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,еслисвободныеэлектроныиимеютсявпроводнике,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 в отдельных частях проводника. Но ток и концентрация зарядов наблюдаются в опытах с проводниками даже при очень малых напряжениях.

Такимобразом,электроннаятеорияпроводимостивтвёрдом теле содержит внутреннее противоречие: с одной стороны, свободные электроны считаются движущимися свободно между столкновениями с атомами, с другой – свободные электроны в отсутствие значительных внешних сил не могут отойти от атомов на расстояния, превышающие межатомное, и не могут образовывать скопления на масштабах, бóльших межатомных.

23.2.2.Проблемы интерпретации опытов в электронной теории проводимости

В современной физике возбуждение и течение электрического тока в проводнике связываются исключительно с движением в нём свободных электронов [28, 31, 34]. В экспериментах с электролитами и газовыми разрядами непосредственно наблюдается движение заряженных частиц. Однако изучение публикаций за две сотни лет по фундаментальным исследованиям электрического тока в проводах показывает, что непосредственное движение электронов внутри металла нигде не наблюдалось.

385

Ещё раз отметим, что теория свободных электронов в твёрдом проводнике содержит внутреннее противоречие, см. п.

23.2.1.

Кроме того, приписывание электронам основной роли при переносеэлектрическоготокавпроводникеприводиткбольшим проблемам с интерпретацией многих опытов. Приведём примеры.

ВфизикеXXвекаосновнымдоказательством переносаэлектрического тока в металлах электронами считается опыт Тол-

объёма,

– средняя скорость их упорядоченного движения) и учесть во втором законе Ньютона, использованном в этой трактовке, столкновения электронов с атомами проводника, которых на временах порядка времени торможения катушки происходит большое количество (см. с. 442), то вывод о переносе тока в проводнике свободными электронами из экспериментов Толмена – Стюарта сделать нельзя.

Опыт Кеттеринга и Скотта считается обобщением опыта Толмена – Стюарта [28, с. 413]. В интерпретации опыта Кеттеринга – Скотта уже применяется основное уравнение электронной теории проводимости. Однако по-прежнему не учитывается столкновение электронов с атомами. За характерное время колебания катушки происходит огромное количество таких столкновений (см. с. 442), что делает неверным использованное при анализе опыта предположение о движении электронов только под действием электрического поля.

Сэфирной точки зрения в опыте Кеттеринга – Скотта, как и

вопыте Толмена – Стюарта, основную роль играет течение эфира (см. п. 23.6.1), а движение в проводнике свободных электронов, если они имеются, является вторичным эффектом. То

386

есть данные опыты можно рассматривать как подтверждение существования эфира.

Ещё одним важным подтверждением электронной теории проводимости металлов в физике считается закон Видемана – Франца. Однако в п. 21.11 показано, что для его объяснения наличие свободных электронов в металле не требуется.

Как уже отмечалось в п. 9, из экспериментов известно, что возбуждённый на одном из концов длинного проводника постоянный ток появляется на другом конце значительно быстрее характерного времени движения электронов в нём. Согласно, например, [28, с. 214], для металлов скорость упорядоченного движения электронов составляет не более нескольких сантиметров в секунду, а в электролитах ещё меньше. Поэтому практически мгновенный перенос энергии по проводу не объясняется возможным движением в нём электронов.

В опытах со взрывом проволочек электрическим током (п. 18.10) электроны не могут быть основным носителем энергии электрического тока, так как за время до взрыва всей проволочки электроны успевают пройти лишь малую часть её длины.

Таким образом, в общепринятой интерпретации течения тока в проводе имеется непоследовательность: с одной стороны, носителем тока считаются находящиеся внутри проводника свободные электроны, с другой – цитируем [32, с. 398]: «передаваемая с помощью электрического тока энергия движется в окружающем проводник пространстве», причём «электромагнитная энергия втекает в проводник из окружающего пространства через его боковую поверхность». При такой трактовке возникают естественные вопросы. Почему, например, в законе Джоуля – Ленца для плотности тепловой мощности тока [36, с. 462], в выражении для мощности цепи (179), в формуле для энергии тока [36, с. 462] значения плотности тока и полный ток рассматриваются внутри провода, а не во внешней к проводу области? Если энергия втекает в провод через боковую поверхность, то как она

387

формируется около этой поверхности, какой механизм её распространения вдоль поверхности и что конкретно происходит с энергией при втекании её в провод? Если электромагнитное поле переносится снаружи провода, то зачем надо вводить понятие свободных электронов, ведь поле может существовать и без электронов? Проникновение магнитного поля внутрь металла, в том числе скин-эффект высокочастотного тока, описывается уравнением диффузии магнитного поля [28, с. 63], в которое не входят параметры электронов. Тогда зачем энергию электрическоготокавметаллеобязательносвязыватьсдвижениемсвободных электронов? Если свободные электроны в проводнике не нужны для объяснения энергии тока, а нужно лишь электромагнитное поле, то это подтверждает эфирный механизм тока, так как поле и есть проявление движения эфира.

