Добавил:
course-as.ru Авшаров Евгений Михайлович, ejen@course-as.ru Инвестор и Технический директор ООО 'КУРС-АС1', Москва, http://www.course-as.ru, Все наиболее важное обо мне:http://www.course-as.ru/Avsharov.html Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бычков. Зайцев. Математическое моделирование электромагнитных и гравитационных явлений. Изд-3.pdf
Скачиваний:
90
Добавлен:
22.07.2023
Размер:
8.02 Mб
Скачать

(уравнений движения эфира). К таким следствиям относятся: уравнения Максвелла (п. 2.1), сила Лоренца (п. 2.1 и 16.1), теорема Гаусса и закон Кулона (п. 3), закон Био – Савара (п. 7), закон электромагнитной индукции (п. 9), законы Ампера (п. 12.1), эффекты и формулы электротехники и электрохимии (п. 18), магнитные явления (п. 19), закон гравитационного тяготения (п. 16.2 и 17.2).

Перечисленные законы подтверждены в многочисленных опытах и используются на практике в технических устройствах. Поэтому их логический вывод из уравнений движения эфира является одним из серьёзных аргументов в пользу признания существования эфира в методологии физики, обобщающей экспериментальные факты.

23.2. Электрический ток в проводе

Вфизике считается, что переносчиками электрического тока

вметаллах являются исключительно свободные электроны [28, с. 173], сравнительно слабо связанные с ионами кристаллической решётки, внутри которой они могут свободно перемещаться [28,

с. 178].

С эфирных позиций электрический ток в металле интерпретируется как завихренное течение ньютониев (эфира) и его взаимодействие со структурными элементами кристаллической решётки металла. Движение свободных электронов, если такие есть, не исключается, но они не являются основными переносчиками тока.

Внижеследующих трёх разделах показана внутренняя противоречивость модели свободных электронов, описаны проблемы интерпретации опытов с помощью электронной теории проводимости, представлен расчёт течения эфира в проводе.

Внаучно-популярной форме некоторые противоречия теории электронной проводимости освещены, например, на канале

YouTube «Крамола» [320].

458

23.2.1.Внутренняя противоречивость модели свободных электронов в твёрдом проводнике

В классической электронной теории проводимости твёрдых проводников (в том числе металлов) и их теплопроводности предполагается наличие свободных электронов, движение которых подчиняется законам классической механики Ньютона. Взаимодействием свободных электронов между собой пренебрегают, а взаимодействие с положительными ионами кристаллической решётки сводят только к соударениям [34, п. 147–150; 36, с. 376–378]. В электронной теории проводимости предполагается, что нет перескока электронов с орбиты одного атома на орбиту другого атома. Мы также не будем рассматривать такой эффект.

Иными словами, электроны проводимости представляют как электронный газ, подобный идеальному атомарному газу молекулярной физики [34, с. 336; 36, с. 376]. Поэтому при движении свободных электронов в твёрдом теле должны возникать области их скопления или разряжения, то есть возникать разделение отрицательного и положительного зарядов как в плазме. Однако при рассмотрении движения свободных электронов в твёрдом теле этот эффект замалчивается, и, видимо, не случайно, так как далее будет видно, что он делает свободные электроны несвободными.

Оценим пространственный масштаб разделения заряда, следуя типичному для физики плазмы подходу [160, п. 1.2].

Представим, что в некотором слое нарушилась электронейтральность. Для упрощения вычислений будем считать, что это нарушение происходит в результате смещения слоя электронов с образованием слоя отрицательного и слоя положительного объёмных зарядов. Положительный заряд образуется атомами кристаллической решётки твёрдого тела (аналог ионов), от которых сдвинулись свободные электроны.

459

Электрическое поле между слоями эквивалентно полю плоского конденсатора [160, с. 11]. Напряжённость этого поля определяется поверхностной плотностью заряда на «обкладках» конденсатора:

щение

слоя.

 

 

 

 

 

 

 

 

где – заряд электрона,

 

 

– концентрация электронов,

 

– сме-

ствием

= 4

 

 

 

 

 

 

 

 

На электрон в слое действует сила притяжения со стороны

 

 

 

 

 

 

Движение электронов под её воздей-

ионов:

приводит к изменению2 .

смещения слоя. Уравнение дви-

жения электрона в поле этой силы имеет вид

 

 

где

 

– масса

 

 

 

2

= 4 2 ,

 

 

 

 

 

электрона. Оно описывает гармонические коле-

бания с частотой

 

= 4 2/ .

 

 

 

 

 

 

 

 

Эта частота носит название плазменной или ленгмюровской. Электронный слой притягивается к положительному слою,

проходит мимо него по инерции, снова притягивается и т.д. Колебания слоя электронов определяет механизм восстанов-

ления квазинейтральности. В среднем, за много периодов колебаний рассматриваемую область твёрдого тела можно считать нейтральной. Поэтому временной масштаб разделения зарядов в твёрдом теле определяется величиной

как в плазме.

460

тура электронов в

 

 

,

 

 

 

=

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние, на которое за время

1/

сдвинется электрон,

имеющий тепловую скорость

 

 

 

 

 

 

, где

 

 

– темпера-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеризует пространственный масштаб

разделения

зарядов, связанный с тепловым движением заряжен-

 

 

[K]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных частиц [160, с. 12]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

=

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдём по этой формуле пространственный масштаб разде-

ющей

 

 

= 0.025 [эВ]

= 293

[K] = 20

[C]

 

 

 

 

 

 

 

ления заряда в меди при типичных температурах электронов:

комнатной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

 

o

 

 

и соответству-

10

[эВ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 [В]

 

 

энергии электрона во внешнем электрическом поле

=.

23.6.1, с. 517:

 

 

 

 

 

23

 

 

 

3

. В первом

Cu

 

 

 

 

 

 

 

 

, то есть при прохождении разности потенциалов

 

 

 

 

 

−10

~,

2 10

[1/см ]

 

 

 

 

−9

 

 

оценена в п.

Концентрация свободных электронов в меди

 

 

 

= 2.6 10

 

[см]

 

 

 

 

 

 

 

 

= 5.3 10

 

[см]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лучае получим

 

 

 

[см]

 

во втором –

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. Найденные

 

 

(см. с. 517). Причина столь малых

 

состоит в

Cu ~ 2 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оказываются−8 меньше межатомного расстояния в меди

относительно малой температуре и высокой концентрации электронов в твёрдом теле по сравнению с плазмой.

Отсюда следует, что атомы в твёрдом теле не позволят свободным электронам нарушить электронейтральность на межатомных расстояниях, то есть разрешат им сдвигаться лишь на расстояния меньшие, чем межатомные.

Итак, если свободные электроны и имеются в проводнике, то являются практически неподвижными на расстояниях масштаба межатомных и приложение к проводнику малой разности потенциалов (или помещение проводника в поле с малой разностью потенциалов) не может вызвать электрический ток, обусловленный движением свободных электронов, и концентрацию зарядов

461

Соседние файлы в предмете Эфиродинамика