Приложение 5. Новые системы единиц измерения, связанные с эфиром
ятся |
(длина, масса, время) = ( , , ) |
|
В системе СГС используются три базовые единицы измере- |
||
ния |
|
, на основе которых стро- |
|
размерности других основных физических величин, см., |
|
например: [55]. Однако размерности электрических и магнитных
величин в СГС содержат степени 1/2 и 3/2, что может затруднять понимание физического смысла формул, в которых встре-
чаются эти величины.
ния: ( , , , ), в которые входит заряд (или сила тока). В этой системе основные физические величины выражаются через це-
Система единиц СИ имеет четыре базовые единицы измере-
лые степени базовых единиц. Однако с математической точки (зрения, , )система СИ является избыточной, так как единиц СГС достаточно для описания физических величин и соотно-
шений между ними. Это приводит к тому, что в одном из физи- |
||||||||||
связанную с |
формулой |
|
|
0 |
|
|
0 |
|||
ческих законов, записанном в СИ, для согласования входящих в |
||||||||||
тродинамическая0 |
|
|
|
= ( 0 0) |
|
|
|
|
|
|
него величин требуется ввести константу |
|
или константу , |
||||||||
усложняя их |
0 |
|
0 |
|
|
[55, с. 18], где – элек- |
||||
|
|
постоянная, равная−1скорости/2 |
света в вакууме. |
|||||||
В результате |
|
и |
|
появляются в |
различных выражениях, |
|||||
|
вид и интерпретацию. В этом смысле система СИ |
|||||||||
оказывается неудобной. Поэтому многие исследователи продолжают использовать СГС, несмотря на требование большинства центральных научных изданий применять единицы СИ.
Устранить главную претензию к системе СГС (использова-
ние трудных для восприятия радикалов) можно с помощью про- |
|||
как это[статКулон] |
|
[статВольт] |
|
стого приёма – введения обозначений для единиц измерения за- |
|||
ряда |
и электрического потенциала |
|
, |
сделано, например, в [55, с. 12]. Такой подход с математической точки зрения лишает смысла применение избыточной
597
|
0 |
|
0 |
|
|
|
системы единиц СИ с искусственно введёнными в ней констан- |
||||||
тами |
|
и |
|
[28, п. 85]. По этой причине в теории эфира мы ис- |
||
пользуем более естественную и удобную систему СГС. |
||||||
Плотность |
и скорость |
эфира порождают электрическое и |
||||
магнитное поля, |
плотность |
заряда и массу, см. формулы (20), |
||||
( , ( ), ) |
|
|
|
|
||
21), |
(66), (173), (223). Поэтому система единиц измерения |
|||||
, где – заданная функция, будет достаточной для построения размерностей всех основных физических величин систем СГС и СИ.
Рассмотрим два варианта введения новой системы единиц измерения, связанной с эфиром.
Вариант 1.
Введём единицу измерения количества эфира
|
|
|
|
|
Э = , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
которую можно назвать « » от «эфир». В системе |
|
|
|
размер- |
|||||||||||||
ности плотности эфира, магнитногоэ |
и электрического( , э, полей) |
, за- |
|||||||||||||||
ряда и массы будут иметь вид |
|
|
|
2, [ ] = |
|
2 3. |
|
|
|||||||||
[ ] = |
3, [ ] = [ ] = 2 2, [ ] = |
|
|
содержат |
|||||||||||||
ности |
|
и , как и в системе СГС, |
совпадают,1ноэ/не |
||||||||||||||
|
|
|
массы и заряда |
различаются |
в |
|
|
3 |
, а размер- |
||||||||
|
Размерности |
|
|||||||||||||||
ятсяВариант 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
радикалов. Размерности оставшихся физических величин стро- |
|||||||||||||||||
|
на основе размерностей заряда |
|
и массы . |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
( , , ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Наиболее интересным представляется вариант системы еди- |
||||||||||||||||
ниц |
|
|
|
, в которой плотность эфира |
|
является безразмерной |
|||||||||||
величиной. Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
598 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[Э] = 3, [ ] = [ ] = 2, [ ] = 2, [ ] = 2. |
|
|
||
В такой системе размерности |
всех основных |
физических |
ве- |
|
личин будут выражаться только через время |
и длину . При |
|||
этом размерности массы и заряда не различаются, что подчёрки |
- |
|||
вает их общее происхождение из эфира. Размерность количества
эфира совпадает с размерностью объёма. Кроме того, в рассмот-
ренной системе размерности всех основных величин в СГС и СИ
совпадают и выражаются через целые степени и . При этом, конечно, единицы измерения длины в СГС и СИ различны.
