поле, то, представив её в виде цилиндрических слоёв, насаженных на общую ось, получаем возникновение э.д.с. на поверхности каждого слоя.

Данное заключение означает, что электрические процессы, связанные с заряжением Земли, не обусловлены грозовой активностью, как это обычно предполагается (см., например: [28, с. 83]), а имеют более глубокую природу, которая требует дополнительного исследования (см. также с. 583). Математическая теория эфира предоставляет мощный инструмент для проведения такого исследования.

18.12. Эффект Холла. Постоянная Холла

Эффектом Холла называется возникновение поперечного электрического поля и разности потенциалов в металле или полупроводнике, по которым проходит электрический ток, при помещенииихвмагнитноеполе,перпендикулярноекнаправлению тока [36, с. 462; 28, п. 98; 152, гл. 7].

Вобщепринятой сейчас физике эффект Холла объясняется движением свободных электронов. Однако это приводит к противоречию, см., например: [28, с. 418]: в одних металлах носителямитокаядолжнывыступатьположительныезаряды,авдругих

–отрицательные. Разрешение этого и других противоречий перекладывается на квантовую теорию [28, с. 418].

Вэфирной интерпретации электрический ток является течением эфира, а возможное движение в нём заряженных частиц – вторичным сопутствующим эффектом. Покажем, что при таком понимании тока противоречий в объяснении эффекта Холла не возникает, атакженетребуетсяпривлечениясложнойдляинтерпретации модели квантовой механики, использующей многочисленные постулаты и принципы.

По аналогии с [28, п. 98] рассмотрим тонкую проводящую ленту. Приложим перпендикулярно плоскости ленты магнитное

242

ствия со структурными элементами материала ленты и создавае-

Учитываясвязьразностидавленийэфирасразностьюпотенциалов (75), имеем

Введём единичный вектор в направлении тока : ≡ /| |.

Проинтегрируем по кратчайшему отрезку, соединяющему края ленты. Получим разность| потенциалов| | | между краями. Воспользовавшисьпостоянством и иобозначивширинулентыбуквой , запишем эту разность в виде

Полученная эфирная трактовка эффекта Холла (203), (204) является логическим следствием уравнений эфира (4)–(6). В ней не требуется обязательного присутствия отрицательных или по-

направление магнитного поля в проводнике может менять знак в зависимости от рас-пределениявнёмскоростиэфира. Возможностьизменениязнака снимает противоречивую трактовку эффекта Холла в физике

244

[28, с. 418], отказавшейся от понятия среды и заменившей течение эфира в проводнике движением свободных электронов.

В перспективе, когда будет построена эфирная теория атомарного строения твёрдых тел, формула (204) позволит рассчитывать теоретически.

18.13. Электростатические эффекты

Вп. 3 рассмотрены определение электрического заряда, свойства электростатического поля и электрического потенциала, их связь с параметрами эфира. Электростатическое поле выражается через градиент давления эфира (72). Этот факт позволяет дать наглядную интерпретацию электростатических эффектов и глубоко понять суть процессов, происходящих в электростатических устройствах.

Вданном разделе рассматривается эфирная трактовка электростатических эффектов в основном на качественном уровне. Детальное количественное описание динамики поведения эфира внутри, на границе и вне объектов требует постановки математических задач для уравнений (4)–(6) с учётом атомарной структуры вещества, задания граничных и начальных условий и проведения численного моделирования. Изучение таких вопросов является одним из направлений дальнейших исследований.

Согласно результатам п. 3, для придания объекту (проводнику или диэлектрику) электрического заряда необходимо изменить внутри него или во внутренней части его приграничной области давление эфира. В соответствии с уравнением состояния (15), это можно сделать за счёт изменения скорости или плотности эфира. В конце п. 3 и в п. 23.9.1 на с. 503 показано, что отрицательный заряд объекта соответствует повышенному давлению эфира внутри него, а положительный – пониженному. Можно предположить, что аналогичная ситуация имеет место и в микромире на уровне электронов и протонов.

