2. . Некоторые аспекты электрических явлений

Как уже упоминалось, электродинамика является од­ним из наиболее разработанных разделов физики. Более того, была создана квантовая электродинамика («КЭД странная теория света и вещества»), один из разработ­чиков которой Р. Фейнман признается [137], что он ни­чего не понимает в устройстве Природы, но для него «Важно другое — дает ли теория предсказания, кото­рые согласуются с экспериментом». (Внесистемные предсказания, а теория квантовой механики не является системой, могут оказаться и подгонкой.) Далее он про­должает:

«И хотя квантовая электродинамика дает совершенно абсурдное с точки зрения здравого смысла описание Природы, оно полностью соответствует эксперименту. Так что я надеюсь, что вы сможете принять Природу такой, как Она есть  абсурдной» (курсив везде мой А. Ч.).

Похоже, Р. Фейнман немного кривит душой, заявляя о «полном соответствии» теории эксперименту. Расходи­мости в этой теории сохраняются, как и достаточное ко­личество других необъяснимых расхождений с экспери­ментами. Но дело не в них. Если теория «конста­тирует» явления Природы в абсурдном виде (вот они «предсказания, которые согласуются с экспериментом»), то это не абсурдности Природы, а непосредственное доказательство абсурдности теории. Оно свиде­тельствует о том, что в основах теории КЭД, в исходных постулатах и понятиях квантовой механики заложены принципы, противоречащие природным процессам. Об этом уже упоминалось ранее в разделе о квантовых яв­лениях. Здесь же остановимся на некоторых исходных положениях теории электричества, осложняющих пони­мание процессов электродинамики.

Сначала рассмотрим основное понятие электромеха­ники  электрон и его движение по проводам. Если за­дать вопрос: Что такое электрон? Тело или заряд?  то современная наука ответа на него не даст. И не случай­но, например, в одной из последних работ по истории электрона [91], предназначенной учащимся, студентам, преподавателям и даже слушателям институтов повы­шения квалификации по всем специальностям, такой вопрос вовсе не ставится. Обходится этот вопрос и в других изданиях [138-140], не уточняется он и в более ранних работах [76,141]. Например, А. Эйхенвальд понимает элек­троны как атомы электричества, а Г. Лорентц считает электронами крайне малые заряженные частицы. Наи­более часто встречается следующее определение поня­тия «электрон» [138]: «Наименьшая по массе стабиль­ная частица, обладающая элементарным электриче­ским отрицательным зарядом, называется электро­ном». Причем фиксируется два вида зарядов: положи­тельные и отрицательные. В «диполе»  атоме, электрон имеет отрицательный заряд, а протон положительный.

По этому определению на поверхности частицы-электрона находится некое мелкодисперсное (?? – А.Ч.) вещество одного знака, которое и обусловливает ему свойства за­ряда. Именно поэтому Р. Фейнман охарактеризовал электрон как «небольшое зарядовое распределение. А все вещество является смесью положительных протонов и отрицательных электронов, притягивающихся и от­талкивающихся с неимоверной силой» [140]. Поэтому тела электрически нейтральны.

Но тогда возникает вопрос: Почему электрон не «раз­дирается» на части этими элементарными частичками? Чем скреплен электрон? Конкретного ответа на эти во­просы в современной физике получить еще не удалось.

Прежде чем определиться с понятием электрон, еще раз отмечу, что все элементарные частицы находятся и взаимодействуют не в пустоте, не в флуктуирующем физическом вакууме (другое название пустоты), а в те­лесном пространстве эфира в молекулах (атомах) или на эквипотенциальных поверхностях тел определенной плотности, и перемещение их между молекулами и те­лами определяется их собственной пульсацией и пульсацией пространственной плотности межмолекулярных расстояний. Такое понимание электрических взаимодей­ствий предполагает иное представление понятия «элек­трон».

Электрон является наименьшей трехплотностной пульсирующей эле­ментарной частицей (телом), пульсацию которой, в ви­де волновых свойств и свойства-заряда, могут фикси­ровать наши приборы. (Еще меньшими по размерам частицами являются четырехплотностный фотон и, по­хоже, пятиплотностный нейтрон (?), зарядовые свойства которых электромагнитными приборами не фиксируют­ся). Именно свойство пульсации дает электрону способ­ность притягиваться или отталкиваться от других эле­ментарных частиц по закону Кулона (5.1). И, следовательно, для обеспечения притяжения или от­талкивания никакого заряда на электроне или в самом электроне представлять не нужно. Не нужно также по­стулировать электрону свойство волны-частицы. Уже из взаимодействия двух электронов, учитывая, что произ­ведение их удельных зарядов равно G

G =f₁f₂; где f₁ = е₁/m₁, f₂ = е₂/т₂,

или, подставив G в закон Кулона

F = Gm₁m₂/r²,

можно, даже формально, исходя из возможного равенст­ва масс и зарядов электронов, получить разницу в знаках удельных зарядов:

G = ± f.

