Лекция что такое электричество, заряд, ток, магнитное поле? Электромагнитные явления 21. 01. 2001 г - vnekl.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Лекция что такое электричество, заряд, ток, магнитное поле? Электромагнитные явления - страница №1/1


Что такое электричество, заряд, ток, магнитное поле? Электро-

магнитные явления


ЛЕКЦИЯ 9.
ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, ЗАРЯД,

ТОК, МАГНИТНОЕ ПОЛЕ?

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

21.01.2001 г.







Сегодня у нас тема – электродинамика. Я прошу поднять руки тех, кто присутствует на наших лекциях впервые. Вижу, пять человек. Тогда я должен немного повторить то, о чем было сказано на предыдущих лекциях.

Удалось строго доказать, что все мировое пространство заполнено эфиром, который представляет собой газоподобную среду. Удалось строго доказать, что эфир, это тонкий газ, обладающий всеми свойствами обычного реального, т.е. вязкого и сжимаемого газа. Удалось также доказать, что на этот газ – эфир распространяются все зависимости обычной газовой механики, и поэтому мы располагаем огромным экспериментальным материалом и математическим аппаратом, которые можно использовать для анализа и расчета различных эфиродинамических параметров. На сегодняшний день выяснены с неплохой для настоящего времени точностью параметры самого эфира в околоземном пространстве, а также определить характеристики и параметры самых разных эфиродинамических образований. Показано, что основной частицей микромира является протон, определена его структура и его эфиродинамические параметры. А сегодня мы с вами будем выяснять, что такое электричество и электромагнитные явления.

Выяснено, что эфир, как газ, обладает семью видами движения, но из них только одно – тороидальное вихревое движение способно удержать уплотненный газ в замкнутом пространстве. Это как бы труба, замкнутая сама на себя и не рассыпающаяся потому, что по всей ее поверхности существует так называемый пограничный слой, в котором существует переход скорости, плотности, температуры и вязкости, и который, как броня удерживает внутренний вихрь от рассыпания под действием центробежной силы.

Структуру протона, нейтрона, электронной оболочки атома, мы рассмотрели на предыдущих лекциях и будем возвращаться к ним по мере необходимости, а сегодня мы должны заняться вопросами электродинамики.

В каком состоянии сегодня находится электродинамика?

Должен сказать, что у меня есть большой соблазн прочесть по электродинамике отдельный курс лекций, потому что материала много и его изложить можно только галопом. Но я сейчас подготовил к изданию книгу, «Эфиродинамические основы электромагнетизма и электромагнитных явлений».

Должен заметить, что со времен Джеймса Клерка Максвелла вопросы устройства электромагнитных полей, заряда, электрона и прочего никто не трогал. Некоторую попытку сделал ленинградский электротехник академик Владимир Федорович Миткевич, тогда в 30-е и 50е годы прошли две весьма острых дискуссии на тему есть эфир – нет эфира, что правильно близкодействие или дальнодействие и т.д. И с тех пор – тишина. На самом деле, мы с вами широко пользуемся электричеством, не имея ни малейшего представления о том, что это такое. Чем это чревато?




Джеймс Клерк Владимир Федорович

Максвелл Миткевич

1831-1879 1872-1951
Это чревато тем, что, не понимая сущности электромагнетизма и электромагнитных явлений, мы не можем использовать их в полную меру, упускаем возможности, о которых даже не подозреваем.

Когда мы используем законы электротехники, выраженные какими-то уравнениями, то не должны забывать, что любые уравнения описывают любое явление частично, потому что каждое явление имеет бесчисленное множество сторон и, написав уравнение, мы из всего этого множества выдернули лишь очень узкий круг свойств и к тому же очень поверхностно. Полностью явление описать невозможно в принципе, и всякое описание отвечает только определенной цели, но и в этом случае даже применительно к конкретной цели вы описываете явление только частично. Поэтому считать, что уравнения Кирхгофа, Максвелла или кого угодно описывают явление полностью, ни под каким видом нельзя. И то, что наши, так называемые, ученые фетишизировали некоторые «хорошо проверенные законы» является научным преступлением, потому что останавливает развитие науки, а значит, и лишает нас к доступу новых технологий, без которых дальнейшее развитие общества невозможно.

Когда же мы начинаем рассматривать уравнения по существу, то выясняется, что они правильны, но не полностью, что они должны быть дополнены, потому что исходная модель, которую они описывают, была неполной, а полной модель не может быть никогда. Это же относится и к уравнениям Максвелла.

Напоминаю, что Максвелл никогда ничего не постулировал, он своими уравнениями описал вихревое движение эфира, который он считал идеальной жидкостью. Это было основой всех его рассуждений о структуре электрического и магнитного полей. Именно поэтому он использовал работы тех, кто, так или иначе, имел отношение к гидродинамике, он ссылается в своем трактате на труды 24 авторов. Но основой его уравнений являются представления Г.Гельмгольца о вихревых движениях идеальной жидкости, и уравнения Максвелла это уравнения вихревого движения идеальной жидкости.




Герман Фердинанд

Гельмгольц

1821-1894
Максвелл полагал, что магнитное поле представляет собой вихри эфира, а электрическое поле – поступательное движение того же эфира, на самом деле оказалось, что и то и другое это вихревые движения эфира, но разной формы.

Однако по Гельмгольцу вихри не возникают и не уничтожаются. А мы знаем, что и электрическое, и магнитное поля и возникают, и уничтожаются, и уже здесь имеется явное расхождение теории с практикой.

Противоречий в электродинамике набралось очень много. К ним притерпелись, привыкли, но не разрешение этих противоречий означает, что мы далеко не все возможности электродинамики используем в своей практике. В свое время Энгельс в книге «Диалектика природы» придал этому вопросу особое значение. Он даже написал, что эфирная теория дает надежду выяснить, что такое электричество, не как оно работает, а именно, что это такое, потому что из выяснения, что это такое вытекают новые не только представления о самом электричестве, но и совершенно новые технологии.

