузнєцов Ю. М. Науковий журнал російського фізичного товариства, 1-6, 1995 р
Відомості про автора.
Кузнєцов Юрій Миколайович
контактний телефон 677-26-65