2000 ОТВЕТОВ НА ВОПРОСЫ О МИКРОМИРЕ Канарёв Ф.М.
[email protected] Анонс. Ответы на вопросы о микромире не только закрепляют новые знания, полученные при изучении учебника «Физхимия микромира», но и значительно расширяют и углубляют их. Они также значительно ускоряют освоение новых знаний теми, кто владеет ортодоксальными физическими и химическими знаниями, понимает противоречия в этих науках и готов искать выход из этих противоречий. Наличие оглавления разделов на первой странице значительно ускоряет поиск ответов на конкретные вопросы. СОДЕРЖАНИЕ
1. Ответы на вопросы по теории научного познания……………………………… 2. Ответы на вопросы по механодинамике………………………………………… 3. Ответы на вопросы по инвариантности законов физики…………………….. 4. Ответы на вопросы системного анализа………………………………………. 5. Ответы на вопросы о размерах обитателей микромира…………….................. 6. Ответы на вопросы о фотоне……………………………………………………….. 7. Ответы на вопросы об электроне, протоне и нейтроне…………………………. 8. Ответы на вопросы о спектрах атомов и ионов………………………………… 9. Ответы на вопросы о ядрах атомов………………………………………………. 10. Ответы на вопросы об атомах, молекулах и кластерах……………………….. 11. Ответы на вопросы по термодинамике микромира…………………………… 12. Ответы на вопросы по аварии на СШГ………………………………………… 13. Ответы на вопросы по электродинамике. ……………………………………… 14. Ответы на вопросы по импульсной энергетике……………………………….. 15. Ответы на вопросы по электродинамике информационных процессов…… 16. Ответы на вопросы по электролизу воды………………………………………. 17. Ответы на вопросы по холодной трансмутации ядер атомов………………… 18. Ответы на вопросы по левитации………………………………………………. 19. Ответы на вопросы по астрономии и астрофизике…………………………… 20. Ответы на вопросы главных законов материального и духовного миров… Литература………………………………………………………………………………. Приложение………………………………………………………………………………
2 11 24 34 42 45 77 91 108 122 153 174 185 216 254 274 296 314 323 351 362 363
2 1. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ТЕОРИИ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ 1. Какая проблема считается центральной в теории познания? Центральной проблемой теории познания является проблема связи смысловой ёмкости понятий, которыми мы пользуемся, с точностью информации, получаемой с помощью этих понятий. 2. Как зависит точность нашего познания от смысловой ёмкости используемых понятий? Чем меньше смысловая ёмкость понятий, используемых нами в дискуссиях и в процессе познания, тем легче наш мозг находит более точный ответ на вопрос, содержащий такие понятия. 3. Почему смысловая ёмкость понятий является критерием точности нашего знания? Потому что точность определения понятий, которыми мы пользуемся, зависит от их смысловой ёмкости. Чем больше смысловая ёмкость понятия, тем труднее дать ему однозначное определение. При отсутствии четкого определения понятия его смысловая ёмкость оказывается разной у разных людей. Что и затрудняет не только процесс познания, но и взаимопонимание [3]. 4. Если смысловая ёмкость понятий является критерием точности в отражении сущности анализируемого процесса или явления, то можно ли использовать этот критерий для ранжирования точности наук? Этот критерий функционирует помимо нашей воли. 5. Какая наука считается самой точной и почему? Известно, что самой точной наукой считается математика, так как она пользуется понятиями с малой смысловой ёмкостью, такими, например, как: точка, линия, треугольник, окружность, число, знак и т. д. Таким понятиям легко дать определения и таким образом обеспечить одинаковое понимание их смысла всеми, кто использует эти понятия. Кроме этого, математики представляют некоторые научные понятия в виде математических символов, с чёткой смысловой ёмкостью, не требующей дополнительных пояснений. Например, понятию масса соответствует математический символ m , понятию время – математический символ t , понятию заряд – математический символ e и так далее. Это значительно облегчает взаимопонимание между ними. 6. Какая наука занимает второе место по точности, получаемой ею информации? Второе место по точности, получаемой научной информации, занимает физика. Это обусловлено тем, что физика широко использует математику, как инструмент получения физических знаний. 7. Какое место в этом ряду занимает философия? Философия оперирует самыми ёмкими понятиями такими как: материя, жизнь, вера, сознание, Вселенная поведение, социология, и т.д. Большинству этих понятий невозможно дать однозначные определения, поэтому в голове каждого, кто использует эти понятия, свои представления об их смысловой ёмкости. В результате философы с трудом понимают своих коллег и редко соглашаются друг с другом в одинаковости понимания обсуждаемых проблем. 8. Какое же место в этом строю занимает религия? Если не обсуждать её священные функции формирования качеств, которые отличают человека от животного, то она вместе с философией замыкает строй претендентов на точность познания. 9. В чём сущность причины, затрудняющей взаимопонимание дискутирующих? Каждый участник дискуссии держит в своей голове критерии научной достоверности обсуждаемого и его мозг строит отрицательный или положительный ответ на заданный вопрос, опираясь на эти критерии. Например, главный критерий достоверности химических знаний у современных химиков – орбитальное движение электронов в атомах. Если они будут дискутировать с химиком, владеющим химическими знаниями ХХI века, в которых отсутствует орбитальное движение электронов, то в головах дискутирующих будут разные критерии оценки достоверности обсуждаемого и они не будут понимать друг друга.
3 10. Что же является главным критерием при оценке достоверности точного научного знания? История науки уже убедительно доказала, что главным критерием в оценке достоверности научного знания являются аксиомы. 11. Как определяется понятие аксиома? Аксиома - очевидное утверждение, не требующее экспериментального доказательства достоверности и не имеющее исключений. Например, утверждение: пространство абсолютно - является аксиоматическим, так как в Природе отсутствуют такие явления, которые могли бы сжимать пространство, растягивать или искривлять его. Нет ни практических, ни других научных фактов сжатия, растяжения или искривления пространства, поэтому у нас есть все основания считать его абсолютным. 12. Чем отличается аксиоматическое утверждение от постулированного утверждения? Аксиома – очевидное утверждение, не требующее экспериментальной проверки своей достоверности и не имеющее исключений. Постулат – неочевидное утверждение, достоверность которого доказывается только экспериментально или следует из совокупности экспериментов. 13. Почему наука до сих пор не имеет согласованного определения понятий аксиома и постулат? Потому что научное сообщество ещё не осознало, что других критериев для оценки связи результатов научных исследований с реальностью, кроме аксиом и постулатов, не существует. Теперь определения этим понятиям даны и придёт время, когда научное сообщество будет вынуждено придать им обязательный судейский статус, подобный статусу системы СИ. 14. Почему ученые до сих пор не установили главные научные понятия и не ранжировали их по уровню значимости для научных исследований? Потому что не придавали значения необходимости четкого определения исходных научных понятий, на которых строятся все теоретические доказательства и интерпретации результатов экспериментов. 15. Какие аксиомы следуют из главных научных понятий и какова их роль в научных исследованиях? Пространство абсолютно; время абсолютно; пространство материя и время – главные независимые и неразделимые элементы Мироздания. Это первые фундаментальные аксиомы Естествознания. 16. Какая аксиома играет главную роль в оценке достоверности математических теорий? Аксиома единства пространства, материи и времени – главная аксиома Естествознания. Есть основания назвать её кратко: аксиома Единства. 17. Почему она является главной? Потому что она определяет условия реализации первого и главного процесса – движения материальных объектов в пространстве. 18. Почему до сих пор нет международного соглашения между учеными о необходимости использовать аксиомы и постулаты для оценки связи с реальностью существующих и новых физических и химических теорий? Потому что мировое научное сообщество ещё не осознало необходимость этого. 19. Зависит ли ценность аксиом от их признания научным сообществом? Нет, не зависит. Аксиомы – абсолютные критерии оценки связи с реальностью результатов научных исследований. Они существуют вечно и у искателей научных истин нет никакой возможности изменить их судейские функции или доказать их несостоятельность. 20. Какими критериями определяется ценность постулата? Поскольку постулат является обобщением результатов экспериментов, проводимых учёными, то у разных ученых результаты могут оказаться разными. Когда большинство ученых получают одинаковые результаты эксперимента, которые не противоречат ни одной аксиоме, то это создаёт условия для признания правильности такого постулата международным научным сообществом. Однако, новые научные результаты могут противоречить общепризнанному постулату, что создаёт условия для его пересмотра: уточнения, ограничения области его действия или исключения из списка критериев для оценки достоверности результатов научных исследований. В качестве первого примера несоответствия реальности можно привести постулат Бора, в котором отражено орбитальное движение электронов в атомах. Ко-