Когда мы начинаем предмет понимать, то мы начинаем видеть ограниченность наших текущих представлений о предмете, ограниченность существующего функционально-математическо-го описания, мы видим некоторые дополнительные возможности, и, опираясь на них, можем даже предложить некоторые новые устройства, что нами и было проделано, и о некоторых из них я постараюсь вам сегодня рассказать.

Поэтому представления о том, что собой представляет субстрат, которым мы сегодня занимаемся, на всех этапах полезен. И вообще, я должен сказать, что именно в электродинамике отразился общий подход, разногласия и антагонизмы наступающего нового поколения прикладников и сидящих в своих окопах и отстреливающихся от них, занявших круговую оборону физиков-теоретиков. Потому что у нас совершенно разный подход и отсюда разногласия. Ибо над нашими физиками-теоретиками не каплет, и они спокойно могут рассуждать на тему, что научно, а что не научно, а нам, прикладникам, надо решать прикладные задачи, над нами как раз каплет. Если мы не будет такие задачи решать, то мы тоже будем никому не нужны.

Эти наши разногласия серьезны, против нас в свое время принимались суровые административные меры. Имеется закрытое постановление Секции математики и астрономии АН СССР 1964 года, никем не отмененное и действующее по сей день, по которому запрещено в научную печать допускать какую бы то ни было критику Теории относительности Эйнштейна и употреблять само слово «эфир».

Поэтому мы вынуждены взять всю эту проблему в свои руки. Я в своей книжке написал, что поезд идет, и, если эти ребята ехать на нем не собираются, значит, поезд пройдет мимо них. Так что здесь ни у кого никаких сомнений не должно быть.

Эфиродинамика неизбежна, потому что все развитие естествознания шло по уровням организации материи: природа в целом, от природы к веществам, от веществ к молекулам, от молекул к атомам, от атомов к элементарным частицам вещества. Теперь настала пора сделать следующий шаг от элементарных частиц в глубь материи, к строительному материалу этих элементарных частиц, то есть к эфиру. Остановить это поступательное движение естествознания вглубь материи не дано никому.

Теперь займемся проблемами электромагнетизма.

Как бы ни было устроено электрическое поле, оно все состоит из движущихся струй эфира. Поэтому сопоставляя соотношения удельной энергии электрического поля и энергии движущихся струй эфира.


оЕ2

wep =  ,

2
э vк2



wк =  ,

2
где Е – напряженность электрического поля, vк – скорость кольцевого движения эфира вокруг протона, dV – элементарный объем пространства вокруг протона, rp – радиус протона.



Поскольку показатели степеней о и э равны, то
о = 8,85·10–12 Ф·м–1 = э = 8,85·10–12 кг·м–3,
т. е. диэлектрическая проницаемость вакуума есть плотность эфира в свободном от вещества пространстве. Отсюда также следует, что напряженность электрического поля физически выражается в виде скорости эфирных потоков, правда отсюда не следует, что это за скорость, их там несколько.


ЭЛЕКТРОН В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ


СТРУКТУРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗАКОНА ПОЛНОГО ТОКА




ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НАВЕДЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭЛЕКТРОНОВ НАПРЯЖЕННОСТИ В ПРОВОДНИКАХ


f1 – ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ПО МАКСВЕЛЛУ;

f2 – ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ПО ЭФИРОДИНАМИКЕ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОИНДУКЦИИ ПРОВОДНИКОВ


УВЕЛИЧЕНИЕ ГРАДИЕНТА МАГНИТНОГО ПОЛЯ

В ТРАНСФОРМАТОРЕ ПОД НАГРУЗКОЙ



ИЗМЕНЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ОБМОТКАМИ



ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА С МАГНИТНОЙ СТРЕЛКОЙ (ЭКСПЕРИМЕНТ ЭРСТЕДА)



ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ



ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СЖАТИЯ ТОКА





К выводу уравнений распространения электрической индукции


ПРИНЦИП ПРОДОЛЬНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Э.Д.С.

ДИПОЛЕМ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Схема эксперимента Зависимость сигнала приемника

от расстояния между диполями
ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ПРОДОЛЬНОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ ЭНЕРГИИ ДИПОЛЕМ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Исходя из этого мы получили представления об электрическом заряде, о чем я уже рассказывал в одной из предыдущих лекций. Электрический заряд – это циркуляция плотности эфира по поверхности частицы.


q = DS = εoES = эvS,

А что такое электрический ток?

Сложившееся в науке представление об электрическом токе как о движении зарядов в проводнике, мягко говоря, не полно. Дело в том, что при токе в 1 Ампер в проводнике сечением в 1мм2 заряды перемещаются со скоростью 6,25 микрометров в секунду. Один метр они будут проползать в течение 160 тысяч секунд или 44,4 часов или почти двух суток. А на своей поверхности это движение создает магнитное поле напряженностью в 282 А/м, что соответствует скорости эфирных потоков в 106 км/с.

Как могут электроны, двигающиеся со скоростью в 6 микрон в секунду, создать потоки, двигающиеся со скоростью более чем 100 километров в секунду, т.е. в десять миллиардов раз больше?! Никак не могут. Но ведь создают! Значит, есть что-то здесь не учтенное, и этим неучтенным является скорость потоков электронов на их поверхности.

Расчет показывает, что электрическое поле в проводнике заставляет электроны не только перемещаться вдоль проводника, но и поворачиваться своими спинами в направлении оси проводника. И тогда вращение электронов заставляет вращаться окружающий эфир, и это вращение выходит из проводника и образует магнитное поле.