245

Частичное удержание давления эфира в объекте обеспечивается, по крайней мере, двумя эффектами: формированием из атомов и молекул поверхностного слоя с нарушенной регулярной структурой, например, у металлов, и ориентацией (поляризацией) сложных молекул, обладающих свойством диполя, например, в диэлектриках.

Опыт показывает возможность относительно длительного сохранения объектом сообщённого ему заряда при отсутствии внешнего воздействия. Это означает, что в таком случае изменение давления эфира в объекте (выравнивание с внешним давлением) является относительно медленным, квазистационарным процессом.

По аналогии с движением газа через малые отверстия в воздушном шаре или через сопла из резервуара естественно предположить, что при выходе за границу отрицательно заряженного объекта, имеющего повышенное давление, происходит ускорение течения эфира и скорость эфира падает с увеличением расстояния от объекта. Если при этом плотность эфира меняется слабо, то, согласно (15), (72), градиент давления во внешней к отрицательно заряженному объекту области направлен от объекта, а электрическое поле – к нему.

Соответственно, если около внешней стороны положительно заряженного объекта течение эфира тормозится при втеканиивобъект,товэтойобластиэлектрическоеполенаправлено от объекта.

Полученные из эфирной интерпретации направления электрического поля около положительно и отрицательно заряженного объекта совпадают с принятыми в физике [28, с. 19, 20].

Потенциал электрического поля есть давление эфира, см. формулу (74). Поэтому известная из электростатических опытов эквипотенциальность поверхности проводника [28, c. 79] в эфирной трактовке имеет наглядное объяснение как постоянство дав-

246

ления эфира на этой поверхности. Если бы давление было различным в разных местах поверхности, то, согласно (5), между ними возникло бы течение эфира, так как эфир может двигаться в проводнике, которое продолжалось бы до выравнивания давления, то есть доустановления статического состояния, рассматриваемого в электростатике.

Возрастание электрического поля на участке поверхности проводника с большей по отношению к соседним участкам выпуклостью [28, c. 51; 32, с. 111] можно связать с разрежением в этом месте структурных элементов проводника. В результате протекание эфира облегчается, что, согласно (15), увеличивает в этой области градиент давления эфира.

Протекание эфира через вогнутый участок поверхности, наоборот, усложняется из-за локального повышения плотности материала проводника, появляющегося при такой деформации. На этом участке градиент давления эфира падает и соответственно падает электрическое поле (72).

Создание заряда при трении некоторых тел друг о друга можно интерпретировать как увеличение или уменьшение давления эфира в них. Передачу электрического заряда от одного объекта к другому при их контакте – как передачу давления эфира.

Закон сохранения электрических зарядов «алгебраическая сумма электрических зарядов в изолированной системе сохраняетсяпостоянной»[36, с.341]являетсяследствиемусловияпостоянства потока градиента давления эфира (77) установившегося течения эфира через поверхность , ограничивающую изолированную систему.

Заряд регистрируется в эксперименте по наличию электростатического поля, то есть там, где присутствует течение эфира, имеющее градиент давления. При этом, согласно (5), эфир движется в сторону меньшего давления. Поэтому наведение индукционного заряда [28, c. 50] при внесении заряженного объекта в

247

электрическое поле можно объяснить возникновением разницы давления эфира в некоторой части этого объекта по сравнению с давлением эфира в электрическом поле.

Рассмотрим положительный заряд. Созданное имэлектрическое поле направлено от заряда. Поместим в это поле некоторый объект, слабо влияющий на имеющееся поле. Около ближайшей

кзаряду стороны этого объекта электрическое поле направлено в сторону объекта. Значит, градиент давления имеет противоположное направление (72). Тогда давление эфира при приближении снаружи к данной части поверхности объекта уменьшается. В результате на ближайшей к положительному заряду стороне давление внутри объекта оказывается больше, чем снаружи, что соответствует отрицательному заряду. На дальней от положительного заряда стороне объекта давление в поле этого заряда, наоборот, увеличивается при приближении к поверхности объекта. Давление внутри объекта оказывается меньше, чем снаружи, что соответствует положительному заряду.