4 личество доказательств ошибочности этого постулата уже так велико, что наши потомки будут потешаться над неспособностью наших современников с академическими званиями избавиться от этого глобального ошибочного постулата и защитить молодёжь от интеллектуального насилия, обязывающего изучать его. 21. Какой ошибочный постулат можно поставить на второе место с учётом его глобальных отрицательных последствий для человечества? Конечно, приводимая нами последовательность глобальных отрицательных последствий ошибочных научных постулатов для человечества условна, поэтому второй глобально ошибочный постулат успешно конкурирует с первым. Это - математическая модель для расчёта средней импульсной электрической мощности, из которой следует, что средняя величина импульсной электрической мощности PC равна произведению амплитудных значений напряжения U A и тока I A , делённому на скважность импульсов S . U I (1) PC A A . S 22. Противоречит ли эта математическая модель аксиоме Единства? Противоречит, но это противоречие скрыто так глубоко, что обнаружить его оказалось не так просто. 23. В чём сущность указанного противоречия? Сущность противоречия математической модели (1) аксиоме Единства, заключается в том, что при равенстве импульсов тока нулю I A 0 останавливается процесс формирования мощности, что явно противоречит не только аксиоме Единства, но и системе СИ, которая требует непрерывного участия и напряжения, и тока в формировании мощности. Из этого следует, что для реализации аксиомы Единства и требований системы СИ, надо растягивать действие импульсов и напряжения, и тока до длительности периода или секунды. Это условие выполняется только тогда, когда и амплитуды напряжения U A , и амплитуды тока I A делятся на свои скважности SU и S I . В результате математическая модель, отражающая реальный процесс формирования средней импульсной электрической мощности, принимает вид [1] U I U I PC A A ...Êîãäà ...SU S I S ... A 2 A . (2) SU S I S 24. В чём сущность отрицательных последствий старого, ошибочного закона (1) формирования средней электрической мощности? Сущность отрицательных последствий старого, ошибочного постулированного закона (1) формирования средней электрической мощности заключается в том, что математические программы для учёта средней электрической импульсной мощности, следующие из этого закона и заложенные в счётчики электроэнергии, ваттметры, осциллографы, увеличивают реальный расход электроэнергии в количество раз, равное скважности импульсов напряжения SU . 25. К каким последствиям привела эта физико-математическая ошибка? Она сдерживала развитие экономной импульсной энергетики. 26. Есть ли экспериментальные результаты, позволяющие оценить убытки, последовавшие из ошибочного постулата (1)? В России уже разработаны и успешно испытаны отопительные батареи, нагревательные элементы которых питаются импульсами напряжения со скважностью S 100 . Это значит, что существующие счётчики электроэнергии, завышают расход электроэнергии такими батареями в 100 раз и таким образом закрывают им дорогу в наши дома. 27. Какую роль сыграет аксиома Единства пространства-материи-времени в развитии точных наук? Аксиома Единства – не имеет конкурентов в значимости для научного анализа окружающего нас мира. Она существует вечно и не утратит своей силы после гибели цивилизации в одной какой-то части Вселенной. Любая цивилизация в своём развитии неминуемо приходит и будет приходить к необходимости пользоваться услугами аксиомы Единства в познании мира.
5 28. Кто из ученых первым сделал первое фундаментальное обобщение в точных науках, на котором они базируются до сих пор? Евклид первый сформулировал геометрические и математические постулаты и аксиомы, обобщив в них знания, накопленные к тому времени (III век до н.э.). Они до сих пор являются фундаментом точных наук. 29. Кто из ученых сделал второе фундаментальное обобщение в точных науках, результатом которого явилась техническая революция? Ньютон также уделил большое внимание определению научных понятий, которыми он пользовался для анализа процессов движения и взаимодействия тел. Техническая революция, свидетелями которой мы являемся, - результат реализации, прежде всего, законов Ньютона. Однако, попытки использовать законы Ньютона для расчёта сил, выстреливших второй энергоблок СаяноШушенской ГЭС оказались тщетными. Новый тщательный анализ постулированных законов Ньютона однозначно показал ошибочность его первого закона. Эта ошибочность повлекла за собой корректировку всех остальных его законов. Но второй закон Ньютона остался пока неприступной крепостью и он назван основным законом механодинамики [4]. 30. Почему к концу ХХ века резко затормозилось развитие физической и химической теорий, способных описывать все многообразие поведения микромира, открываемого экспериментаторами? Потому что подавлялось стремление к поиску причин противоречий в фундаментальных науках. Достаточно вспомнить печально известное решение президиума Академии наук СССР о запрете критики теорий относительности А. Эйнштейна. Этому способствовали ошибочные решения Нобелевского комитета, выдававшего премии за ошибочные результаты научных исследований. Авторитет Нобелевской премии ограждал ошибочные результаты от критики и таким образом тормозил научный прогресс. Аналогичную функцию выполняет лженаучный комитет, созданный президиумом РАН, а сама эта организация уже вошла в историю науки, как Лженаучное учреждение, не имеющее право носить, священное научное название Академия. Этот лженаучный позор не обойдёт стороной и российскую власть, так как она не проявляет никакой заботы о состоянии науки и не знает, как это делать. 31. Есть ли необходимость в третьем фундаментальном обобщении в точных науках и в чем должна заключаться суть этого обобщения? Необходимость третьего обобщения в фундаментальных науках созрела давно. Суть его заключаться в систематизации законов, управляющих поведением обитателей микромира. Фундаментом этого обобщения явилась аксиома Единства пространства, материи и времени [1]. 32. Противоречат ли преобразования Лоренца аксиоме Единства? Преобразования Лоренца противоречат аксиоме Единства явно, однозначно и неопровержимо [1]. 33. Можно ли считать преобразования Лоренца теоретическим вирусом? Преобразования Лоренца имеют все признаки, свойственные разрушительным функциям вирусов. Они разрушили теоретическую логику классических наук, поэтому есть все основания считать их теоретическим вирусом, и это легко доказывается с помощью аксиомы Единства. 34. Можно ли привести доказательство ошибочности преобразований Лоренца? Важность правильного понимания ответа на этот вопрос так велика для каждого исследователя, что мы считаем необходимым привести краткое изложение этого доказательства. Классическая теория относительности появилась давно. Наибольший вклад в её создание внесли Галилей и Ньютон. Она базируется на преобразованиях Галилея и успешно решает основные задачи, связанные с деятельностью человека. Однако, в начале ХХ века были получены теоретические результаты, которые ограничивали область действия законов классической теории относительности скоростями, значительно меньшими скорости света 300000 км/с. Это фундаментальное ошибочное следствие вытекает из преобразований Лоренца, которые оказались в фундаменте Специальной теории относительности (СТО), разработанной А. Эйнштейном. Нашлись и экспериментальные данные, которые якобы подтверждают достоверность СТО. Однако эти данные не имели однозначной ин-
6 терпретации их достоверности, поэтому СТО была подвергнута критике с момента её рождения. Сейчас эта критика достигла апогея и появились теоретические и экспериментальные доказательства ошибочности СТО. Вот главное теоретическое доказательство. На рис. 1, a показана схема параллельного движения подвижной системы отсчёта X’O’Y’ относительно неподвижной XOY со скоростью V. Координата точки К, расположенной на оси O’X’ подвижной системы отсчёта, и время t, текущее в неподвижной и t’ в подвижной системах отсчёта связаны зависимостями: x' x Vt ; (3) t' t . (4) Преобразования Галилея (3) и (4) работают в евклидовом пространстве и базируются на представлениях о пространстве и времени, как абсолютных характеристиках мироздания, то есть на аксиомах: пространство абсолютно и время абсолютно. Это значит, что в Природе нет таких явлений, которые бы могли, растягивать, сжимать, искривлять или скручивать пространство. Нет также и явлений, которые могли бы ускорять или замедлять темп течения времени. Нет такого состояния, когда пространство, материя и время – основные элементы мироздания, существовали бы в разделённом состоянии. Они существуют вместе. Однако, Лоренц не зная этого, нашел, что переход из подвижной системы отсчёта X’O’Y’ в неподвижную XOY связан со скоростью света С зависимостями, которые явно противоречат аксиоме Единства пространства, материи и времени (рис. 1, b): x'
t'
x Vt 1V 2 /C2
t Vx / C 2 1V 2 /C2
;
(5)
.