Ориентирование спинов электронов вдоль электрического поля
И тогда все становится на свое место. Значит перемещение электронов в проводнике, связанное с изменением вектора теплового движения электронов, отвечает за все проблемы электрических явлений, а поворот спинов тех же электронов – за все магнитные явления. Вот и все!

Как я уже говорил, в теоретической электротехнике накопилось множество логических противоречий. Возьмем, например закон электромагнитной индукции. В принципе, таких законов два. Первый – закон электромагнитной индукции, отражающий зависимость э.д.с. на проводнике, пересекающим силовые линии магнитного поля


e = – Вlv
Здесь В – магнитная индукция; l – длина проводника; v – скорость пересечения силовых линий магнитного поля проводником.

В этом законе отражен физический процесс, а именно пересечение проводником силовых линий магнитного поля.

Что же касается второго закона магнитной индукции – закона магнитной индукции Фарадея
S dB

е = – ——— ,

dt


где S – площадь контура, то этот закон грешит явным дальнодействием, поскольку изменение магнитной индукции происходит внутри контура, а э.д.с. возникает на периферии контура. Здесь отсутствует физический смысл возникновения э.д.с. путем пересечения проводников магнитными силовыми линиями и становится совершенно непонятным, за счет чего же возникает эта э.д.с.

Но на самом деле в природе не существует такого процесса, чтобы можно было менять интенсивность магнитного поля вдоль силовых линий, не меняя их положения в пространстве. Как же происходит изменение интенсивности магнитного поля в реальности?

На самом деле реально можно создать переменное магнитное поле только одним способом – пропустив через проволочную катушку переменный ток. Но тогда силовые линии магнитного тока образуются в проводниках этой катушки и выходят из каждого проводника, распространяясь в пространстве и сгущаясь в центре этой катушки.

Если при этом по дороге им попадется другая катушка, то эти магнитные линии пересекут проводники этой катушки, и в них возникнет э.д.с.




Наведение ЭДС в контуре: а – по Фарадею и по Максвеллу ; б – в реальности
Но тогда это будут другие зависимости, в которых существенную роль сыграет расстояние между обмотками – первичной, в которой проходит переменный ток, создающий магнитное поле, и вторичной, в которой возникает э.д.с.

Нами были поставлены соответствующие эксперименты, которые однозначно подтвердили правильность наших представлений. Были построены большие контура, в которых можно было изменять расстояния между проводниками. И оказалось, что при малых площадях контуров наши данные почти не расходятся с фардеевским, но по мере увеличения площади контуров они расходятся все более и составляют на больших контурах разницу в четыре раза! Далее вообще э.д.с. по Фарадею и Максвеллу уходит в логарифмическую бесконечность, а по эфиродинамическим представлениям уходят в насыщение и э.д.с. просто перестает изменяться, как бы ни расширялась площадь контуров.

У меня в лаборатории была сотрудница Любовь Михайловна. Она бывшая детдомовка, всю жизнь боролась за справедливость и могла разнести в этой борьбе всю лабораторию. Но зато все, что она делала, она делала исключительно добросовестно и тщательно. Поэтому именно ее я попросил провести этот эксперимент, зная, что никакой халтуры не будет.

Проведенный эксперимент полностью подтвердил эфиродинамические представления.

Означает ли это неправильность закона Фарадея? Нет, не означает. Он многократно проверен, на нем основаны расчеты трансформаторов, электрических машин и многое другое. Им можно пользоваться, но не во всех случаях, иногда он может приводить к очень большим ошибкам, связанным с отсутствием физических представлений о сущности явления.

Закон Фарадея в математическом исполнении это первое приближение к реальности. Наше описание – это второе приближение. Это все? Нет, конечно. Если будут проведены дополнительные исследования, то обязательно окажется, что и мы не все учли, и развитие пойдет дальше. А Фарадею мы должны быть глубоко благодарны за его отличную пионерскую работу, позволившую создать целую отрасль электротехники.




Майкл Фарадей

1791-1867
Нас заинтересовала некоторая разница полученных нами экспериментальных данных и наших теоретических зависимостей в начале координат при малых площадях контуров.


Зависимость э.д.с. взаимоиндукции от расстояния между проводниками
И мы провели дополнительное исследование именно этого участка. Это проверка уже не закона Фарадея, а закона полного тока
i = ∫Hdl = dq/dt.
В соответствии с этим законом, тоже вытекающим из уравнений Максвелла, отношение магнитных напряженностей на Разных расстояниях от проводника должно быть обратно пропорционально отношению этих расстояний, т. е.
Н1/Н2 = R2/R1,
Здесь R2 и R1 – соответственно расстояние от центра проводника до точек измерения напряженностей магнитного поля.

Мы увидели объяснение этого расхождения в том, что раз эфир – сжимаем, то и магнитное поле тоже может быть сжимаемо, и это может оказаться причиной полученных расхождений.

Если это так, то приведенное соотношение справедливо только для малых значений напряженностей магнитного поля, для которых его сжатием можно пренебречь. С увеличением же напряженности должны наблюдаться отклонения от этого закона.

Отклонения значений магнитной напряженности от закона полного тока при i3 > i3> i3

Аналогией этому может служить вертушка-вентилятор, которая гонит воздух в свободное пространство. Что она делает? Она сжимает воздух, который затем постепенно разжимается, отходя от вентилятора на все большее расстояние.

Это и было проверено на тех же контурах, и наши предположения полностью подтвердились. Расхождения оказались вполне заметными уже при токах в 0,1А, а далее они нарастают по мере увеличения значения тока, и нарастают существенно. Проверка на разных частотах низкочастотного диапазона показала независимость распределения магнитного поля в пространстве от значений частот. На больших частотах мы этого не проверяли, вероятно, там такая зависимость появится.