Аналогично отрицательный заряд создаёт повышенное давление эфира около ближней к нему стороны объекта и пониженное на дальней. В результате на ближней стороне давление внутри объекта оказывается меньше, чем снаружи, а на дальней

– больше. Возникают соответственно положительный и отрицательный заряды.

Из опыта известно, что заряд способен протекать по проводнику, например металлу. С эфирной точки зрения это означает, что в проводнике давление эфира может выравниваться. Поэтому в проводниках имеется дополнительный механизм формирования индукционного заряда.

Как уже обсуждено, положительный заряд внутри ближней

кнему областипроводникасоздаётповышенноедавлениеэфира. На границе этой области эфир начинает вытекать из проводника. Изнутри возникает подток к месту утечки. Поскольку течение

248

эфира через границу затруднено, то вблизи неё этот подток тормозитсяидавлениеповышается(втомчисле, возможно, изасчёт изменения характерной плотности эфира в (15)), наведённый отрицательный заряд усиливается. Подток эфира к области утечки приводит к оттоку эфира с дальней от заряда стороны проводника. На дальней стороне эфир начинает втекать в проводник, ускоряясьвнутринегоиз-затруднойпроницаемостигра- ницы, что приводит к падению давления с внутренней стороны границы и, соответственно, усилению наведённого положительного заряда.

Аналогичный эффект имеет место в поле отрицательного заряда, но на ближней к нему стороне проводника индуцируется положительный заряд, а на дальней – отрицательный.

Такое понимание поведения эфира при индукции заряда в проводнике соответствует эксперименту [28, c. 50], в котором в результате разъединения состоящего из двух цилиндров проводникавприсутствииполяэлектрическогозарядаизатемудаления этого поля получаются противоположно заряженные цилиндры.

Эфирныймеханизмпритяженияи отталкиваниязаряженных объектов рассмотрен количественно в п. 16.1, 17.1. Качественно картину взаимодействия зарядов можно описать следующим образом. Градиенты давления эфира, созданные разноимёнными зарядами, направлены в области между ними в одну сторону. Их наложение усиливает течение и, согласно (15), снижает давление, которое оказывается меньше, чем около не обращённых друг к другу сторон зарядов, где течение слабее. В результате давление с внешних сторон подталкивает заряды друг к другу. Течение эфира между одноимёнными зарядами слабее, чем с их не обращённых друг к другу сторон, так как в этой области происходит наложение противоположно направленных градиентов давления. Увеличенное давление между одноимёнными зарядами расталкивает их в разные стороны.

249

Известное из эксперимента отсутствие электростатического поля внутри проводника с эфирной точки зрения (72) объясня≈- 0ется отсутствием в нём макроскопического≠ 0 движения эфира (заисключениемграницы,где вперпендикулярномкней направлении), что приводит к постоянству давления эфира внутри проводника, см. формулу (15). Вывод о постоянстве давления эфира в проводнике можно назвать эфирным аналогом закона Паскаля [15, с. 7]. Этот вывод является следствием закона сохранения импульса эфира (5). Поэтому эфирное обоснование отсутствия электростатического поля в проводнике является более убедительным, чем приятая в физике ссылка на неподвижность свободных электронов внутри проводника [34, п. 18; 28, c. 50].

Естественно предположить, что в проводнике существуют порождённые атомами микроскопические течения эфира, которые, как и в отдельно взятой элементарной частице или атоме,

эфира в проводнике обусловлено изменением характерной плотности структурных элементов эфира (ньютониев, см. п. 21.2). Иными словами, создание статического заряда в проводнике приводит к изменению плотности эфира в нём. Поэтому течение эфира через границу проводника может включать перенос ньютониев, а не только распространение возмущений по ним (как, например, звука по атомам металла).

Стремление проводника выровнять внутри себя давление эфира можно объяснить тем, что область повышенного или пониженного давления (например, с изменённой плотностью ньютониев) в микроскопическом течении эфира регулярной атомарной решётки является для этого течения инородным образованием, на которое действует сила, аналогичная архимедовой силе

250

[9, п. 26], см. также п. 23.5.1. Отсутствие резкой границы у данного образования приводит к его размешиванию.