То есть в законе Кулона удельные заряды, а следова­тельно, и знаки при электронах могут быть как положи­тельными, так и отрицательными. А это прямое следст­вие того, что в структуру удельного заряда входит частота вращения его поля  спин электрона (3.17):

f = ±(3²4),

где   частота вращения поля электрона (спин),   плотность околоэлектронного пространства.

И можно сделать вывод, что электрон не несет на своей поверхности никаких зарядов. Тела не состоят из зарядов или заряженных частиц, а в природе отсутст­вуют дипольные системы с протоном и электроном. Тела электрически нейтральны не потому, что «напич­каны» строго одинаковым количеством положитель­ных и отрицательных частичек, а потому, что нет особого вещества, обусловливающего такое деление.

Отсутствие зарядов на электронах, проявление поло­жительных и отрицательных свойств как результата пульсации элементарных частиц предполагает возмож­ность существования иной механики полевого взаимо­действия. А вместе с ней изменяется представление о понятии «электриче­ское поле».

Отмечу, что существует два подхода к объяснению понятия «поле»:

Западное, когда пространство принимается за пустое вместилище и электромагнитное поле опреде­ляется как «векторная функция» от координат пробного заряда [139] или «абстрактным представлением» сило­вых взаимодействий зарядов [140], что, впрочем, одно и то же (флуктуации электромагнитных волн не обладают свойствами и не могут заполнять «пустоту»).

Советское, когда [11,138]: «Электрическое поле пред­ставляет собой особый вид материи, связанный с элек­трическими зарядами и передающий действие зарядов друг на друга».

Это представление, предполагающее существование в основе электрического поля некоторого материального образования (среды, а не пустоты) и тем отличающееся от западных, разделялось далеко не всеми советскими физиками (немало осталось сторонников западного по­нятия «поля») и являлось следствием воздействия диа­лектики на формирование научных воззрений в Совет­ском Союзе. Оно, хотя и догматизировано (не отвечало на вопрос, вещественна или нет эта среда и разделяло материю на виды), но ближе к физическим представле­ниям, чем голое математическое абстрагирование.

Дискретная структура псевдомолекулярного пульси­рующего вещественного пространства предполагает передачу пульсации любых тел, включая элементарные, от одной псевдомолекулы к другой. Именно движение волн от каждого тела в пространстве и образует в нем поле данного тела. Причем псевдомолекулы и молекулы могут одновременно передавать множество различных внешних пульсаций от огромного количества тел.

Так, электрон, находящийся в межмолекулярной (ней­тральной) зоне, передает свою пульсацию не только внутреннему пространству молекулы, но и внешнему псевдомолекулярному пространству. Эта пульсация и фиксируется макроприборами как электрическое поле. Пульсация внутренних электронов «поглощается» пуль­сацией ядра молекулы.

Таким образом, поле есть вибрирующее состояние вещественного пространства окружающего пульси­рующий объект в нейтральной зоне. Поле  пульси­рующая деформация вещественного пространства псевдомолекул и молекул. Вероятно, такая деформация происходит и в плотностном пространстве соответст­вующей мерности.

Поскольку взаимодействие волн (стоячие волны, ин­терференция и т.д.) является силовым F, и потенциаль­ным , то эти параметры связаны следующим уравнени­ем:

F = ².

Само же распространение волн, образующих поле, символически может представляться общепринятыми силовыми линиями, поскольку взаимодействие волн сводится в итоге к объемному воздействию их друг на друга, по направлению (линии) наименьшей деформа­ции. Естественно, что силовая характеристика волново­го поля отображает при этом электрическую напряжен­ность от электрона в каждой точке поля.

Похоже на то, что электроны при своем перемещении по эквипотенциальной поверхности проводника не со­вершают работы, точнее они совершают малую часть работы, в основном на свое перемещение или на дефор­мацию ядер. Большую и основную ее часть совершают ядра атомов и молекул в образованном ими пространст­ве  проводнике.