(6)
а)
b) Рис. 1. а) - схема к анализу преобразований Галилея; b) - схема к анализу преобразований Лоренца Из соотношения (5) неявно следует, что с увеличением скорости V величина пространственного интервала x’ уменьшается, что соответствует относительности пространства. Аналогичное следствие вытекает и из соотношения (6). При увеличении V величина t’ также уменьшается, что интерпретируется, как уменьшение темпа течения времени в подвижной системе отсчёта (рис. 1, b) или - относительность времени. Так сформировалось представление об относительности пространства и времени, и появились парадоксальные следствия. Одно из них вошло в историю науки, как парадокс близнецов. Суть его в том, что если из двух братьев близнецов один останется на Земле, а второй отправится в космическое путешествие на ракете со скоростью, близкой к скоро-
7 сти света, то из формулы (6) следует, что темп течения времени на ракете замедлится и её пассажир будет медленнее стареть. На Земле же темп течения времени не изменится и, возвратившийся космический путешественник встретит своего земного брата глубоким стариком. Удивительным является то, что большинство физиков ХХ века верило в эту сказку, игнорируя её противоречие здравому смыслу. Возврат к здравому смыслу оказался нелёгким. Почти сто лет ушло на то, чтобы найти критерий, доказывающий ошибочность СТО. Главное требование к этому критерию – его полная независимость от человека. Известно, что такими свойствами обладают аксиомы. В результате оказалось, что ученые не заметили давно существующую аксиому Единства пространства материи и времени. Она однозначно следует из того, что пространство, материя и время, являясь первичными элементами мироздания, обладают главными свойствами: независимостью друг от друга и неразделимостью. Они всегда существуют вместе. В Природе нет такого состояния, где не было бы пространства, а материя существовала бы, или не было бы ни пространства, ни материи, а время бы текло. Из этого следует, что мы не имеем права извлекать какую-либо информацию из математических формул, в которых пространство и время разделены. А ведь это – главное свойство преобразований Лоренца (5) и (6). Как видно, в преобразованиях (5) и (6) Лоренца пространственный интервал x’, расположенный в подвижной системе отсчёта, отделён от времени t’, текущего в этой системе. В реальной действительности такого не бывает. Изменяющийся пространственный интервал – всегда функция времени. Поэтому преобразования Лоренца описывают не реальную, а ложную относительность. Обратим внимание на то, что в формуле (5) присутствует координата x’, которая фиксируется в подвижной системе отсчета (рис. 1, b), а в формуле (6) - только время t’, которое течет в этой же системе отсчета. Таким образом, в математических формулах (5) и (6) изменяющаяся величина пространственного интервала x’ в подвижной системе отсчета отделена от времени t’, текущего в этой системе отсчета. Теперь мы знаем, что в реальной действительности отделить пространство от времени невозможно, поэтому указанные уравнения нельзя анализировать отдельно друг от друга. Информация, получаемая из преобразований Лоренца (5) и (6), будет соответствовать реальности лишь в том случае, когда они будут иметь вид, в котором координата x’ будет функцией времени t’. Для этого разделим первое лоренцевское преобразование (5) на его второе преобразование (6) и в результате будем иметь [1] x' x Vt . t ' t Vx / C 2
(7)
Теперь математическая формула (7) отражает зависимость координаты x’ от времени t’. Из этого следует, что формула (7) работает в рамках Аксиомы Единства пространства - материи - времени, то есть в рамках реальной действительности. Обратим внимание на то, что материя в уравнении (7) присутствует косвенно. Её роль выполняют скорости V и C. Обусловлено это тем, что скорость могут иметь только материальные объекты. На рис. 1, b видно, что x - это координата положения светового сигнала в неподвижной системе отсчета. Она равна произведению скорости движения света C на время t. Если мы подставим x=Ct в приведенную формулу (7), то получим координату x’=Ct’, которая фиксирует положение светового сигнала в подвижной системе отсчета. Где же расположен этот сигнал? Поскольку мы изменяем координаты x и x’, то в моменты времени t и t’ он расположен на совпадающих осях OX и OX’, точнее - в точке K - точке пересечения световой сферы с двумя осями OX и OX' (рис. 1, b). Геометрический смысл преобразований Лоренца очень прост. В них зафиксированы: координата x’ точки K в подвижной системе отсчета и её координата x в неподвижной системе отсчета (рис. 1, b). Это - точка пересечения световой сферы с осями OX и OX’. Вот и весь смысл преобразований Лоренца. Другой информации в этих преобразованиях нет, и они не отражают никакие физические эффекты.
8 Важно и то, что приведённый анализ преобразований Лоренца придаёт всем математическим символам: x, x’, t, t’, V, C, входящим в эти преобразования, четкий геометрический и физический смысл. Посмотрим внимательнее на рис. 1, b. Когда V стремится к С величина x’ действительно уменьшается. Вполне естественно, что уменьшается и время t’, необходимое световому сигналу для того, чтобы пройти расстояние x’. Это и есть причина сокращения пространственного интервала x’ и темпа течения времени t’, и появления парадокса близнецов. Если привести преобразования Лоренца к виду (7), соответствующему Аксиоме Единства пространства – материи – времени, то все парадоксы исчезают. 35. Много ли теорий, базирующихся на преобразованиях Лоренца? Неисчислимое количество. 36. В чем сущность глобального противоречия между аксиомой единства пространства и времени, на которой базировалась физика ХХ века, и аксиомой Единства пространства, материи и времени, на которой базируется физика XXI века? В Природе в состоянии неразрывного единства находятся сущности, отраженные в понятиях пространство, материя и время. Эти сущности обладают двумя важными свойствами: они обособлены друг от друга, но существуют совместно, их невозможно разделить. Материя, например, автономна и её можно удалить из пространства только теоретически, что и сделал Минковский. Но действие это было не умышленным, а следствием стремления к поиску причин противоречий, накопившихся в то время в науке. Жаль, конечно, что мировое научное сообщество так легко согласилось с Минковским и так долго относилось с доверием к научной значимости его утверждения о единстве только пространства и времени (исключая материю). 37. Возможно ли применение в точных науках геометрий Лобачевского и Минковского? Основным носителем информации в точных науках является прямолинейно движущийся фотон. Свойство фотона двигаться в пространстве прямолинейно при отсутствии внешних сил отражено лишь в аксиомах геометрии Евклида, утверждающих, что между двумя точками можно провести лишь одну прямую линию и что параллельные прямые нигде не пересекаются. Аксиомы (теперь это – постулаты) геометрий Лобачевского и Минковского не отражают указанное свойство фотона, поэтому они искажают все научные результаты, получаемые с помощью фотонов. 