Проведённые выше рассуждения и полученные оценки основаны на анализе характерного состояния образцов перед взрывом. Детальное теоретическое изучение процессов, происходящих при взрыве проволочек и эмиттеров, требует решения уравнений эфира (4)–(6) с некоторыми начальными и граничными условиями.
Отметим, что если принять в качестве постулата эфирную трактовку твёрдой фазы вещества как сдавливание его эфиром вместо вывода этой трактовки из экспериментов, то близость по порядку величины давления внутри проволочки и эмиттере перед взрывом к оценке невозмущённого давления эфира (224), полученной в п. 21.1 на основе совершенно других соображений, можно рассматривать как подтверждение правильности приближённой оценки (224).
18.11. Э.д.с. Жуковского. Униполярный генератор
Обсудим появление э.д.с. на участке цепи (не обязательно прямолинейном) под воздействием обобщённой силы Жуковского (120). Рассмотрим случай, когда магнитное поле не изменяется во времени, третий член в формуле (120) мал по сравне-
нию со вторым членом,а внешнее электрическое поле и внешняя |
||||||||||||||
магнитным полем , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
сила отсутствуют или не приводят к появлению э.д.с. |
||||||||||||||
|
При сообщении скорости |
|
в области эфира , обладающей |
|||||||||||
, направленной вдоль кривой |
|
|
, |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
возникает обобщённая сила Жуковского |
||||||||||
(121). Эта сила создаёт |
|
|
|
|
|
|
с единичной нормалью |
|||||||
|
на сечении |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
давление (плотность энергии) |
|||||
|
≡ |
|
|
∙ = |
|
|
|
∙ = |
|
|
∙ . |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Если третий |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
член в (121) мал по сравнению со вторым и |
||||||||||||
непотенциальные силы отсутствуют = 0, то |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
234 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
= ,0 |
|
|
× ∙ . |
(198) |
|||||||||
|
, |
|
|
|
|
, |
|
|
и формально, |
|
|||||||||||
0 |
|
= 0 |
= 0 |
и по смыслу. В (198) нет = |
|||||||||||||||||
|
|
|
Подчеркнём, что формула |
(198) отличается от (84) при |
|
||||||||||||||||
воря, |
|
1/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мно- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
жителя |
|
|
|
и поле |
|
определяется по (20) скоростью, вообще го- |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
, а в (84) поле |
выражается через ту же ско- |
||||||||||||
|
|
отличной от |
|||||||||||||||||||
рость |
|
, которая входит |
в |
векторное произведение. По смыслу |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
является давлением обобщённой силы Жуковского, возни- |
||||||||||||||||||
кающей при мгновенном сообщении внешней скорости |
тече- |
||||||||||||||||||||
ниюэфирасоскоростью . В то время как приращениедавления |
, |
||||||||||||||||||||
выраженное из (84), является |
|
приращением давления течения |
|||||||||||||||||||
эфира со скоростью . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Учитывая связь разности |
давлений с разностью потенциалов |
|||||||||||||||||
(75) (см. также п. 18.1), для приращения э.д.с. получаем |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ж = ,0 |
= |
|
× ∙ . |
(199) |
|||||||||
э.д.сТогда. |
на всём криволинейном участке цепи возникает |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ж = |
|
× ∙ . |
(200) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Таким образом, появление разности потенциалов на концах кривой , при сообщении в её точках эфиру скорости , обусловлено разницей давлений эфира, созданной обобщённой силой Жуковского (120). Такую э.д.с. назовём э.д.с. Жуковского.
235
Отметим, что вычисление разности давлений (или потенциалов) на концах контура по формуле (15), связывающей давление и скорость эфира, затруднено необходимостью расчёта скорости эфира. В этом смысле на практике более удобна формула
(200), так как в электротехнических системах магнитное поле |
, |
||||
в которое входит скорость эфира, может быть задано или |
непо- |
||||
|
|
||||
средственно измерено. |
|
|
|
|
|
Формула (200) для э.д.с. Жуковского |
|
оказалась похожей |
|||
по внешнему виду на формулу для э.д.с. |
индукции (109) в отсут- |
||||
|
Ж |
|
|
|
|
ствие электрического поля и внешней силы
( ) = ( ) × ∙ .
Это позволяет дать физическую трактовку «магнитного» члена в законе электромагнитной индукции (109) как результата действия обобщённой силы Жуковского.