Сжатие (деформация) атомов и молекул проводника (под воздействием внешнего магнитного поля) обуслов­ливает сжатие и изменение пульсации их ядер, что вы­зывает возникновение магнитного поля проводника, по­скольку деформации атома и ядра диспропорциональны. Изменившаяся под воздействием деформации пульсация ядер проявляющаяся вне проводника как магнитное си­ловое поле, внутри него передается как магнитное «давление» (деформация) от одного ядра к другому по вещественному пространству атомов и молекул про­водника со световой скоростью. Волна деформации (сжатия и разрежения), бегущая по молекулам провод­ника, «выдавливает» находящиеся в них вблизи ней­тральных (межмолекулярных) зон «свободные» элек­троны из пространства молекул в эквипотенциальное пространство поверхности проводника. Эта эквипо­тенциальная поверхность и начинает выполнять функ­ции нейтральных зон. Именно ее в несколько слоев «за­полняют» свободные (вытесненные деформацией из пространства молекул) электроны, образуя своей пуль­сацией электрическое поле вокруг проводника. Подчерк­ну еще раз: магнитное поле проводника образуется пульсацией деформированных ядер его молекул.

Явление полевой магнитной деформации проводника наглядно наблюдается в больших токопроводящих те­лах. В электромеханике предполагается, что внутри та­ких тел под воздействием внешнего магнитного поля возникают индукционные токи, так называемые токи Фуко. Но внутри сплошных масс электроны не переме­щаются и, следовательно, токи индуцироваться не мо­гут. Свободные электроны перемещаются только над молекулярной поверхностью проводящих тел. И потому явление взаимодействия массивного, например медного, проводящего тела с магнитом (магнитной стрелкой) обнаруженное Араго в 1822 г., объясняется не появлением токов Фуко, а деформацией проводящего тела в двух полях: в гравиполе Земли и в гравиполе магнита. И эф­фективность такого взаимодействия окажется тем боль­шей, чем толще по высоте будет проводящее тело. Именно полевая гравитационная деформация молекул проводника превращает энергию магнитного воздейст­вия на него в джоулево тепло. (Эффект полевой дефор­мации примерно такой же, как, например, от механиче­ского удара по проводящему телу. Только полевое воздействие производится на все тело, да КПД от механических и электрических воздействий различен.)

Электроны и электрическое поле  явление (трех-плотностное), сопровождающее «работу» ядер (четы-рехплотностных), проявление волновой магнитной энер­гии «бегущей» по проводнику. Скорость этого «бега» и его энергетические характеристики определяются плотностью образуемого ядрами пространства, кото­рое и «проводит» (передает) пульсацию со скоростью, близкой к скорости света. Не электроны переносят энергию, а плотностные свойства пространства, «про­пускающего» волновую деформацию. Движение элек­тронов по проводнику  внешнее сопровождение пере­дачи электрической энергии. Они появляются в эквипотенциальном слое (рис. 6) над проводником в мо­мент «сжатия» молекул и их ядер и двигаются в на­правлении распространения деформации, и не вдоль проводника, а под углом к этому распространению, почти поперек проводника, и только в течение того промежутка времени, которое соответствует времени пересечения магнитными силовыми линиями обмоток генератора. За этот промежуток времени электроны бегут по проводнику спиралеобразно, обвивая его над поверхностью и передвигаясь в направлении распро­странения волны со скоростью на два-четыре порядка меньшей скорости распространения пульсации молекул и ядер. И за время воздействия магнитных обмоток они пройдут по проводам не очень большой участок пути (в зависимости от свойств проводников от сантиметров до метров и более), и в момент исчезновения магнитно­го воздействия электроны «вбираются» пространст­вом тех молекул, над поверхностью которых они дви­гаются (возможно, этот процесс и фиксируется как ток смещения). Следующая волна сжатия снова выталкива­ет их в эквипотенциальный слой и т.д. Следствием спи­ралеобразного движения электронов в эквипотенциаль­ном слое становится их взаимодействие с псевдо­молекулами эфира и проводника одновременно. И если проводник находится в пространстве в «свободном» состоянии, это взаимодействие будет сопровождать­ся его перемещением в направлении, противоположном движению тока. Именно данные подвижки токоносителей, «противоречащие» третьему закону И. Ньютона, и не находят объяснения в теоретической электродинами­ке [133].

Это принципиальная схема движения тока по провод­никам. Естественно, что в каждом конкретном случае имеются свои нюансы в проявлении магнитных и элек­трических явлений, вызываемых обстоятельствами, со­провождающими сам процесс, но его физическая сущ­ность остается неизменной.

Рассмотрим некоторые аспекты поведения электрона в электрическом и магнитном полях, базируясь на приме­ре из учебного пособия для вузов [11]:

Пусть электрон массой т влетает со скоростью v в электрическое поле плоского конденсатора (рис 83, а) длиной l с напряженностью поля Е. Смещаясь в элек­трическом поле «вверх», он пролетит через конденсатор по криволинейной траектории, отклоняясь на отрезок у. Считая смещение у как путь равномерно-ускоренного движения частицы под действием силы поля F

F = eE = ma, (7.2)

можем написать

у = аt²/2 , (7.3)

где а  ускорение сообщаемое частице полем (напря­женность электрического поля), t  время, в течение ко­торого совершается смещение y. Оно определяется:

t = х/v.