38. В чём сущность ошибочности геометрии Минковского? Сущность ошибочности геометрии Минковского заключается в том, что он, образно говоря, написал уравнение световой сферы в декартовой системе координат, перенёс все члены этого уравнения в одну сторону от знака равенства. В геометрии Евклида в пустой стороне от знака равенства в этом случае стоит ноль. Минковский, поставил вместо нуля величину, которую он назвал пространственно-временным интервалом. Такая процедура автоматически искривила радиус световой сферы. Это означало, что свет должен двигаться по криволинейным траекториям. Такой результат явно противоречил наблюдениям. Следовало бы сформулировать элементарный вопрос: по какой кривой траектории движется свет от далёкой звезды к нам? Чему равна кривизна этой траектории? Отсутствие ответов на эти элементарные вопросы должно было насторожить исследователей, но этого не случилось. Они смело начали применять математические модели геометрии Минковского для решения физических задач. Вставляя в математические модели этой геометрии символ скорости света С , они заставляли свет двигаться криволинейно. Конечно, такое насилие над Природой возможно только в теории. В реальности свет продолжал двигаться прямолинейно, а псевдоевклидовы теории - давать абсурдные результаты. Отсутствие ответов на выше приведённые вопросы не остановило и А. Эйнштейна. Он смело базировал свои теории относительности на псевдоевклидовых теориях, построенных в псевдоевклидовых геометриях. 39. Известно, что А. Эйнштейн основательно критиковал несовершенство квантовой механики, базировавшейся на вероятностном принципе описания поведения элемен-
9 тарных частиц. Правильной ли была эта его точка зрения? Да, тут у нас ничего не остаётся, как признать правоту А. Эйнштейна и его прозорливость. Конечно, он был прав. 40. Можно ли привести высказывания А. Эйнштейна по поводу несовершенства квантовой механики? Можно, вот некоторые из них. "Некоторые физики, среди которых нахожусь и я сам, не могут поверить, что мы раз и навсегда должны отказаться от идеи прямого изображения физической реальности в пространстве и времени, или что мы должны согласиться с мнением, будто явление в природе подобно игре случая». ”Я все еще верю в возможность построить такую модель реальности, которая выражает сами события, а не только их вероятности”. "Большие первоначальные успехи теории квантов не могли меня заставить поверить в лежащую в ее основе игру в кости... Физики считают меня старым глупцом, но я убежден, что в будущем развитие физики пойдет в другом направлении, чем до сих пор". "Я считаю вполне вероятным, что физика может и не основываться на концепции поля, т.е. на непрерывных структурах. Тогда ничего не останется от моего воздушного замка, включая теорию тяготения, как, впрочем, и от всей современной физики". 41. Сбылось ли предсказание А. Эйнштейна о возврате принципа причинности в квантовую механику? Все последующие вопросы и ответы на них, а их около 2000 – убедительное доказательство правоты А. Эйнштейна в этом вопросе. Принцип причинности возвращён не только в квантовую механику, а вообще в Естествознание. 42. Почему же тогда так велико противодействие признанию новых знаний, появление которых предсказывал А. Эйнштейн? Это сложный вопрос, ответ на который будут искать историки науки. У нас есть, конечно, и своя точка зрения, но мы воздержимся от её публикации. 43. В чём сущность ошибочности геометрии Лобачевского? В аксиомах Евклида, утверждающих, что между двумя точками можно провести только одну прямую и что две параллельные прямые линии нигде не пересекаются, заложено главное свойство фотонов – двигаться в пространстве прямолинейно, поэтому аксиома Лобачевского, утверждающая, что параллельные прямые линии пересекаются в бесконечности, автоматически искривляла траекторию фотона. Но теоретики, не заметив это, рисовали на бумаге кружева из математических крючков и называли их теориями. Теперь то уже ясно, что это бесплодные теории. 44. Ограничивает ли аксиома Единства область применения геометрии Римана? Аксиома Единства однозначно ограничивает область применения геометрии Римана. Её можно применять для анализа лишь тех процессов и явлений, в интерпретации которых отсутствует движение фотонов. 45. Можно ли в математических моделях римановой геометрии использовать математический символ скорости движения фотона? Если математический символ скорости С движения фотона отражает процесс движения фотона, который движется в пространстве прямолинейно при отсутствии внешних сил, то его нельзя использовать в геометрии Римана. Применение этого символа для анализа других явлений (не будем пока конкретизировать) требует специального анализа соответствия результатов его использования аксиоме Единства. 46. Почему процесс разработки бесплодных физических теорий до сих пор не остановлен? Потому что ещё не признаны мировым научным сообществом судейские функции аксиомы Единства. Как только это произойдет, то многократно уменьшится бесполезный расход человеческого интеллекта. 47. Ограничивает ли аксиома Единства область применения уравнений Луи Де Бройля, Шредингера и Максвелла? Все эти уравнения противоречат аксиоме Единства, что автоматически ограничивает область их применения. 48. Ограничивает ли аксиома Единства область применения частных производных? Если берутся частные производные от функций, в которых пространственные интервалы и
10 время – независимые переменные, то результат такого дифференцирования противоречит аксиоме Единства. Аксиома Единства допускает использование частных производных лишь для анализа тех явлений и процессов, в которых величина пространственного интервала, описывающего меняющиеся во времени явления и процессы, не зависит от времени. Например, силы, действующие на заряд в электрическом поле, и тело, обладающее массой, - в гравитационном поле, зависят только от расстояний между взаимодействующими объектами и не зависят от времени. В этом случае можно брать частные производные по меняющемуся расстоянию и ещё по какому-нибудь параметру, который зависит от этого расстояния, но не от времени. 49. Допускает ли аксиома Единства использование комплексных чисел для анализа физических явлений и процессов? Комплексные числа противоречат аксиоме Единства и аксиомам геометрии Евклида, поэтому им нет места в точных науках. Математики ввели ряд противоречивых правил, которые надо выполнять при математических операциях с комплексными числами. Если же действия с комплексными числами вести в рамках старых правил, то явно обнаруживаются противоречия. В качестве доказательства достоверности этого утверждения приведём решение примера с комплексным числом, представленного американским ученым. Barry Mazur – профессор Гарвардского университета даёт такое решение примера с комплексным числом. 3
1 3 1 3 1 3 1 3 = ; 2 2 2 2 1 3 1 3 1 3 3 3 2 2 2 2 4 4 4 4
2 2 3 1 3 . 4 4 2 2 1 3 1 3 1 3 3 3 1 . 2 2 2 2 4 4 4 4 Американский ученый Jack Kuykendall показывает ошибочность этого результата. 3
1 3 1 3 2
3
1 3 1 3 3 1 1 2 2
1 3 2 3 3
3
2
3 3 9. 2
50. В чём сущность принципа выявления научных противоречий? Сущность принципа выявления научных противоречий заключается в умении, прежде всего, обнаруживать их, а потом искать их причины. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Теория познания – центральная проблема Философии. Центральной проблемой теории познания является смысловая ёмкость понятий, используемых в процессе познания. От величины этой ёмкости зависит точность определения понятий, без которой немыслимо взаимопонимание. Увеличенная смысловая ёмкость понятий исключает возможность их однозначного определения. В результате в головах каждого дискутирующего своё представление о сути предмета дискуссии и это затрудняет взаимопонимание и