Таким образом, обнаружено новое свойство магнитного поля – сжимаемость в вакууме.

В связи с этим я хочу вам рассказать об одной баталии, происшедшей где-то в конце 40-х – начале 50-годов, я тогда был студентом, и нам все это рассказывали наши лектора. Речь шла о спорах между электростанциями и заводами-потребителями энергии. Электростанции энергию выдают в таком-то количестве, а заводы ее получают в меньшем количестве. За чей счет должна покрываться разница? Существующие методы учитывали активные и реактивные потери в проводах, но все ли они учитывали? Учли ли они все особенности потерь именно реактивного характера? Токи там приличные, а методы расчета наверняка факт сжимаемости магнитного поля вблизи проводов не учитывали.

Что из всего этого следует? Следует простой вывод: всеми такими вопросами снова надо заниматься, а то более ста лет никто над такими проблемами вообще не работал и сейчас не работает. Однако, пора!

Нами поставлен десяток экспериментов, обо всех них рассказывать невозможно за недостатком времени, но о некоторых я все же расскажу.

Представьте себе, что в полупроводящей среде протекает пульсирующий ток так, что плотность тока постоянна в любой точке этой среды. Спрашивается, какое там будет магнитное поле? Докладываю, никакого, потому что магнитного поля в этом равномерно распределенном пульсирующем токе нет в принципе. Как такое может быть? Оказывается, может, потому что в каждой точке этой среды магнитное поле полностью скомпенсировано. Вот если вы часть среды вынете и замените ее изолятором, то внутри этого пространства, в этом изоляторе, магнитное поле появится. Если у среды есть границы, то во внешней области появится магнитное поле, потому что оно ничем не скомпенсировано. А в сплошной среде этого нет.



Компенсации полей: а— магнитного поля в распределенной системе токов; б— электрического поля в распределенной системе магнитных потоков
Аналогично будет и в случае, если в среде распространено пульсирующее магнитное поле, там тоже не будет возникать никакой э.д.с. Почему? Потому что в каждой точке среды происходит компенсация полей по закону взаимодействия соседствующих вихрей. Все они крутятся в одну и ту же сторону, но на прилегающих сторонах двух вихрей потоки идут в противоположные стороны и производимый ими эффект уничтожается. Это тоже было проверено.

В эксперименте была использована плоскость, на которой был размещен ряд проволочных контуров, включенных последовательно, через которые пропускался переменный ток. Контура создавали переменное магнитное поле в окружающем их пространстве. Над контурами размещалась измерительная рамка, к которой был подключен измерительный прибор. Переключение контуров осуществлялось таким образом, что поочередно мог подключаться соответствующий контур проволочных контуров

Эксперимент показал, что по мере подключения внутренних по отношению к измерительной рамке контуров ЭДС на ней растет, а по мере последующего подключения внешних по отношению к рамке контуров ЭДС начинает уменьшаться. Это оказалось справедливым для всех размеров рамок. Тем самым высказанные выше предположения нашли свое подтверждение.

Изменение ЭДС на измерительных контурах по мере увеличения числа подключаемых токонесущих контуров: а – расположение измерительных контуров на пластине с токонесущими катушками, создающими магнитное поле; б – ЭДС на измерительном контуре по мере подключения токонесущих катушек
Далее. Рассмотрим диполь Герца, состоящий, как известно, из двух медных шаров, соединенных с генератором переменного тока, и опустим его в полупроводящую среду, то есть в морскую воду. Сам генератор можно изолировать или даже не помещать в воду, оставив в ней только два этих шара. Спрашивается, как в воде распределится ток.

У меня это любимая задача для профессоров электротехники. Реакция всегда одна и та же. Возьмите уравнения Максвелла снисходительно рекомендуют они, подставьте граничные и начальные условия, и получите решения. Это задача для третьего курса, а вы, интересуются они, давно ли заканчивали институт, наверное, вы все уже забыли!

Давно, отвечаю я, подзабыл, конечно. Но вы все знаете, помогите, пожалуйста.

Ладно, добродушно соглашаются ученые люди. Погуляйте полчасика, и приходите. Мы вам это решение напишем на бумажке.

Но ни через полчаса, ни через день, ни через месяц решение не находилось. Почему? Да просто потому, что такая задача не заложена в уравнения Максвелла. А я ее решил, но, конечно, опять только в первом приближении.

По принципу суперпозиции мы можем разделить систему из двух шаров на две части, по одному шару в каждой части. Тем самым, в каждой части получим по одному пульсирующему заряду, оба шара находятся в противофазе по отношению друг к другу. Если на одном шаре в данный момент имеется плюс, то на другом шаре в этот же момент имеется минус. А далее рассматриваем, как ток распространяется среде от каждого шара, а затем соберем систему обратно по тому же принципу суперпозиции.

Если из шара мы выпустили ток, то ему ничего не остается делать, как распространяться во все стороны равномерно и запаздывая по мере удаления от заряда. Тогда плотность тока на расстоянии R от центра шара составит:
i(t)

δ(t – R/c) = ————.

4ππR2
И эта плотность никак не будет зависеть от свойств самой среды, будь это хоть изолятор, а только от значения вышедшего тока и расстояния от шара.

А далее, с учетом координат места в каждой точке среды мы можем векторно просуммировать плотности тока от первого и второго шаров и, тем самым, задача будет решена.

В частности, здесь нет потерь тока на распространение в среде. Потери мощности есть, но они идут за счет напряжения, а потерь тока нет, так же как их нет и при пропускании тока через активное сопротивление. Если мы запустили ток в резистор, на его выходе мы получим ровно тот же ток.

А теперь, если мы расположим шары на расстоянии, равном половине длины волны излучения в среде то основная энергия пойдет не в направлении, перпендикулярном оси диполя, а вдоль него.