Заменяя в (7.3) t, имеем:

y = ах²/2v².

Перепишем относительно а:

а = 2v²y/х², (7.4)

и, подставив в (7.2), получим окончательно:

у = Eex²/2mv². (7.5)

Первый вывод (по пособию): уравнение (7.5) есть уравнение параболы. Заряженная частица движется в электрическом поле по параболе в том пространстве, ко­торое образует плоское электрическое поле конденсато­ра. Параболическая траектория есть следствие медлен­ной деформации электрона электрическим полем конденсатора, изменяющей его скорость движения и по­тому величина отклонения частицы от первоначального направления обратно пропорциональна квадрату скоро­сти частицы.

Рис. 83, а,б

Рассмотрим по тому же учебнику движение того же электрона в магнитном поле.

Пусть теперь электрон влетает в магнитное поле на­пряженностью Н (рис. 83, б). Силовые линии поля, изо­браженные точками, направлены перпендикулярно плоскости рисунка. Движущийся электрон является элементом электрического тока J (?), и магнитное поле отклоняет его вверх от первоначального направления движения. По формуле Ампера сила F, отклоняющая частицу на участке траектории l, равна:

F = µ_oHlj,

но ток:

J = e/t,

где t  время, за которое заряд е проходит по участку l. Поэтому:

F = µ_оНel/t,

учитывая, что l/t = v, имеем:

F = evµ_oH. (7.6)

Получаем силу Лорентца F и, предполагая, что она изменяет только направление скорости движения элек­трона, не изменяя величины этой скорости, делаем, в со­ответствии с современным представлением, два вывода:

• Работа лорентцевой силы равна нулю, т.е. постоян­ное магнитное поле не совершает работы над движу­щейся в ней заряженной частицей (не изменяет кинети­ческой энергии частицы). А вот электрическое поле изменяет энергию и величину скорости движущейся частицы. Отметим эту нестыковку и сделаем другой вы­вод.

• Траектория электрона является окружностью, на ко­торой частицу удерживает лорентцева сила, играющая роль центростремительной силы (?). Определим радиус окружности, приравняв лорентцеву и центростреми­тельную силы:

eµ_оHv = mv²/r,

откуда:

r = mv/eµ_oH. (7.7)

Радиус траектории электрона пропорционален его скорости и обратно пропорционален напряженности магнитного поля. И, следовательно, с возрастанием ско­рости отклонение траектории электрона в магнитном поле уменьшается. Учитывая это, определим период обращения Т. Он равен отношению длины окружности S к скорости v:

Т = S/v = 2r/v. (7.8)

Подставив в (7.8) значение r из (7.7), получаем:

Т = 2т/еµ_оН,

т.е. обращение частицы в магнитном поле не зависит от ее скорости.

Уравнение (7.6), скорее всего, фиксирует возникнове- ние магнитного поля в проводнике, а не у свободного электрона. И описывает взаимодействие внешнего маг­нитного поля с образовавшимся под его воздействием магнитным полем проводника.

Выше было показано, что электрон по проводнику прямолинейно не движется и потому сомнительна воз­можность применения уравнения (7.6) для расчета пере­сечения отдельным электроном магнитных силовых ли­ний.

Отмечу, что аналогичные решения этих задач следуют и из других источников (например, [47]). Но вот что ин­тересно. Один из основоположников теории электронов Г.А. Лорентц приводит несколько иное, физически бо­лее корректное решение этих же примеров [76]. Сила Лорентца появляется у самого электрона, движущегося поперек магнитных силовых линий, как следствие воз­никновения у него (при деформации ядра под воздейст­вием внешнего поля) собственного магнитного поля. В книге [76] сила Лорентца имеет следующий вид:

F = vHe/c. (7.9)

Надо отметить, что уравнение (7.9) было гениально угадано Лорентцем. До сих пор оно находится только эмпирически и не имеет корректного теоретического обоснования. Это признается даже в учебниках [139]. Похоже, Е. Нелепин единственный, кто вывел его теоретически [144]. Этот вывод не используется до сих пор. Тем не ме­нее, без уравнения (7.9) современная электродинамика немыслима уже потому, что оно утверждает принципи­альное (не количественное) единство электрических и магнитных взаимодействий. И подтверждением данного обстоятельства является расчет обоих примеров, выполненый Г. Лорентцем 76. Изложу его:

Электрон е в электрическом поле Е движется со скоростью v перпендикулярно к линиям сил и его ускорение равно а:

а = еE/m,

или

a = v²/r, (7.10)

где r  кривизна траектории. Приравниваем эти формулы и получаем:

v²/r = еЕ/m,

Откуда находим радиус кривизны r:

r = mv²/eE. (7.11)

Предположим,что электрон е движется в магнитном поле Н со скоростью v₁.Тогда поле действует на него с силой F.