11 выработку единого мнения по обсуждаемой проблеме. Наиболее точное определение понятиям дают математики, заменяя словесные определения понятий математическими символами с достаточно чётким физическим смыслом 2. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО МЕХАНОДИНАМИКЕ 51. Динамика Ньютона – начальная часть физики. Содержит ли она существенные противоречия? В 2009 году установлено экспериментально и теоретически, что научные идеи Исаака Ньютона, так же, как научные идеи Альберта Эйнштейна, содержат фундаментальные противоречия [4]. 52. Какой же закон Ньютона содержит противоречия и в чём их сущность? Чтобы ответить на этот вопрос приведём ньютоновскую формулировку его первого закона. «Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку приложенные силы не заставят его изменить это состояние». Из этой формулировки следует, что сумма сил, действующих на равномерно и прямолинейно движущееся тело, равна нулю, что, как считалось, эквивалентно отсутствию математической модели, описывающей прямолинейное равномерное движение тела. Более 300 лет все соглашались с ненадобностью математической модели для описания равномерного прямолинейного движения тела или его равномерного вращения, несмотря на явную потребность в такой модели [4]. 53. В чём суть этих противоречий? Она элементарна. Если рассматривать равномерное прямолинейное движение автомобиля, то, двигаясь равномерно, он расходует топливо и совершает работу по перемещению автомобиля. Значит, существует сила, движущая автомобиль равномерно и совершающая работу. Из этого следует, что должна быть математическая модель для описания равномерного прямолинейного движения тела, в которую должна входить указанная сила и мы обязаны уметь рассчитывать её. Однако, более 300 лет мы не умели делать это [4]. 54. Можно ли считать, что первый закон динамики Ньютона – яркий пример нарушения принципа причинности? Конечно, можно. Автомобиль едет прямолинейно и равномерно, расходуется топливо, совершается работа, которая, согласно первому закону является беспричинной, так как мы не можем рассчитать силу, которая совершает эту работу. Таким образом, отсутствие ответа на вопрос: какая сила движет тело равномерно и прямолинейно, остаётся без ответа с момента своего рождения (1687 год). Это явно нарушает принцип причинности [4]. 55. Главная причина, породившая беспричинность, следующую из первого закона динамики Ньютон? Поскольку равномерное движение всегда следует после ускоренного, которое является причиной равномерного движения, то равномерное движение и его закон нельзя было ставить на первое место, так как при этом теряется причина, реализующая этот закон. 56. Какой же закон должен быть первым законом, описывающим движения тел? Так как равномерное движение тела всегда наступает после ускоренного, то первым законом механодинамики должен быть закон ускоренного движения, а второй – равномерного. Только в этом случае сохраняются причинно-следственные связи между законами, описывающими разные фазы движения тел. 57. Так как второй закон динамики Ньютона описывает ускоренное движение тела, то можно ли ставить его на первое место? Нет, нельзя, так как в его формулировке присутствует лишь одна сила, равная массе тела, умноженной на ускорение его движения, и ничего не говорится об остальных силах, обеспечивающих ускоренное движение тела [4]. 58. Но ведь второй закон Ньютона является главным законом его динамики, поэтому он должен занимать особое место и в механодинамике. Как это учесть? Второй за-
12 кон Ньютона – основа технической революции, поэтому он заслуживает того, чтобы считать его главным законом механодинамики. Так он и представлен в Механодинамике [4]. 59. Как формулируется основной закон механодинамики? Сила F, действующая на материальное тело, движущееся с ускорением, всегда равна массе m тела, умноженной на ускорение à и совпадает с направлением ускорения F ma . 60. Согласно Даламберу, при ускоренном движении тела на него действует сила инерции, равная произведению массы тела на его ускорение и направленная противоположно движению. Какая математическая модель, описывающая ускоренное движение тела, следует из этого? Согласно Даламберу, сила инерции F i , действующая на ускоренно движущееся тело, равна ньютоновской силе F N , движущей тело ускоренно, и противоположна ей по направлению. Если сумму всех сил сопротивления движению обозначить через F C , то согласно принципу Даламбера, сумма сил, действующих на движущееся тело, в каждый данный момент времени, равна нулю. В результате уравнение ускоренного движения тела в динамике Ньютона записывается так (8) F N Fi FC 0. 61. Что получится, если вместо ньютоновской силы и силы инерции подставить их составляющие: массу тела и его ускорение? Ответ очевиден. (9) F N F i F C ma ma F C 0 F C . 62. Но ведь в этом случае в формуле (9) появляется явное противоречие. Почему оно игнорировалось? Это вопрос историкам науки. Мы можем высказать лишь предположение. Причина игнорирования противоречия, следующего из формулы (9), – непонимание физической сути силы инерции F i , которая всегда возникает и действует на тело противоположно его ускоренному движению. 63. В чём суть непонимания действия силы инерции на ускоренно движущееся тело? Суть этого непонимания заключается в том, что сила инерции, действующая противоположно ускоренному движению тела, тормозит это движение совместно с другими силами сопротивления, и каждая из сил сопротивления движению тела формирует его замедление со знаком противоположным знаку ньютоновского ускорения a . 64. Значит ли это, что сила инерции является частью всех сил, сопротивляющихся ускоренному движению тела? Конечно, значит. 65. Следует ли из этого ошибочность определения модуля силы инерции путём умножения массы тела на ускорение его движения? Конечно, следует. Причём, - однозначно и неопровержимо. 66. Значит ли это, что Даламбер ошибся, определяя силу инерции через произведение массы тела на его ускорение? Конечно, значит. 67. Какой же выход их этих противоречий? Он следует из принципа Даламбера, согласно которому в каждый данный момент сумма сил, действующих на движущееся тело, равна нулю. Этот принцип будет правильно отражать реальность, если считать, что все силы, сопротивляющиеся ускоренному движению тела, формируют замедления b , сумма которых равна ускорению a , формируемому ньютоновской силой. В результате кинетостатическое уравнение, описывающее ускоренное движение тела, принимает вид [4] F N F i F C ma mb i mb C . (10) И все противоречия исчезают. 68. Но ведь в уравнении (10) сила инерции равна массе тела, умноженной на замедление, а до этого вместо замедления использовалось ускорение. Из этого следует не соответствие уравнения (10) принципу Даламбера. Какой выход из этого противоречия? Выход уже найден. Новый принцип назван принципом механодинамики. 69. Как формулируется главный принцип механодинамики? В каждый данный момент времени сумма сил, действующих на движущееся тело, равна нулю.
13 70. Можно ли изобразить графически силы, представленные в уравнении (10)? Можно (рис. 2).