В полости проводника нет источников или стоков эфира, поэтому поток эфира через внутреннюю границу проводника выравнивает давление эфира в полости с давлением эфира в толще проводника.

Попытки измерить толщину поверхностного слоя, в котором сосредоточен заряд проводника, показали, что она является очень малой [128, с. 77], см. также [28, c. 49]. Это обстоятельство говорит в пользу эфирного механизма проявления заряда в виде электрического поля как вектора, пропорционального градиенту давления эфира (72) около внешней стороны границы объекта, а некакрезультатаизменениянанейчисласвободныхэлектронов.

Ещё раз подчеркнём, что детальное изучение протекания эфира через поверхность объекта и течения эфира внутри него требует построения эфирной модели объекта, в частности твёрдого тела, что является направлением дальнейших исследований.

Отсутствие электрического поля внутри проводника (не имеющего проявлений свойств диэлектрика) имеет большое фундаментальное значение. Например, на этом факте основано доказательство важных утверждений, составляющих теорему Фарадея [28, c. 53, 54; 32, с. 113–116]: «сумма индуцированных зарядов на внутренней поверхности проводящей оболочки равна и противоположна по знаку сумме зарядов, окружённых этой оболочкой», точнее, окружённых поверхностью, лежащей между внутренней и внешней границами оболочки; «кулоновское поле зарядов, окружённых проводящей оболочкой, и зарядов,индуцированныхнаеёвнутреннейповерхности,равнонулю во всем внешнем пространстве».

Покажем, что факт отсутствия электрического поля внутри проводника приводит к противоречию в теории свободных электронов при описании электростатики системы проводников.

251

Из опыта известно, что заряд какого-либо из не контактирующих друг с другом проводников зависит от потенциалов всех проводников, участвующих в образовании электрического поля, см., например: [34, с. 72]. Такой вывод следует и из формулы

(27.5) в [28, c. 105]

других проводниках без прямого контакта между проводниками. При этом концентрация≠ свободных электронов внутри проводников с номерами измениться не может, так как электростатическое поле в них равно нулю, а следовательно, должна

быть равна нулю и плотность зарядов (28). Не может измениться число электронов и на их поверхностях, так как проводники не контактируют друг с другом (плотность заряда может перераспределиться по поверхности проводника в результате эффекта электростатической индукции, но это не меняет суммарного заряда поверхности). В электронной теории электростатики возникает противоречие: заряд всего проводника изменяется бесконтактно, а число электронов в нём и на его поверхности неменяется.

Полученное противоречие означает, что теория свободных электронов в проводнике не применима к электростатике.

252

Кроме того, в п. 23.2.1 показано, что свободные электроны (если имеются) не могут образовывать в квазинейтральном проводнике скопления на масштабах, бóльших межатомных. Возникает ещё одно противоречие в теории свободных электронов: с одной стороны, считается, что их движение объясняет поляризацию проводника даже в относительно слабом электростатическом поле, с другой – в таком поле свободные электроны не могут смещаться на расстояния, бóльшие межатомных.

Исторически законы электростатики открывались в парадигме существования эфира (см., например: [128]), пусть и не оформленной количественными соотношениями (4)–(6). Поэтому отмеченные существенные упущения теории свободных электронов либо не были вовремя замечены, либо замалчивались при навязывании парадигмы пустого пространства.

В эфирной трактовке электростатики данных противоречий не возникает, так как изменение потенциала на поверхности одного проводника означает изменение давления эфира в нём и в окружающей его области, что, по (4)–(6), приводит к изменению давления и градиента давления эфира около других проводников, а следовательно, и к изменению зарядов этих проводников.

Ввиду равенства (74), расчёт статического давления эфира системы проводников, давления в них и зарядов на них сводится к решению стандартных задач электростатики, см., например:

[62, с. 396–401; 130, гл. IV].

Основными экспериментальными доказательствами постоянства потенциала (давления эфира) внутри проводника являются опыт с цилиндром Фарадея [128, с. 82–86; 28, c. 54; 34, с. 61] и опыты Кавендиша и Максвелла [34, п. 28 и с. 595–597].