F = еv₁Н/с. (7.12)

Так как сила перпендикулярна скорости, то, подставляя в (7.12) в (7.10), получаем:

mv₁²/r₁ = еv₁Н/с. (7.13)

Или относительно r1:

r1 = mcv1/eH. (7.14)

Теперь имея (7.11) и (7.14) и предполагая, что скорости и радиусы кривизны совпадают по величине в обеих случаях, определим, насколько одна напряженность Н превышает другую Е. Приравняем (7.11) и (7.14):

mv2/еЕ = mcv/eH. (7.15)

И после сокращения получаем, что Н и Е отличаются только количественно на величину:

Нv =Ес,

или

Н = . (7.16)

Из (7.16) следует, что Н и Е  аналогичные параметры, и напряженность магнитного поля превышает напряженность электрического поля как минимум на постоянную тонкой структуры . Выше было показано, что параметр есть величина количественно и качественно отделяющпя пространство трехплотностное от пространства четырехплотностного.

Г. Лорентц довел расчет параметров до результата (7.14). Прийти к выводу (7.16) он не мог, поскольку постоянная тонкой структуры в физических уравнениях в начале ХХ века не фигурировала. Тем более не ыигурировала она в уравнениях Максвелла. И потому не могла не появиться путанница как в обозначениях, так и в системе уравнений выведенных Максвелом. Эта путанница прекрасно проанализирована в работе 144. В результате он приходит к выводу о возможности сведения всех уравнений Максвела к общему уравнению:

f = Э + ux( х Э)с².

И к тому, что в электромагнитной теории в принципе можно обойтись вообще без напряженности магнитного поля Н. Аналогичный вывод в работе 145 делает и Г.В. Николаев. Здесь я не буду повторять их анализов и выводов ограничившись отсылкой читателей к первоисточникам. (О адинстве магнитных и электрических сил догадывался еще Ампер, обходясь в своем изложении электричества без понятия магнитного поля, но с некоторым подобием равенства (7.16), к которому можно прийти преобразоапнием его уравнений. Ампер, вообще, полагал, что разделение электрических взаимодействий на электрические и магнитные будет сопровождаться запутыванием природы электрических взаимодействий, что в конечном счете и наблюдается).

Предполагаю, что некоторую путанницу в понимание электрических процессов вносит недостаточно четкое разделение электроических свойств и возникпющая отсюда неявная возможность обозначения одних и тех же свойств различными индексами [146,147]. Так, известно, что расстояние R (например, радиус сферы) и электроемкость С имеют одинаковую размеренность и да­же количественную величину в системе СГС (R = С). Но теми же свойствами обладают время и период колебания одной и той же системы (например, той же сферы), на­пряженность электрического поля Е и электрическая индукция D (Е = D), потенциал электрического поля , его электродвижущая сила  и напряжение  ( =  = ). Встречается взаимообратная индексация (например, об­ратная величина сопротивления R_о есть электропровод­ность Λ:R_о = l/Λ). Или одни и те же свойства, отли­чающиеся только на безразмерностный коэффициент, индексируются разными символами (например, заряд е отличается от потока напряженности в только на : в = e). Не исключено, что имеются и другие еще не выяв­ленные некорректности.

В заключение раздела замечу, что согласно уравнению (7.16) электрические и гравитационные взаимодействия по своей физической сущности есть одни и те же явле­ния, но обеспечивающие возникновение сил в различ­ных плотностных пространствах (различного уровня, ранга). Причем магнит­ные и гравитационные силы — одно и то же явление и вызывается оно деформацией четырехплотностного пространства. (О родстве магнитных и гравитацион­ных явлений предполагал еще П. Ленард в начале века [134].) Из (7.16) следует также, что в в природе отсут­ствуют электрослабое и так называемое сильное взаимодействия. Они, скорее всего, являются физиче­ским событием, отображающим движение элементар­ных частиц в атомном пространстве различной плотно­сти. (Кстати, работа приборов, типа синхрофазотрона, и заключается в том, чтобы «увеличивать» плотность про­странства, с максимальным приближением к четырех-плотностной поверхности ядра.)