Рис. 2. Схема сил, действующих на ускоренно (OA) движущийся автомобиль При ускоренном движении автомобиля (рис. 2, b) на него действует ньютоновская сила F , генерируемая его двигателем; сила инерции F i , направленная противоположно ускорению а автомобиля и поэтому тормозящая его движение; суммарная сила всех остальных сопротивлений F C , которая также направлена противоположно движению автомобиля. В результате, в соответствии с главным принципом механодинамики, имеем неоспоримое уравнение сил (10), действующих на ускоренно движущийся автомобиль (рис. 2, b). 71. Как формулируется первый закон механодинамики? Ускоренное движение тела происходит под действием ньютоновской активной силы F и сил сопротивления движению в виде силы инерции F i , и механических сил сопротивления F C , сумма которых, в каждый данный момент времени, равна нулю. (10) 72. Какое первое следствие следует из первого закона механодинамики и как оно формулируется? Первое очевидное следствие первого закона механодинамики следует из его математической модели (10). (11) a bi bC . Это следствие формулируется следующим образом. В каждый данный момент времени ускорение а ускоренно движущегося тела равно геометрической сумме замедлений, формируемых силой инерции b i и другими силами сопротивления ускоренному движению тела b C . 73. Чему равно суммарное замедление, формируемое всеми силами сопротивления ускоренному движению тела? Оно равно b i b C . 74. Как определить экспериментально сумму этих замедлений, например, при ускоренном движении поезда? Надо установить между электровозом (тепловозом) и вагонами поезда динамометр и записать его показания при ускоренном движении поезда, масса которого известна. Сила сопротивления ускоренному движению поезда, которую покажет динамометр, будет равна PCÓ Fi FC mbi mbC m(bi bC ) bi bC PÑÓ / m . (12) 75. Как определить величину инерциального замедления bi , формируемого силой инерции при ускоренном движении поезда? Надо записать показания динамометра PCP при равномерном движении поезда и учесть, что при равномерном движении поезда инерциальное замедление равно нулю bi 0 . Равномерному движению поезда сопротивляются все другие силы (механические, аэродинамические…), поэтому показания динамометра PCP будут равны PCP mbC . Из этого результата находим величину замедления, формируемую механическими и аэродинамическими силами bC PCP / m . Учитывая фор-
14 мулу (12), имеем величину замедления, формируемую силой инерции при ускоренном движении поезда P PCP . (13) bi CÓ m 76. Значит ли это, что коэффициенты механических сопротивлений ускоренному движению поезда, определённые до этого по показаниям динамометра, регистрируемым при этом виде движения, ошибочны? Ответ однозначный. Значит. 77. Почему все коэффициенты механических сопротивлений при ускоренном движении тел, определяемые по показаниям динамометров, расходу электроэнергии или топлива, ошибочны? Потому что из математической модели первого закона механодинамики (10) следует, что ускоренному движению тела сопротивляются не только механические и аэродинамические силы, но и сила инерции. Её действие автоматически входит в показания всех приборов: динамометров, счётчиков электроэнергии и расходомеров топлива. 78. Почему же сила инерции не входит в уравнение сил, действующих на равномерно движущееся тело? Нет, она входит в уравнение, описывающее равномерное движение тела, но со знаком, противоположным тому, который имела при ускоренном движении тела. 79. Почему же тогда показания динамометра, счётчика электроэнергии и расходомера топлива не фиксируют действие силы инерции при равномерном движении тела? Потому что сила инерции способствует равномерному движению тела, а не формирует торможение этому движению. 80. Какие же силы формируют торможение прямолинейному равномерному движению тела? Механические и аэродинамические силы. 81. На что же расходуется энергия при равномерном движении тела? На преодоление механических и аэродинамических сопротивлений. 82. Какой же показатель характеризует в таком случае величины механических и аэродинамических сопротивлений при равномерном движении? Он следует из формулы PCP mbC . 83. Значит ли это, что величина замедления bC , генерируемая силами механических и аэродинамических сопротивлений при ускоренном и равномерном движении тела одна и та же? Если силы трения, силы сопротивления качению колёс и аэродинамические силы сопротивления не зависят от скорости, то значит, а если зависят, то надо учитывать их зависимость от скорости, меняющейся при ускоренном движении тела. 84. Как записывается первый закон механодинамики в дифференциальном виде? dV m mb i mb C . (14) dt 85. Какой вид принимает это уравнение в проекции на ось ОХ? В проекции на ось ОХ уравнение (14) становится таким d 2õ m 2 m bix mbcx . (15) dt После интегрирования мы получим уравнение движения материального тела вдоль оси ОХ. 86. Какой вид принимает уравнение (10) при описании движения тел в космосе? Нетрудно видеть (10), что при полном отсутствии механических и аэродинамических сил сопротивления (в космосе F C 0 ) сила инерции F i m bi равна ньютоновской силе F m a , но тело движется. Это возможно только при условии, когда ньютоновская сила больше силы инерции, поэтому математическая модель, описывающая движение тела в космосе, должна представляться в виде неравенства F F i ma mbi , (16)
15 или (17) a bi . 87. Что произойдёт, если отключить двигатель, формирующий ньютоновскую силу в космосе? Она будет равна нулю, но это не остановит тело, так как оно будет двигаться под действием силы инерции F i , направленной в сторону движения тела. 88. Участвуют ли уравнения кинематики в решении задач динамики ускоренного движения тела? Конечно, участвуют. Величину полного ньютоновского ускорения a можно определять из кинематического уравнения ускоренного движения тела (18) V V0 at . Если начальная скорость автомобиля V0 0 , то полное ускорение a равно скорости V автомобиля в момент перехода его от ускоренного к равномерному движению, делённому на время t ускоренного движения (19) a V / t . 89. Можно ли постоянную скорость равномерного движения тела считать конечной скоростью ускоренного движения? Если ускоренное движение тела переходит в равномерное, то постоянная скорость ( V const ) равномерного движения тела равна конечной скорости его ускоренного движения. 90. Какая фаза движения тела следует после фазы его ускоренного движения? После фазы ускоренного движения тела могут следовать фазы равномерного или замедленного движения. 91. Может ли отсутствовать фаза равномерного движения тела? Конечно, может. Например, при резком торможении автомобиля, движущегося ускоренно, сразу наступает фаза замедленного его движения. 92. Какой закон механодинамики является вторым и почему? Вторым законом механодинамики является закон, описывающий фазу равномерного движения. Необходимость постановки на второе место закона, описывающего равномерное движение тела, следует из причинно-следственных связей между этими движениями. Равномерное движение тел всегда следует после ускоренного их движения. 93. Как формулируется второй закон механодинамики и какая математическая модель следует из этой формулировки? Второй закон механодинамики гасит: равномерное движение тела происходит под действием силы инерции F i , направленной в сторону движения, постоянной активной силы F K и сил сопротивления движению
F C . Когда автомобиль начинает двигаться равномерно (рис. 3, b), то сила инерции F i автоматически изменяет своё направление на противоположное и уравнение суммы сил (10), действующих на автомобиль, становится таким [1] F K Fi FC 0. (20) Это и есть второй закон механодинамики – закон равномерного прямолинейного движения тела (бывший первый закон ньютоновской динамики) Таким образом, суть второго закона механодинамики заключается в том, что равномерное движение автомобиля (тела) обеспечивает сила инерции F i , а постоянная активная сила F К , генерируемая двигателем автомобиля, преодолевает все внешние сопротивления F C . Сила F К постоянна потому, что автомобиль движется равномерно и его ускорение равно нулю а 0 (рис. 3). 94. Из описанного следует, что сила инерции, препятствовавшая движению тела в фазе его ускоренного движения, превращается в силу, движущую автомобиль в фазе его равномерного движения. Так это или нет? Конечно, так. При переходе тела от ускоренного движения к равномерному, сила инерции Fi никуда не исчезает, она меняет своё направление на противоположное и превращается в силу, не тормозящую движение тела, а поддерживающую это движение.
16
Рис. 3. Схема сил, действующих на равномерно движущийся автомобиль 95. Как изменится уравнение (20), когда водитель выключит передачу? Какая фаза движения автомобиля наступит после этого и почему? Если водитель выключит передачу, то F K 0 и уравнение (20) становится таким (21) Fi FC . Если бы силы сопротивления точно равнялись силе инерции, то автомобиль продолжал бы равномерное движение, как говорят, вечно. Но в реальности этого не бывает. Силы сопротивления движению автомобиля не постоянны. Изменяясь, они принимают значения большие средних значений. В результате сила инерции становится меньше и автомобиль начинает двигаться замедленно. 96. Фазу замедленного движения описывает 3-й закон механодинамики. Как он формулируется, какой математической моделью описывается, какие силы и как приложены к телу, движущемуся замедленно? Если выключить коробку передач автомобиля, движущегося равномерно (20), то активная сила F К исчезнет (рис. 3, b) и остаются две противоположно направленные силы: сила инерции F i и сумма сил механических сопротивлений движению F C (рис. 4, b).
Рис. 4. Схема сил, действующих на замедленно движущийся автомобиль Поскольку сила инерции не имеет источника, поддерживающего её в постоянном состоянии, то она оказывается меньше сил сопротивления движению ( F i F C ) и автомобиль, начиная двигаться замедленно (рис. 4, b), останавливается (рис. 4, a, точка С). С учётом этого есть основания назвать силу инерции пассивной силой, которая не может генерировать ускорение, так как сама является следствием его появления. Таким образом, надо чётко представлять направленность сил, действующих на автомобиль, при переходе его от равномерного движения к замедленному. Первичная сила инерции F i (рис. 4, b) не меняет своего направления, а появившееся замедление b C , генерируемое силами сопротивления движению, оказывается направленным противоположно силе инерции.
