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.pdf
Скачиваний:
274
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
5.27 Mб
Скачать

временного экспериментального и измерительного оборудования, а также провести новые эксперименты, предложенные в этом и других разделах книги, номера которых перечислены на с. 580.

Представленный здесь материал имеет важное значение не только для подтверждения существования эфира, но и как демонстрация методики применения теории эфира к анализу конкретных физических явлений и экспериментов.

23.1.Основные общие законы электродинамики и гравитации

Выше показано, что основные общие законы электродинамики и гравитации являются математическими следствиями законов (4)–(6) сохранения материи и количества движения эфира (уравнений движения эфира). К таким следствиям относятся: уравнения Максвелла (п. 2.1), сила Лоренца (п. 2.1 и 16.1), теоремаГауссаизаконКулона(п.3), законБио– Савара(п.7), закон электромагнитной индукции (п. 9), законы Ампера (п. 12.1), эффекты и формулы электротехники и электрохимии (п. 18), магнитныеявления(п.19), законгравитационноготяготения (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,

381

с.173], сравнительнослабосвязанныесионамикристаллической 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.

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

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 свободныхэлектроноввтвёрдомтеледолжнывозникатьобласти их скопления или разряжения, то есть возникать разделение отрицательного и положительного зарядов как в плазме. Однако при рассмотрении движения свободных электронов в твёрдом

382

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.

Электрическое поле между слоями эквивалентно полю плос-

кого конденсатора [160, с. 11]. Напряжённость этого поля определяется поверхностной плотностью заряда на «обклад-

ках» 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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эта частота носит название плазменной или ленгмюровской.

383

Электронный слой притягивается к положительному слою, проходит мимо него по инерции, снова притягивается и т. д.

Колебания слоя электронов определяет механизм восстановления 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.

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

=

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

тураэлектроновв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние, на которое за время

1/

сдвинется электрон,

имеющий тепловую скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

, где

 

 

– темпера-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеризуетпространственныймасштаб

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]

23.6.1,

энергии электрона во внешнем электрическом поле

=.

 

 

с.

442:

 

 

 

 

 

 

 

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]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случае получим

 

 

 

 

 

 

[см]

 

во втором –

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. Найденные

 

 

 

10

 

(см. с. 442). Причина столь малых

 

состоит в

Cu ~ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оказываются меньше межатомного расстояния в меди

относительно−8

малой температуре и высокой концентрации элек-

тронов в твёрдом теле по сравнению с плазмой.

384

Соседние файлы в предмете Эфиродинамика