599
Приложение 6. Концентрации электронов и ионов в воздухе при низком давлении
В п. 23.9.1 рассмотрен эксперимент при~10низком14 [1/смдавлении3] воздуха, когда плотность частиц составляет . Для анализа этого эксперимента требуется знать концентрации электронов и ионов в остаточном воздухе. Найти такие данные в известной нам литературе не удалось. Поэтому проведём здесь необходимые вычисления. Воспользуемся работами [1–10], см. ниже список литературы к этому разделу.
Учтём следующие основные элементарные процессы с участием электронов и положительных и отрицательных ионов в воздухе при различных~ 1 −давлениях2 [В/см] и относительно низких электрических полях .
1.Атмосферная фоновая ионизация быстрыми частицами, прилетающими из ионосферы и образующимися при разложении радона:
|
|
|
|
|
′ |
+ 2 → 2+ + ′ + . |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
|
|||||
Здесь |
|
′ и |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
2 |
и |
2 |
– |
||
|
|
|
– быстрые и медленные электроны, |
|
|
||||||||||||||||
молекулы кислорода и азота, |
2 |
и |
2 |
– молекулярные |
|||||||||||||||||
ионы кислорода и азота. |
3 |
|
– |
|
|
|
|
= |
|||||||||||||
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
[3, 4], |
|
|
|
|
|
||||||
В воздухе скорость фоновой ионизация зависит от |
|||||||||||||||||||||
/ 0 |
|
|
= 4 − 10 [1/(с см )] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
давления |
|
и |
|
может быть описана |
соотношением |
|
|
||||||||||||||
10 [1/см ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
концентрация |
|||||||||||
молекул |
|
воздуха |
при данном давлении, |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
– концентрация молекул |
воздуха при атмо- |
|||||||||||||
сферном19 |
|
|
|
|
|
|
0 |
= 2.687 ∙ |
|||||||||||||
давлении3 |
(число Лошмидта). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2.Трёхчастичноеприлипаниемедленногоэлектронакмолекулам кислорода [9]:
600
|
2 |
2 |
2 |
2 |
[см /c] |
(2) |
|
ратуре электронов |
|
≈ 2 ∙10 |
при темпе- |
||||
|
скорости |
|
|
|
6 |
||
с константой |
|
порядка комнатной−30 |
. |
|
|||
3. Отлипание электрона от отрицательного иона кислорода |
||||
при столкновении с молекулой [8, 10]: |
|
(3) |
||
2 |
2 |
[см /c] |
|
|
пературегазапорядка |
det ≈ 10 |
|
||
с константой скоростикомнатной−15инизком3 |
[10] при тем- |
|||
значенииэлек- |
||||
трического поля.
4.Баланс положительных ионов, определяемый реакциями электрон-ионной и ион-ионной2+ рекомбинации с участием положительных ионов :
|
|
|
|
|
|
|
2− + 2+: → 2 + 2. |
|
(4) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(5) |
+ |
|||||
|
|
|
|
В воздухе происходит быстрая перезарядка ионов |
|
|||||||||
|
|
|
|
2 |
+ |
|
|
|
|
|
|
что |
||
|
|
на молекулах кислорода с образованием иона |
+, так 2 |
|||||||||||
|
|
под |
|
+ |
здесь подразумевается |
положительный ион кис- |
||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||
|
|
лорода . |
|
|
≈ 2 ∙10 |
[см /c] |
|
|
||||||
|
|
6], а коэффициент ион-ионной |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Коэффициент2 |
диссоциативной рекомбинации при |
|||||||||
|
|
комнатной температуре равенрекомбинации−7 |
|
|
[5, |
|||||||||
|
|
с участием3 |
||||||||||||
|
|
положительных |
[5, 6]. |
|
|
|
≈ |
|||||||
|
|
2 ∙ 10 |
|
[см /c] |
и отрицательных ионов кислорода |
|
|
|
||||||
|
Запишем−7уравнение3 |
баланса заряженных частиц при реак- |
||||||||||||
циях (1)–(5) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
= |
− |
|
|
|
− |
+ |
( ), |
(6) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
( ) + det 2 ( ) 2 |
− ( ) 2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
601 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
+ |
( ) − |
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
= − 2 |
() 2 |
det 2 ( ) 2, |
|
|
|
|
|
(8) |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 ( ) |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
( ), |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7) |
|
|
(2), |
,= |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
– частота процесса трёхчастичного прилипания |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– коэффициенты электрон-ионной и ион-ионной ре- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
комбинации, |
|
|
|
|
2 |
– |
константа скорости процесса отлипания |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
концентрация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