17 Таким образом, если автомобиль переходит от равномерного движения к замедленному, то прежня сила инерции F i и силы сопротивления движению F C не меняют своих направлений. Сила инерции не генерирует ускорение, а неравномерность сил сопротивления приводит к постепенному уменьшению силы инерции F i и тело останавливается [4]. (22) Fi FC . Это и есть математическая модель 3-го ЗАКОНА механодинамики. Он гласит: замедленное движение твёрдого тела управляется превышением сил сопротивления движению над силой инерции. Обратим внимание на то, что расстояние S1 движения автомобиля с ускорением меньше расстояния движения с замедлением S 3 S 2 (рис. 4, a). Обусловлено это тем, что на участке S1 величина сил сопротивлений FC Fi при разгоне автомобиля больше сил сопротивлений при замедленном движении за счёт того, что при замедленном движении выключен двигатель и коробка передач. Это - главная причина экономии топлива при езде с периодическим выключением передачи. 97. Как формулируется 4-й закон механодинамики и отличается ли он от соответствующего закона динамики Ньютона? 4-й ЗАКОН механодинамики (равенство действия противодействию) не отличается от соответствующего закона динамики Ньютона. Силы, с которыми действуют друг на друга два тела (рис. 5), всегда равны по модулю и направлены по прямой, соединяющей центры масс этих тел, в противоположные стороны. Поскольку F  F À , то m a  mA a A или a m A (23). . a À mB
Рис. 5. Схема контактного взаимодействия двух тел То есть ускорения, которые сообщают друг другу два тела, обратно пропорциональны их массам. Эти ускорения направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны. Следует особо отметить, что четвёртый закон механодинамики отражает взаимодействие тел, как на расстоянии (взаимодействие Земли с Луной), так при непосредственном контакте (рис. 5). На рис. 5 показано, что в момент контакта тел A и B силы F A и F B их взаимодействия равны по величине и противоположны по направлению. При этом обе силы F A и F B являются силами внешнего воздействия и появляются одновременно. Силы инерции F Ai и F Bi также равны по величине и противоположны по направлению. 98. Как формулируется 5-й закон механодинамики и отличается ли он от соответствующего закона динамики Ньютона? 5-й ЗАКОН механодинамики (независимость действия сил) отличается от соответствующего закона динамики Ньютона. При одновременном действии на тело или точку нескольких сил сопротивления движению F C F 1 , F 2 , F 3 ,...., F n ньютоновское ускорение a материальной точки или тела оказывается равным геометрической сумме замедлений, приходящихся на долю каждой из сил сопротивления движению F C F 1 , F 2 , F 3 ,...., F n . Учитывая, что в уравнении (11) b C -
18 геометрическая сумма замедлений, приходящихся на долю всех сил сопротивлений F C F 1 , F 2 , F 3 ,...., F n , кроме силы инерции F i , то есть b C b1 b 2 b 3 .... b n , имеем (24) a bi b1 b 2 b 3 .... b n Это - математическая модель 5-го ЗАКОНА механодинамики. Он гласит: при ускоренном движении твердого тела ньютоновское ускорение, формируемое ньютоновской силой, равно сумме замедлений, формируемых всеми силами сопротивлений движению, в том числе и силой инерции. 99. Некоторые считают, что равномерное и прямолинейное движение тела - результат наличия у него кинетической энергии, а не результат действия силы при таком движении. Правильна ли такая точка зрения? Нет, не правильна. Они не понимают связи между кинетической энергией прямолинейно движущегося тела и силой, генерирующей эту энергию, а значит и - перемещающей это тело. 100. Можно ли привести математическую модель, из которой следует ответ на вышеприведённый вопрос? Конечно, можно. Связь между кинетической энергией E K равномерно движущегося тела и его мощностью P следует из работы силы FK , совершаемой при его равномерном движении за одну секунду [1]. E mV 2 mV V mV ma êã ì ì P K a V 2 t 2t 2 t 2 2 ñ ñ (25) 1 Hì FK V Âàòò . 2 ñ 101. Есть ли противоречия во втором законе Ньютона? Пока нет признаков наличия противоречий во втором законе Ньютона, поэтому есть основания считать его основным законом механодинамики, формирующим её фундамент. 102. Ошибочность первого закона ньютоновской динамики и необходимость новой нумерации её законов, соответствующей причинно-следственным связям, вытекающим из первичности ускоренного движения тела, поставили вопрос об изменении названия динамика. Есть ли ещё причины, вызывающие эту необходимость? Есть, конечно. Ведь давно существуют названия термодинамика, электродинамика, гидродинамика, аэродинамика, поэтому возникает необходимость в таком понятии, которое отражало бы суть динамики механического движения тел. 103. Какое понятие можно считать в этом случае наиболее приемлемым? Поскольку старое название «Динамика» описывает механические движения тел, то есть основания ввести новое понятие «Механодинамика». Оно точнее будет отражать суть законов механического движения твёрдых тел. 104. Можно ли подвести краткий итог? В чём суть нового в динамике Ньютона? Динамики Ньютона уже нет. Есть механодинамика, занявшая свое равноправное положение среди своих родственниц: термодинамики, электродинамики, гидродинамики, аэродинамики. Механодинамика начинает описание движения тел с ускоренного движения, потом переходит к описанию равномерного и замедленного движений. Все старые учебники по динамике игнорируют необходимость последовательного анализа всех фаз движения, начиная с ускоренного движения. В старой динамике каждая фаза движения изучается обособленно от всех остальных, в результате и появляется обилие противоречий. Нельзя сразу описывать замедленное движение тела, не имея информации о его равномерном движении, которое всегда предшествует замедленному движению. Начинать анализ движения тела надо с его ускоренного движения и только после этого переходить к анализу равномерного и замедленного движений. Это главное правило описания динамики движения тел полностью игнорируется во всех учебниках по динамике. Там каждое из этих движений описывается независимо от всех остальных.
19 105. Следует ли из сказанного выше, что динамику Ньютона уже нельзя преподавать? Конечно, следует, но её будут преподавать, так как нет закона, наказывающего за отказ преподавать новые знания. 106. В чём суть физических изменений в описании последовательности указанных движений материальных точек и тел? Суть в том, что, если тело движется, не важно как, ускоренно, равномерно или замедленно, то на него обязательно действует сила или совокупность сил, которые надо уметь рассчитывать. Первый закон Ньютона, не имея математической модели, лишал нас возможности делать это. 107. Наша колыбель – планета Земля движется вокруг Солнца миллиарды лет. Позволяла ли динамика Ньютона рассчитать силу, которая движет Землю по орбите вокруг Солнца? Нет, не позволяла, так как орбитальное движение Земли в первом приближении считается равномерным, то первый закон, посвящённый таким движениям, не имея математической модели, лишал нас возможности рассчитать силу, движущую Землю. 108. Решают ли эту задачу законы механодинамики? Конечно, решают и достаточно просто. 109. Можно ли привести это решение? Конечно, можно. Вот оно. Кинетическая энергия орбитального вращения Земли равна m ç V02 6,0 10 24 (2,98 10 4 ) 2 (26) E KÇ 2,664 10 33 Äæ . 2 2 Вполне естественно, что кинетическая энергия нашей планеты в орбитальном движении за одну секунду генерирует мощность, численно равную, её кинетической энергии, то есть (27) P E KÇ 2,664 1033 Äæ / ñ 2,664 1033 Âàòò . Поскольку угловая орбитальная скорость Земли равна 1,99 10 7 ðàä / ñ , то орбитальный инерциальный момент, вращающий Землю вокруг Солнца, равен P 2,664 10 33 (28) Mi 1,34 10 40 Íì . 1,99 10 7 Учитывая радиус орбиты R 1,5 1011 ì , находим силу инерции, движущую Землю по орбите M i 1,34 10 40 (29) Fi 8,93 10 28 H . 11 R 1,5 10 Отметим, Исаак Ньютон опубликовал свой обобщающий научный труд «Математические начала натуральной философии» в 1687г., а сила инерции, движущая Землю по орбите вокруг Солнца, рассчитана лишь в 2011г. 110. Какие основные выводы следуют из новых формулировок законов механодинамики? Они следующие: 1. Все виды движений материальных объектов имеют минимум две фазы движений: ускоренную и замедленную; 2. Равномерное и замедленное движения твердых тел всегда являются следствиями их ускоренного движения; 3. В Природе и человеческой практике чаще встречаются три фазы движения материальных объектов: ускоренная, равномерная и замедленная; 4. В ускоренной фазе движения материального объекта, сила инерции препятствует его движению; 5. В фазе равномерного движения сила инерции направлена в сторону движения и является силой, способствующей равномерному движению объекта; 6. В фазе замедленного движения сила инерции, является главной силой, движущей объект, который постепенно останавливается, так как силы сопротивления движению больше силы инерции; 7. Невозможно составить единую математическую модель, описывающую одновременно все три фазы движения материального объекта: ускоренное, равномерное и замедленное; 8. Современный уровень знаний позволяет корректно описать все три фазы движения материального объекта только порознь; 9. Изменение одной координаты колебательного движения материальных объектов описывается единой математической моде-
20 лью; 10. Изменение двух координат колебательного движения центров масс объектов описываются двумя уравнениями укороченной циклоиды [1]. 111. Соблюдаются ли описанные законы при криволинейных движениях точек и тел? Полностью соблюдаются. 112. Какова математическая модель, описывающая ускоренное криволинейное движение точки? Она следует из схемы сил, действующих на криволинейно движущуюся точку, представленных на рис. 6. Опишем кратко силы, действующие на точку, движущуюся ускоренно и криволинейно, и покажем направления их действия (рис. 6).