Распространение электрического поля диполем с сосредоточенными параметрами в тонком слое полупроводящей среды. Продольная составляющая больше поперечной составляющей поля

Это и есть продольное распространение электрических волн, поскольку направление вектора электрической напряженности совпадет с направлением вектора распространения энергии. Это было проверено экспериментально на морской воде, предъявлено специально созданной для этого комиссии и зафиксировано соответствующим актом.

Таким образом, мы получили продольное распространение электрических волн, к которому подход должен быть иной, чем к распространению поперечных волн.

Вот так-то, господа профессора-электротехники! А вы говорите, учиться надо. Надо, конечно, но не только студентам, но и вам, профессорам.

Мы возлагали большие надежды на то, что продольная волна пойдет в морскую воду, но оказалось, что ничего подобного. Она идет в поверхностном слое воды, не в воздухе, но и не на глубинах. При частоте в 1МГц мы получили в поверхностном слое воды расстояния в десятки километров, а в глубину не более 3-х метров. Сегодня мы знаем, почему это так. Потому, в частности, что здесь мы имеем поперчнное распространение, и закон Максвелла по распределению вглубь поперченных волн здесь справедлив, в чем мы и убедились.

Умные теоретики обязательно хотели бы факт распространения объяснить тем, что волна идет по воздуху, а не в воде. Но представим себе, что мы выпустили из электродов не переменный ток, а постоянный. Тут уже всем ясно, даже профессуре, что ток идет в воде. А теперь мы потихоньку начнем повышать частоту, и начнет появляться экспонента, по мере повышения частоты сокращающая свои размеры. Так она что, выпрыгивает из воды в воздух, что ли? Вряд ли. Поэтому ток хоть постоянный, хоть переменный идет в воде, а не в воздухе.

Кстати сказать, морская вода до частот меньших, чем 800 МГц, представляет собой чисто активную проводимость и только после 800 МГц активная и реактивная (емкостная) составляющие сравниваются, а дальше начинает превалировать емкостная составляющая.

Учитывая, что высокие частоты не могут распространяться вглубь, можно использовать для связи в морской воде все то же самое, но на низких частотах, единицы килогерц или сотен герц. Но здесь возникает вопрос, далеко ли такие волны пойдут. Отвечаю, недалеко, потребуются большие мощности. Но основные потери мощности происходят вблизи электродов, и здесь есть возможность исключить эту зону, поставив между электродами изолятор, например, в виде мола или полуострова с тонким перешейком.

Таким изолятором, отсекающим ближнюю зону, могут являться два континента Северной и Южной Америк. А Панамский перешеек является идеальным местом для размещения там в каком-нибудь неприметном домике генератора звуковых частот мощность в несколько киловатт. Этой мощности достаточно для того, чтобы держать связь со всеми подводными лодками по всем океанам.

А для закрытых акваторий типа Черного моря нужны свои полуострова. Конкретно, на Черном море такой полуостров имеется, но не у нас, а у Турции. Это Синоп, полуостров, соединяющийся узким перешейком шириной в 200 метров с берегом. У нас такого, к сожалению, нет. Но, по крайней мере, ясно, где такие станции связи находятся у наших друзей американцев.




Квазистатическое излучение тока диполем с сосредоточенны-ми параметрами: а без изолирующей перегородки; б с изолирующей перегородкой между электродами диполя; в этом случае мощность перераспределяется в дальнюю зону
Я начал заниматься всеми этими вопросами в 1960 году. В 1964 году в печати появились сообщения о том, что в США некто Минто открыл гидронические и плазмонические волны, распространяющиеся в морской воде. После чего было принято два решения, одно у американцев, другое у нас.

Американцы очень быстро отправили Минто в свои ВМС, где ему предоставили возможность заниматься этими волнами в интересах Военно-морских сил США, после чего Минто исчез из печати, и с тех пор о нем ничего не слышно.

Меня тоже разыскали наши моряки, и я сделал 11 докладов у высшего руководства ВМФ, после чего мне предоставили возможность провести исследования на Черном море. Мне дали в помощь одного полковника, добродушного дядьку, который сказал, что во все это он не верит, но почему бы ему не провести месяц на Черном море в порядке отдыха. Он нам помогал во всем, когда надо было достать шлюпку с матросами, все это делалось мгновенно.

Тогда мы ничего не достигли, о чем и доложили, что все это требует времени. Тогда Главком ВМФ Горшков запросил Академию наук о реальности таких волн, запрос попал к Игорю Евгеньевичу Тамму, который отписал, что поскольку все это противоречит уравнениям Максвелла, то ничего этого не может быть. И все работы, а параллельно и независимо от нас этим занимались еще шесть крупных институтов, которые тоже ничего не получили, все работы были закрыты, кроме меня, потому что я был лицо не подотчетное. Это и было второе решение, некоторым образом отличающееся от решения, принятого американцами. Спасибо Академии наук СССР и лично академику Тамму. Она, Академия, в лице своих лучших членов обеспечила нам 50-летнее отставание от США в этом вопросе.

Ну, а что уравнения Максвелла? Они правильны, эти уравнения, но уже в первых двух заложена идея того, что правая часть первого уравнения это и есть левая часть второго уравнения, а правая часть второго уравнения равна левой части первого уравнения. В частном случае это так, а в общем случае совсем не так.

Потому что они не всегда равны, например, в случае протекания токов в полупроводящей среде, когда происходит компенсация полей.

А в третьем и четвертом уравнениях не учтен факт запаздывания при выводе дивергенции. Тогда в эти уравнения добавляются соответствующие члены, и эти уравнения из статических превращаются в динамические уравнения первой степени. Принципиально тогда первые два уравнения Максвелла становятся не нужными, потому что вся электродинамика может быть решена только с помощью третьего и четвертого уравнений в динамической форме. Но это все впереди.