||||||||||||||||||||
+ |
, |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
электронов (3),det |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
− – |
||||||||||||||||||||
– концентрация молекул кислорода |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
2 |
≈ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
– концентрация ионов |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ионов кислорода |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
вившееся при |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
≈ + 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
Системауравнений(6)–(8), дополненнаяусловиемквазиней- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2+ |
|
|
|
→ ∞ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(9) |
|
|||||||||||||
тральности плазмы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, имеет следующее устано- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
решение [7] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(10) |
|||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
= det 2 |
|
+ |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(11) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
|
|
|
|
det 2 |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
det 2 + |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
= |
|||||||||||||||||||||||||||
0/50000 |
, |
|
|
≈ 4, |
/ 0 |
|
≈ 8 ∙ 10−5 |
[1/(.с см3)] |
,5 ∙ |
|
≈ |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0.21 |
≈ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
В условиях уменьшения давления в |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
раз: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.1 ∙ 10 |
|
|
[1/см |
3 |
] |
≈ |
|
2.5 ∙10 |
−2 |
[1/с] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
14 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≈ 16.3 [1/см |
|
|
] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≈ 20 2 |
|
≈ 3.7 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≈ |
4 |
|||||||
формулы (9)–( |
|
|
|
) дают результаты |
|
|
|
|
|
=, 0 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
[1/ |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
2 |
≈ 4.5 ∙ |
||||||||||||||
3, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
, что близко к |
≈ 4.5 ∙ 10 |
3 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
||
10 |
|
Отметим, что при атмосферном давлении |
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
≈ 0.4 |
|
|
|
|
см ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ 10 |
[1/см ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
172]. Это подтверждает |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
результатам [1, 2], а также |
||||||||||||||||
соответствует данным для ионов |
|
|
|
|
|
|
(9)3 |
|
из [185, с. 625, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
правильность формул3 |
–(11). |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
602 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Литература к приложению 6
1.N.V. Ardelyan, V.L. Bychkov, K.V. Kosmachevskii. On Electron Attachment and Detachment Processes in Dry Air at Low and Moderate Constant Electric Field. IEEE Transactions on Plasma Science. 2017, v. 45, N 12, p. 3118–3124.
2.N. Ardelyan, V. Bychkov, A. Belousov, K. Kosmachevskii. Processes of electron attachment and detachment in near breakdown conditions in air plasma. IOP Journal of Physics: Conf. Series. 2017, v. 927, N 012012.
3.N. Ardelyan, V. Bychkov, D. Bychkov and K. Kosmachevskii. Plasma assisted combustion, gasification and pollution control. Ed. I. Matveev (Denver, Colorado: Outskirts press). 2013, v. 1, p. 183–372.
4.V. Konovalov and E. Son. Plasma chemistry. Ed. B. Smirnov (Moscow: Energoatomizdat). 1987, v. 14, p. 194–227.
5.Y. Akishev, A. Deryugin, V. Karalnik, I. Kochetov, A. Napartovich and N. Trushkin. Plasma Phys. Rep. 1994, v. 20, p. 511– 524.
6.I. Kossyi, A. Kostinsky, A. Matveyev, and V. Silakov. Plasma Sources Sci. Technol. 1992, v. 1, p. 207–220.
7.B. Smirnov. Reference Data on Atomic Physics and Atomic Processes. – Berlin: Springer-Verlag, 2008.
8.A. Mnatsakanyan and G. Naidis. Reviews of Plasma Chemistry. Ed. B. Smirnov (New York: Consultants Bureau). 1991, p. 259– 285.
9.N. Aleksandrov. Plasma chemistry. Ed. B. Smirnov. – Moscow: Energoizdat, 1981, v. 8, p. 90–122.
10.A. Ponomarev and N. Aleksandrov. Plasma Sources Sci. Technol, 2015, 24 03501.
603