Обсудим общепринятое толкование эксперимента с цилиндром Фарадея и дадим его эфирную трактовку. В этом эксперименте рассматривается полый цилиндр и маленький по сравнению с размерами цилиндра шарик. Шарик заряжается вдали от цилиндраивноситсяв полостьцилиндра. Измерения,описанные

253

в [128, с. 86], показывают, что на внешней стороне цилиндра наводится заряд, равный заряду шарика. Соприкосновение шариком с внутренней стенкой цилиндра не меняет заряд внешней стороны цилиндра [128, с. 86]. Извлечённый шарик оказывается незаряженным, то есть весь его заряд остаётся на цилиндре. Повторение перечисленных действий снова передаётвесь заряд шарика цилиндру. Извлечённый шарик опять оказывается незаряженным. Все точки на внешней поверхности, внутренней поверхности и в толще цилиндра имеют один и тот же потенциал [34,с.460;129, с.73; 36, с.357]. Утверждается,чтомногократное повторение таких операций может теоретически сообщить полому проводнику сколь угодно большой заряд [28, c. 54; 34, с.

61].

Интересно, что в физике фундаментальная проблема объяснения деталей механизма передачи заряда (или потенциала) в направлении от более низкого (по абсолютному значению), до которого заряжен маленький шарик, к значительно более высокому (по абсолютному значению) заряду (потенциалу) цилиндра через прикосновение шарика к внутренней границе цилиндра или вообще не рассматривается, или вынесена в задачи для самостоятельного решения, см., например: [131, задачи 34, 35, с. 9,

128; 132, с. 380; 133, задачи 24, 28, 41, 42; 134, задача 10.4, с. 47,

163; 28, c. 107, задачи 1 и 2; 34, п. 30].

Принятое в физике объяснение состоит в следующем. Шарик и цилиндр имеют заряд одного знака, и поэтому между ними действует кулоновская сила отталкивания. При сближении шарика с цилиндром и внесении в полость совершается работа против силы отталкивания, в результате которой маленький шарик заряжается потенциалом на величину, равную потенциалу цилиндра. На шарике внутри цилиндра оказывается избыточный потенциал, соответствующий исходному заряду шарика, см.

254

[131, задачи 34, 35, с. 9, 128]. Соприкосновение шарика с внутренней поверхностью цилиндра передаёт на внешнюю сторону цилиндра весь избыточный потенциал шарика.

Однако механизм возрастания потенциала шарика при совершении работы в физике не разъясняется. Кроме того, как уже отмечено, электронная теория электростатики| | не объясняет рост |величины| заряда пробного шарика с ростом его потенциала при приближении к цилиндру, так как число электронов в

шарике не меняется.

Вэфирном подходе проблемы интерпретации эксперимента

сцилиндром Фарадея не возникает. Потенциал есть давление эфира(74). Поэтому работапротив давления(теченияэфира),созданного цилиндром, идёт на приращение давления эфира внутри шарика: насильственное перемещение шарика в потоке эфира вызывает усиление течения через его частично проницаемую границу. Поверхность проводника способна длительное время удерживать давление эфира, поэтому исходное давление в шарике не теряется. В полости цилиндра шарик оказывается с давлением, отличающимся от давления в цилиндре на величину порядка исходного давления в шарике (а, согласно (184), значит, и с изменённым зарядом). Соприкосновение шарика с внутренней стенкой цилиндра приводит к выравниванию давлений, то естьквозрастаниюдавлениявцилиндре. Таккакдавлениеэфира в проводнике постоянно, то давление (потенциал) на поверхности цилиндра также возрастает. Изменение давления в цилиндре усиливает течение эфира через его границу, возрастает градиент давления, то есть электрическое поле, что интерпретируется наблюдателемкаквозникновениедополнительногозаряданацилиндре. При вытаскивании шарика из цилиндра работа совершается в обратном направлении и идёт на изменение давления эфира в шарике, в результате чего всё остаточное после соприкосновения давление в шарике теряется вдали от цилиндра и шарик оказывается незаряженным.

255