В динамической форме третье уравнения Максвелла приобретает вид


div D + дD/cдt = ρ,
в котором появляется дополнительный динамический член, в нем присутствует деление на вектор, что сразу же вызывает истерику у правоверных математиков и электротехников, пример типичного верхоглядства и догматизма. Почему? Делить на вектор нельзя! А ведь это не всегда верно. Как раз в случае коллинеарности векторов, т.е. совпадения по направлению это деление не только правомерно, но и необходимо, потому что в данном случае показывает преемственность с третьим уравнением Максвелла и отражает сущность процесса.

Производным от этого уравнения является аналогичное уравнение для распространения тока

div δе + дδе/дtc = 0,
которое говорит о волновом процессе распространения тока в проводнике. Это последнее обстоятельство мы решили проверить в эксперименте.


Эксперимент по определению факта сжимаемости тока: а– схема отводов от проводника; б – импульсы, возникающие на отводах

УТОЧНЕННЫЕ УРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ
д

1) rot Hψ δе = (σ + ε — )(Еφ + ЕН v1 + ЕН v2);



дt
д

2) rot Еφ δм = – μ — (Hψ + HE v1 + HE v2);



дt
3) div D + дD/cдt = ρ;
4) div δе + дδе/дtc = 0;
5) div B = 0;
6) divgradB + д(gradB)/дtc = 0.
е и ем – электрическая и магнитная разность потенциалов; Фe и Фм – электрический и магнитный потоки; i – электрический ток в проводнике; q – заряд, перемещающийся в направлении электрического тока (направленное перемещение придает ему форму вектора).

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ
е = ∫E(t r/c)dl = – dФм(t)/dt;
ем = ∫H(tr/c)dl = dq(t)/dt;
Фe = ∫D(tr/c)dS = q(t);
Фм = ∫BdS = 0.

Два провода длиной каждый по несколько метров были подключены к источнику постоянного напряжения (обычной батарейке). От каждого из проводов были сделаны отводы через 1 м. Провода периодически замыкались контактом. Отводы подключались к высокочастотному электронному осциллографу. Идея эксперимента заключалась в том, чтобы определить, как растекается ток по проводу при замыкании цепи, на разомкнутых концах которой находится полная разность потенциалов.

В результате проведения эксперимента выяснилось, что при замыкании контакта на ближних к нему отводах возникает острый импульс, амплитудой почти в полное напряжение источника, на следующих отводах этот импульс оказывается меньше по амплитуде, но шире по времени, на следующих еще меньше по амплитуде и еще шире по времени.

Таким образом, факт сжимаемости и волнового характера распространения тока был тоже подтвержден.

Мы, таким образом, провели ряд экспериментов, подтвердивших наши исходные эфиродинамические представления о сущности тока, электрического и магнитного полей и некоторых явлений. Все это не завершено и носит, в основном, только качественный характер. Работы в этом направлении надо продолжать.

Мы привыкли к тому, что есть один вид электромагнитного излучения – радиоволны, в которых вектора электрической и магнитной напряженностей и вектор распространения энергии взаимно перпендикулярны друг другу, поэтому это излучение считается поперечными волнами. Уже в самом этом определении содержится ошибка, потому что в однородной среде, хоть в вакууме, хоть в эфире никакие поперечные волны распространяться вообще не могут. Продольные могут, а поперечные нет.

Для возникновения поперечных волн, например, в струне или мембране, или на поверхности воды обязательны два условия – наличие четко выраженной границы между двумя средами и наличие потенциальной восстанавливающей силы. Ни того, ни другого в однородной среде нет, а значит, и поперечных волн не может быть. Что же такое эти волны? Пока неизвестно, с этим надо разбираться, но это не волны, а что-то по своим свойствам на них похожее, какие-то вихревые структуры.

Но обычные радиоволны не единственные из существующих излучений. На самом деле видов излучения больше.

Какие же виды электромагнитных излучений существуют?

Вторым видом излучения является продольное, в котором вектор электрической напряженности совпадает по направлении с вектором распространения энергии, о чем мы уже говорили.

Третьим видом является так называемое квазистационарное излучение, т. е. токи растекания, у которых закономерности распространения отличаются как от обычных радиоволн, так и от продольных электрических волн.

Четвертым видом является фотонообразное излучение, которое мы называем светом оптического диапазона и прилегающим к ним частотам инфракрасным и ультрафиолетовым. Но как это распространяется в область более высоких и более низких частот, мы не знаем.

Пятым видом является аура, причем нескольких видов, в том числе статическая, присущая всем телам, и динамическая, присущая только живым организмам.

Это все? Нет не все. Вполне реально существование продольного магнитного излучения, возможно, это и есть так называемое торсионное излучение, о котором уже не один год хлопочет Акимов.

Отдельный вид излучения – геопатогенные излучения, о них мы будем говорить позже.

Но могут быть и еще какие-то виды, о которых пока мы не помышляем.

Геннадий Васильевич Николаев из Томска выпустил книгу, в которой собрал 49 экспериментов разных авторов, которые не объясняются обычной электродинамикой. Должен заметить, что эфиродинамика тоже пока не может их объяснить. Я говорю пока, потому что эфиродинамика претендует на то, что раз все состоит из эфира, то эфиродинамические объяснения рано или поздно найдутся. Но пока их нет.

Есть простой эксперимент, о котором знал еще Фарадей. Над кольцевым магнитом, намагниченным вдоль его центральной оси, установлен медный диск. И тот и другой могут вращаться независимо друг от друга на общей оси. К диску подведены контакты один к оси, второй к его ребру. Когда диск вращается, а магнит неподвижен, на диске появляется э.д.с. Тут все в порядке.