Однако физические условия применимости формул (200) и (109), вообще говоря, различны. При выводе формулы (109)
предполагалось, что контур является замкнутым. Магнитный по- |
||||||||||||
не |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ток рассматривался именно через замкнутый контур. В формуле |
||||||||||||
(200) кривая |
|
не обязательно замкнута, а магнитный поток даже |
||||||||||
|
рассматривается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Различие условий применимости приводит, вообще говоря, |
|||||||||||
и к различию э.д.с. индукции |
|
(109) и э.д.с. Жуковского |
Ж |
|||||||||
ком лежащего в |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(200). Приведём пример. |
|
|
|
|
||||||||
|
Пусть на участке |
|
неподвижного замкнутого контура, цели- |
|||||||||
В такой системе э.д.с. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
некоторой плоскости, создаётся скорость . |
||||||||
Пусть вектор магнитного поля |
|
параллелен данной |
плоскости. |
|||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
индукции |
|
, фигурирующая в формуле |
||||
(109), не наводится, так как |
магнитный поток равен нулю из-за |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
236 |
|
|
|
|
сти. Тем не менее, согласно |
|
|
и |
|
, где |
|
– нормаль к плоско- |
||||
перпендикулярности векторов |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
(200), на участке |
в результате дей- |
||||||
ствия обобщённой силы Жуковского возникает |
э.д.с. . |
||||||||||
Э.д.с. Жуковского |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
униполяр- |
|
|
|
|
наблюдается, например, в Ж |
||||||||
ном генераторе, |
называемом ещё диском Фарадея [93, 123–125]. |
||||||||||
|
Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принципиальная схема такого устройства предложена Фарадеем в 1831 году. В настоящее время униполярные генераторы используются для создания больших токов при малом напряжении, например, в металлургии или в установках токамак, реализую-
Однако до представленной здесь эфирной трактовки э.д.с.
Жкак результата появления обобщённой силы Жуковского во вращающемся в магнитном поле дискеубедительное объяснение возникновения разности потенциалов в униполярном генераторе отсутствовало.
Например, в книгах [123, с. 417] и [93, с. 117] э.д.с. в униполярном генераторе связывается с внесением в контур всё новых элементов диска, то есть с переключением диска с одного контура на другой. В [124, с. 545–549] говорится о необходимости уточнения закона электромагнитной индукции для униполярной машины на случай размыкания-замыкания контура с помощью рассмотрения магнитного потока через некоторый новый замкнутый контур, содержащий часть внешнего обвода диска. При этом утверждается, что «основная часть электрического поля, возникающего при движении магнита, имеет чисто релятивистское происхождение» [124, с. 548]. Такое объяснение противоречит опыту с вращающимся вместе с магнитом контуром, с. 406.
Кроме того, существенным недостатком таких объяснений является искусственная замена наблюдаемого непрерывного процесса на процесс в той или иной разрывной (дискретной) мо-
дели и отсутствие анализа результата предельного перехода от введённой дискретной модели к исходной непрерывной модели.щих управляемое протекание реакций термоядерного синтеза.
237
Хорошо известный энциклопедический интернет-ресурс en.wikipedia.org в разделе «Homopolar generator», ссылаясь на книгу [126, с. 210], предлагает объяснять работу униполярного генератора «современной трактовкой» закона электромагнитной индукции, в которой рассматривается полная производная от магнитного потока и при её раскрытии якобы появляется дополнительныйчлен. Но такаятрактовкапроизводнойотповерхностного интеграла математически ошибочна. В математике поверхностный интеграл от функции вводится как величина, не зависящая от пространственных координат. Поэтому его полная производная по времени совпадает с частной и никаких дополнительных членов не даёт.
Рис. 5. Схема униполярного генератора.
Типичная схема униполярного генератора показана на рис. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Существенной частью такого генератора является диск ради- |
|||||||
уса , вращающийся с угловой скоростью |
|
|
, направленной |
||||
вдоль оси диска. Постоянное магнитное поле |
|
создаётся магни- |
|||||
сти, в |
|
|
|
параллельно оси диска. |
|||
том или электрическим током и также |
|
|
|
|
|||
Поле |
|
в такой системе перпендикулярно нормали к плоско- |
|||||
|
которой лежит замкнутый контур, и поэтому не создаёт |
||||||
|
|
|
238 |
|
|
|
|
магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. В результате э.д.с. индукции (109) равна нулю. Однако измерения показывают, что на концах отрезка, соединяющего
ось вращения и край диска, возникает э.д.с. Её величина пропор- |
|||||||||||||||||||||
циональна. |
угловой скорости вращения |
| | |
и магнитному полю |
||||||||||||||||||
| | |
Ограничимся для простоты рассмотрением случая, когда |
||||||||||||||||||||
чениемэфира, |
|
= × ( ) |
|
|
, соответствующее маг- |
||||||||||||||||
вихревое течение эфира со скоростью |
|||||||||||||||||||||
нитному полю |
|
|
|
|
|
|
|
(формула (20)), слабо связано с те- |
|||||||||||||
и . Такая. |
|
обусловленным вращением диска со скоростью . |
|||||||||||||||||||
ситуация имеет место, например, |
при или |
||||||||||||||||||||
То есть не будем рассматривать последовательно |
взаимовлияние |
||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
| | | | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предположим, что скорость движения эфира |
, вызванная |
|||||||||||||||||||
вращениемдиска,направленаперпендикулярно |
радиусуиможет |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
быть представлена в виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(201) |
||
где – радиальный единичный вектор |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
базиса цилиндрической |
|||||||||||||||||||||
так |
≠ −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
системы |
координат с осью, совпадающей с осью вращения. |
||||||||||||||||||||
При |
Учитывая |
|
|
|
|
× ≠ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||
|
|
|
течение эфира со скоростью |
|
является вихревым, |
||||||||||||||||
для э.д.с. |
|
|
|
|
( × ) |
× = ( ∙ ) − ( ∙ ) |
= ( ∙ ) |
|
|||||||||||||
как в этом случае |
Ж |
|
|
|
. |
|
|
= [ 0 |
, ] |
|
|
||||||||||
|
|
Жуковского |
(200) на отрезке |
имеем |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ж |
= |
|
|
|
× ∙ = |
|
= |
|
|
(202) |
||||
|
|
|
|
( × ) × ∙ |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
239 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
∙ ) |
∙ |
= |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
± |
| ||0 | |
|
+1 − 0+1−1 |
, |
|
≠ −1 |
, |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( + 1) |
|
|
= −1 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
0 |
, |
+ |
|
|
|
||||||||||
где |
| |/ = | × ( )| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
– радиус, на котором находится внутренний токоприём- |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
При отрицательном |
|
|
− |
|
» соответствует одной направ- |
||||||||||||||||||||
ник, 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, знак « |
|
|||||||||||||||
метр . |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
» – противоположной. |
|
|||||||||||||
ленности векторов |
|
|
|
, « |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
В0случае 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
важную роль начинает играть пара- |
|||||||||||||||
|
|
= 0 и ≠ −1 формула для |
Ж упрощается |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ж = ± |
|
|
|
|
|
+ 1 |
. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
При |
|
|
данное выражение |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
548] = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
совпадает с формулами из [124, с. |
|||||||||||||
|
|
и [93, с. 117]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Таким образом, эфирная трактовка даёт простое объяснение |
|||||||||||||||||||||||||
также входит параметр |
|
|
| | |
= | × ( )| |
|
|
|
и ве- |
|||||||||||||||||||
пропорциональности э.д.с. угловой скорости вращения |
|||||||||||||||||||||||||||
личине магнитного поля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для э.д.с. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. В формулу | | |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
распределения скорости течения эфира |
|||||||||||||
|
по радиусу, который зависит |
от материала диска. |
|
||||||||||||||||||||||||
|
Результаты опытов с униполярными генераторами разных |
||||||||||||||||||||||||||
конструкций кратко подытожены в виде таблицы на ресурсе ru.wikipedia.org в разделе «Униполярный генератор» [127]. Появление э.д.с. как результата течения эфира объясняет без привлечения дискретной модели и теории относительности все опыты с подвижными и неподвижными частями генератора. В том числе и опыт, вызывающий наибольшую сложность при попытке его трактовки в рамках принятой в физике парадигмы, а
240
именно: наличие тока в неподвижной цепи при одновременном вращении диска и закреплённого вместе с ним магнита. В таком опыте в неподвижном состоянии э.д.с. нет, а во вращающемся есть, несмотря на то, что магнит и диск остаются неподвижными относительно друг друга и магнитный поток через замкнутый контур, с помощью которого регистрируется э.д.с., отсутствует. Инерцией электронов (центробежным эффектом) ток не объясняется, так как изменение направления вращения на противоположное меняет знак тока. Не объясняется ток и действием на электроны магнитной компоненты силы Лоренца, так как в поперечном к магнитному полю направлении электроны должны были бы «запираться», вращаясь по ларморовской окружности (магнитная ловушка). С точки зрения теории эфира, согласно
(200), для возникновения э.д.с. важно лишь, чтобы в униполяр- |
||||
|
|
|
|
и век- |
ном генераторе имелось движение эфира со скоростью |
||||
торы и |
|
не были параллельны. |
|
|
Эфир полностью исключён из современной физики. Поэтому отсутствиевнейясногообъясненияпринципаработыуниполярного генератора свидетельствует о том, что в этом устройстве основную роль играют именно эфирные эффекты. Такое положение побудило авторов совместно с коллегами сконструировать униполярный генератор и провести с ним ряд экспериментов. Результаты измерений подтвердили эфирный механизм работы униполярного генератора. Полученные данные показывают, что течение тока в униполярном генераторе нельзя объяснить движением электронов, см. п. 23.3.
Униполярный генератор может позволить оценить роль тре-
тьего «эфирного» члена в обобщённой силе Жуковского , если |
||
|
/ |
выраже- |
в (198) при анализе экспериментов использовать полное |
||
ние для |
|
из (121). |
Анализ процессов в униполярном генераторе помогает понять причину появления электрического поля Земли (см. также п. 15.2, 22.2, 25). Если учесть, что Земля вращается в магнитном
241