Поиск ответов на данные и другие вопросы в условиях отказа от понятия среды, где происходят все процессы, привёл физику к необходимости построения сложной для трактовки квантовой теории, основанной на уравнении Шредингера. В физике считается, что только квантовая теория позволяет построить динамическую теорию электропроводности, согласующуюся с экспериментом [28, с. 185].

Однако, как показано в данной книге, практически все проблемы интерпретации и противоречия в физике легко снимаются, если принять, что процессы в природе происходят не в пустоте, а в некоторой среде – эфире. При этом вместо постулирования принципов и уравнения Шредингера для трудно интерпретируемой волновой функции применяются лишь два исходных вполне естественных закона сохранения (4)–(6): количества материи и количества её движения.

В эфирной трактовке электрический ток в проводнике представляет собой завихренное течение эфира, см. детали в п. 12. Все известные из эксперимента формулы электродинамики остаются в силе или уточняются и, что крайне важно для понимания

388

основ устройства мира, получают единое теоретическое обоснование как логические следования очень малого числа исходных посылок – уравнений эфира (4)–(6).

Вэфирном представлении перенос плотности энергии электрического тока, как и плотности энергии любого другого движения эфира, описывается векторным потенциалом, см. п. 2.3. В п. 18.9 показано, что применяемый в физике вектор Умова – Пойнтинга введён искусственно. Поэтому проводимые с его использованием рассуждения об энергии тока в проводнике, см., например: [32, с. 398], не раскрывают суть общих закономерностей.

Вкачестве очередного примера рассмотрим устранение противоречий в общепринятой интерпретации передачи электрическоготокаотэлектростанциинабольшиерасстояния.Вопроссостоит в том, что еслиэнергию переменного тока в проводе (фазе) несут свободные электроны, совершающие колебания под действием переменного электрического поля, то зачем тогда нужен второй заземлённый провод (нейтраль), выступающий, как считает электротехника, в роли отдельного проводника [ru.wikipedia.org/wiki/Электрическая_сеть]? Ведь электроны в проводе фазы, как и в электролите, должны иметь возможность совершать работу за счёт своих колебаний.

Вэфирном понимании электростанция есть источник избыточного или пониженного давления эфира (электрического потенциала, см. формулу (74)), а Земля– резервуар очень большого объёма, имеющий своё квазипостоянное давление эфира (квазипостоянный потенциал). Естественно, что при выравнивании избыточного или пониженного давления эфира (или плотности энергии, см. п. 1.4) в проводе фазы совершается работа. Такое выравнивание возникнет, например, если обеспечить беспрепятственное течение эфира между проводом и внешней средой, что

иделается, например, в случае хорошего заземления.

389

В общем случае эфирное понимание электрического тока, вообще говоря, не требует замкнутого контура или контакта с землёй для совершения работы. Необходимо лишь тем или иным способом обеспечить истечение эфира из провода или его втекание в провод.

Таким образом, казалось бы, на первый взгляд, философское понимание природы материи как движения эфира позволяет начать обоснованную разработку принципиально новых источников электрического тока и однопроводных систем передачи энергии, не обращая внимания на вопросы, откуда возьмутся и куда денутся свободные электроны.

Иными словами, необходимо научиться использовать имею-

щиеся в природе течения эфира. Например, около поверхности

~130 [ / ]

Земли существует достаточно сильное электрическое поле В м (см., например: [28, с. 82]), которое на расстоянии

роста человека даёт падение напряжения (разность давлений эфира) В (см. также обсуждение на с. 583). А разность

ления эфира. Чтобы воспользоваться такими разностями потенциалов (давлений), необходимо как-то создать условия для выравнивания давления эфира между концом вынесенного над поверхностью Земли заземлённого провода (давлением эфира в Земле) и давлением эфира в окружающем этот конец воздухе. В настоящее время основной известный способ выравнивания давлений эфира – непосредственный контакт двух проводников электрического тока или плотных тел. Но воздух не является ни хорошим проводником, ни плотным телом, поэтому передача проводу имеющегося в воздухе давления эфира затруднена.

Отметим интересные исследования по разработке и применению однопроводниковых систем передачи электроэнергии [156]. Однако в этих системах рассматривается задача создания

390