Как вы полагаете, что будет, если диск оставить неподвижным, а вращать магнит? Будет такая же э.д.с., как нас учили? Ничего подобного! Никакой э.д.с нет вообще. Чистый ноль! А что будет, если мы склеим диск и магнит и будем их вращать вместе? Никакого пересечения магнитных силовых линий здесь нет, и никакой э.д.с. здесь тоже не должно быть. А она есть, причем ровно такая же, как если бы диск вращался, а магнит оставался неподвижным! Вот так-то! Я лично все это проверял и каждый может это легко проверить.

Современная электротехника не знает, почему это так. И я не знаю со всей своей эфиродинамикой. Создается впечатление, что поле, которое создал магнит, неподвижно в пространстве. Почему? Неизвестно…

Я могу подсказать, где можно добыть кольцевые магниты. Они добываются из скрепочниц у секретарей любого предприятия или в канцелярских магазинах. На них кидают скрепки, и они не разлетаются, а лежат на них. Оттуда и добывайте, а остальное нетрудно и сделать. Так что вперед.

Всем этим надо заниматься, а не закрывать глаза и не считать, что мы такие умные, что все знаем.

Сегодня многие взялись за постановку разнообразных экспериментов в области электротехники и электродинамики. Все это носит исключительно любительский характер, потому что серьезным ученым и так все ясно. Они делают вид, что все это их не касается. И тут они абсолютно правы. Это их действительно не касается, и поэтому развитие теоретической и отсюда вытекающей практической электротехники и электродинамики пройдет без них. Потом будут обижаться, но поезд уйдет, оставив их на платформе.

В заключение хочу обратить ваше внимание еще на один общий аспект теоретической электротехники.

Все мы теперь пользуемся Международной системой единиц СИ. Эта система самосогласована, удобна и, конечно, ее надо использовать в полной мере, что я лично советую своим студентам. В ней отсутствуют дробные показатели, которые присущи и системе СГСЕ, и системе СГСМ, и так называемой универсальной системе Гаусса, которые этим самым демонстрируют полное пренебрежение физикой явлений, потому что трудно представить, как можно извлечь корень квадратный из грамма или кубического сантиметра, а там это сплошь и рядом.

Теоретики электротехники считают, что задача размерностей электромагнитных величин – установить коэффициенты пропорциональности между величинами, имеющимися в уравнениях. На самом же деле задача размерностей – вскрыть физическую сущность величин, а поскольку в реальности никаких корней квадратов из грамма не существует, все эти системы СГСЕ, СГСМ и их комбинации должны быть выброшены из науки навсегда.

Система СИ лишена этих недостатков. Но в ней остался Ампер, как одна из основных величин, которая тоже не имеет физического смысла, и от нее надо избавляться. Физический смысл имеют только те размерности, которые основываются на всеобщих физических инвариантах – материи, пространстве и времени, а никак не на Ампере.

Учитывая, что в эфиродинамике понятие заряда приобрело простой механический смысл и заряд имеет размерность кг·с–1, то ток имеет размерность кг·с–2, и теперь нужно заменить размерность [A] на размерность [кг·с–2] во всех размерностях физических величин, что вернет им, наконец, физический смысл. Все это сделано, и это помогает разобраться в физическом содержании любой электромагнитной величины. Таким образом, преобразование Международной системы единиц СИ МКСА в систему единиц СИ МКС оправдано, и это надо сделать.


Преобразование системы единиц МКСА в систему единиц МКС


Величина

Название единицы

Обозна-

чение


Единица

измерения

в МКСА*


Единица измерения

в МКС


Работа и энергия

Джоуль

Дж

м²·кг·с²

кг· м²·с²

Мощность

Ватт

Вт

м²·кг·с³

кг· м²·с³

Количество электричества

(электрический заряд)



Кулон

Кл

А·с

кг·с¹

Сила тока

Ампер

А

А

кг·с²

Поток электрического

смещения (индукции)



Кулон

Кл

А·с

кг· с¹

Электрическое смещение

(индукция)



Кулон на квадрат-

ный метр


Кл·м‾²

А·с·м²

кг· м²·с²

Напряжение, раз-ность потенциалов,

электродвижущая сила



Вольт

В

м²·кг·А¹·с³

м²·с¹

Электроемкость


Фарада

Ф

А·с4·м²· кг¹

кг·м²

Электрический момент

-

Кл ·м

А·с ·м

кг·м·с¹

Вектор поляризации

(поляризованность)



-

Кл· м‾²

А ·с·м²

кг·м²·с¹

Электрическая

Проницаемость



Фарада

на метр


Ф·м‾¹

А·с4·мˉ³·кг‾¹

кг·м ˉ³

Напряженность

электрического поля



Вольт

на метр


В·м‾¹

м·кг·А‾¹·с‾³

м·с‾¹

Электрическое

сопротивление



Ом

Ом

м²·кг·А‾²·с‾³

кг ‾¹·м²·с

Удельное электриче-ское сопротивление

-

Ом·м

м³·кг·А‾² с‾³

кг· м³·сˉ²

Удельная электрическая

Проводимость



-

Ом ‾¹·м‾¹

А²·с³·м‾³·кг‾¹

кг‾¹· мˉ³·с²

Подвижность ионов

-

м²·В‾¹·с‾¹

А·с²·кг‾¹

-

Магнитный поток

Вебер

Вб

м³·кг· А‾¹·с‾²

м²

Магнитная индукция

Тесла

Тл

кг· А‾¹·с‾²

мху·мz‾¹

Магнитный момент

-

А·м²

А· м²

кг· м²·сˉ²

Вектор интенсивно-сти намагничения (намагниченность)

-

А.м‾¹

А·м‾¹

кг· м‾¹·сˉ²

Индуктивность и

взаимная индуктивность



Генри

Гн

м²·кг·А‾¹ ·с‾²

кг‾¹·м²·с²

Магнитная проницаемость

Генри на метр

Гн·м‾¹

м·кг·А‾² ·с‾²

кг‾¹·м·с²

Напряженность магнитного поля

Ампер на метр

А·м‾¹

А·м‾¹

кг·м‾¹· сˉ²

Магнитодвижущая сила


Ампер или Ам-первиток

А или Ав

А

кг·сˉ²

Магнитное сопротивление


-

А·Вб‾¹ или

Ав·Вб‾¹


А²·с²·м‾²·кг

кг· мˉ²·сˉ²

*По данным Справочника по физике для инженеров и студентов вузов. М., Наука, 1971.
Дорогие и уважаемые слушатели моих лекций!

Мы находимся в преддверии новой научной, а значит, и технологической революций. Лично я считаю, что эти революции будут связаны с эфиродинамикой, потому что это естественный шаг вглубь материи, продолжение традиционной эстафеты исторического развития естествознания. Но над всем этим нужно трудиться, не обращая внимания на догматиков, которые поднимают вой, как только кто-то пытается сдвинуть науку с места. Но эта работа не простое дело, она требует упорства, энергии и времени. Однако, вперед!


Прошу задавать вопросы.

Вопрос. В какой степени вы считаете работу в области теоретической электродинамике завершенной в связи с использованием эфиродинамических представлений?

Ответ. Боже упаси считать эту работу завершенной. Сделан всего лишь определенный шаг в понимании физической сущности электричества и магнетизма, не более. Что-то, причем поверхностно, мы начали понимать, это хорошо, потому что до сих пор в этом плане вообще ничего не было. Но считать, что мы уже все поняли и всего достигли, нет оснований.

Эфиродинамика приподняла краешек покрывала над бездной вопросов и проблем. Здесь предстоит огромная работа, и несомненная заслуга эфиродинамики заключается в том, что она хоть частично эти проблемы обозначила. Вся основная работа впереди, и в нее, конечно, должны включаться все, кто считает себя физиками.


Вопрос. Вы в уравнении делите вектор на вектор. Но ведь деления на вектор не может быть, это все знают, как вы это обходите?

Ответ. Вот есть простое выражение: скорость есть ускорение, умноженное на время
v = at
или
t = v/ a.

Здесь и скорость и ускорения – вектора, и почему их нельзя делить друг на друга? Ведь они лежат в одном направлении, то есть они коллинеарны. То же самое и у меня. Деление вектора на вектор автоматически означает, что они коллинеарны. В чем криминал? Криминал в том, что наши математики не желают ни в чем разбираться, считают, что они все постигли и устраивают истерики не по делу. Думать надо, господа математики, соображать!


Вопрос. В чем вы видите недостатки первого и второго уравнений Максвелла?

Ответ. Ну, смотрите сами. Ни первое, ни второе уравнения самостоятельно не решаются, только совместно. Может быть, я плохо знаю вопрос, но мне нигде не попадалось решение их порознь. В этих уравнениях перекрестно правые и левые части равны, и это позволяет эти уравнения первой степени сворачивать в одно уравнение второй степени, имеющего два решения.

Что всегда делают дальше? А дальше, поскольку одно решение расходящееся, его выбрасывают, как не соответствующее физике процесса. И всегда остается только одно решение, с которым и работают. Спрашивается, зачем же нужно уравнение второй степени, если от него всегда остается только одно решение, что соответствует уравнению первой степени? И тут выясняется, что правая и левая части уравнений не равны. Ротор учитывает процесс внутри контура и не учитывает процесс вне контура. В большинстве прикладных задач это проходит, а в сплошной среде нет.

Процесс продольного распространения уравнениями Максвелла отнесен к третьему уравнению, но там упущен временной фактор. И так далее. Это не значит, что уравнениями Максвелла нельзя пользоваться. Ради бога, пользуйтесь, они себя оправдали вполне. Но они не полны, как не полны любые уравнения, поскольку отразить всю физику любого процесса одним или двумя уравнениями невозможно в принципе. Это значит, что при постановке любой задачи нужно учитывать все существенные факторы, присущие именно данной задаче, а все учесть невозможно.

Для решения задач, связанных с поперечным распространением электромагнитных колебаний, уравнения Максвелла могут считаться достаточными, но, опять же, только в первом приближении. А для решения задачи продольного распространения они не пригодны. Вот и все!

Теперь у нас появилась принципиальная возможность все решать только с помощью уравнений первой степени. Ведь мы имеем всего два процесса – распространение электрической волны и распространение магнитной волны. И должно быть еще одно уравнение, связывающие эти процессы. Все подготовлено. Сделано ли все это мною? Нет, не сделано. Это большая работа, но ее нужно доделать, Может быть, я сумею со временем, может быть, не сумею. Но она должна быть завершена.
Вопрос. Известно, что Солнце питается энергией термоядерного синтеза. Как все это связано с энергией протонов?

Ответ. Вы знаете, подсчитано, что если бы излучение Солнца определялось только энергией синтеза, оно давно бы погасло, Это подсчитано не мною и является одной из загадок. Откуда оно берет дополнительную энергию, никто не знает, а я могу только догадываться.

Это, во-первых, внутренняя энергия самих протонов, которая совсем не рассчитывается по формуле Эйнштейна. Она на 26 порядков больше, чем получается по формуле mc2. Кроме того, Солнце, как и все небесные тела непрерывно поглощает эфир из окружающего пространства, а температура этого эфира на несколько порядков выше, чем температура эфира внутри Солнца. Это тоже может быть дополнительным источником энергии излучения. Но все это подлежит анализу, который надо сделать



Замечу попутно, что данный вопрос к сегодняшней теме лекции не относится.

Всем спасибо. До встречи через две недели.