Рис. 6. Схема сил, действующих на материальную точку, движущуюся криволинейно и ускоренно Поскольку движение криволинейное, то при наличии связей нормальная составляющая a n полного ускорения a всегда направлена в сторону вогнутости кривой (рис. 6). Направление касательной составляющей a t полного ускорения a зависит от характера криволинейного движения. Если оно ускоренное, то направления касательного ускорения a t и вектора скорости V совпадают (рис. 6). При ускоренном криволинейном движении на материальную точку действует ньютоновская (движущая сила) F , сумма сил сопротивления F C , направленная противоположно движению, касательная F it и нормальная F in составляющие полной силы инерции F i . Вектор ньютоновской силы F направлен вдоль вектора полного ускорения a в сторону вогнутости кривой. Он раскладывается на две составляющие: нормальную F n и касательную F t . Поскольку касательная сила инерции Fit направлена противоположно ускорению a t и генерирует замедление b i , то нормальная составляющая F in силы инерции всегда направлена от центра кривизны траектории вдоль радиуса кривизны. Таким образом, уравнение сил, действующих на ускоренно движущуюся материальную точку вдоль касательной к криволинейной траектории, запишется так [2] F t F it F c 0 (30) или (31) m a t m bi m b c . Уравнения (30) и (31) аналогичны уравнениям сил, действующих на ускоренно движущееся тело при прямолинейном движении (10). Для решения этого уравнения необходимо знать касательное ускорение a t и замедление b i . Чтобы определить их надо знать, прежде всего, уравнение движения точки. В рассматриваемом случае оно задаётся в естественной форме (32) S S (t ) . Зная уравнение движения точки (32), находим её скорость
21 V
dS dt
(33)
и касательное ускорение
dV . (34) dt Модуль нормального ускорения a n определяется по формуле V2 , (35) an r где r - радиус кривизны траектории. Модуль инерциального замедления b i можно определить только в том случае, когда будет известна сумма сил сопротивлений F C , действующих на точку. Величина F C определяется экспериментально. Зная её, находим замедление b i , формируемое касательной составляющей F it силы инерции (рис. 6). F (36) bi at C . m Из этого уравнения следует, что замедление b ñ , приходящееся на долю сил сопротивления F C , равно F (37) bñ C m или (38) bñ at b i . at
Таким образом, новые законы механодинамики позволяют корректно описать процесс криволинейного ускоренного движения материальной точки. Приступим к описанию равномерного криволинейного движения точки. 113. Какова математическая модель, описывающая равномерное криволинейное движение точки? При равномерном криволинейном движении точки касательное ускорение a t равно нулю, но касательная сила инерции F it , действовавшая на точку в период, когда она двигалась ускоренно, перед переходом к равномерному движению, никуда не исчезает. Она изменяет своё направление на противоположное (рис. 7). В результате сумма касательных сил, действующих на материальную точку, запишется так F tk F it F c 0 (39) или (40) m a tk m bi m b c 0 . где F tk - постоянная сила, движущая точку по кривой с постоянной по модулю скоростью V const .
Рис. 7. Схема сил, действующих на материальную точку при равномерном криволинейном движении
22 Напомним, что сумма сил сопротивлений F C движению точки – величина экспериментальная. Так как скорость криволинейного движения точки в этом случае – величина постоянная V const , то касательная составляющая её полного ускорения a равна нулю a t 0 и остаётся одно нормальное ускорение a n , и противоположно направленная центробежная сила инерции F in (рис. 7). Физическая суть уравнения (39) заключается в следующем. Движущая касательная сила F tk преодолевает все сопротивления движению F C , а сила инерции F it движет точку равномерно. Таким образом, имеется вся информация, необходимая для определения сил, действующих на материальную точку, движущуюся криволинейно и равномерно. 114. Какова математическая модель, описывающая замедленное криволинейное движение точки? При переходе материальной точки от равномерного к замедленному криволинейному движению касательная составляющая F tk движущей силы исчезает. Остаётся касательная составляющая F it силы инерции и сумма сил F C сопротивлений движению, которая генерирует замедление b ñ (рис. 8).
Рис. 8. Схема сил, действующих на точку при её криволинейном замедленном движении Поскольку сумма сил F C сопротивления движению больше касательной силы инерции F it , которая не генерирует ускорение, то и замедление b ñ , соответствующее силе F C и совпадающее с её направлением, формирует вместе с нормальной составляющей ускорения a n полное замедление b , направленное с левой стороны нормальной оси on (рис. 8). Одинаковая размерность ускорения a n и замедления b ñ даёт нам право складывать их геометрически (рис. 8). При переходе точки к замедленному движению сумма сил сопротивления движению F C оказывается больше силы инерции F it и движение точки постепенно замедляется. Новые знания по механодинамике позволяют точно определить силы сопротивления движению любого тела. Метод определения этих сил следует из формулы (10). Если определяются силы сопротивления движению точки, то делать это надо только при её равномерном движении. Если же сумму сил F C сопротивления движению точки определять при её ускоренном движении, то, в соответствии с формулами (30) и (31), сила инерции F it , препятствующая ускоренному движению точки, автоматически войдёт в сумму сил F C сопротивления движению и результат определения сил сопротивлений будет полностью ошибочен. Ньютоновская или движущая сила при криволинейном движении определяется по основному закону Ньютона F m
dV ma . dt
(41)
23 Полное ньютоновское ускорение a , связано с её нормальной a n и касательной a t составляющими простой зависимостью (42) a an2 at2 , поэтому, если известны проекции a n и a t ускорения, то это позволяет определить полное ускорение a . Отметим, что если радиус кривизны траектории движения точки постоянен r const , то всё описанное относится и к движению точки по окружности. Известно, что при относительном движении возникает кориолисова сила инерции, которая определяется по формуле Fik m 2eVr . В связи с изложенным, возникает вопрос. 115. Есть ли основания переименовать кориолисово ускорение a K 2eVr в кориолисово замедление? Это уже сделано в детальном анализе сил, действующих на ползун, движущийся по вращающемуся стержню [4]. 116. Есть ли противоречия в понятиях импульс силы и сила удара? Есть. Они следуют из теоремы об изменении количества движения материальной точки с изящным математическим доказательством её достоверности. Теорема. Изменение количества движения материальной точки mV за некоторый промежуток времени равно импульсу S силы ( mV S ), действующей на материальную точку за тот же промежуток времени. dV (43) ma F m F d (mV ) F dt d S . dt Дифференциал количества движения d (mV ) материальной точки равен элементарному импульсу d S силы, действующей на материальную точку. Интегрируя выражение (43) дифференциала количества движения материальной точки, имеем t
mV mV o F dt S .
(44)
0
117. В чём физическая суть противоречий в формуле (44)? Из этой формулы следует: чем длительнее действует сила F , тем больше ударный импульс S . В реальной жизни уже давно установлено обратное: чем меньше время действия силы F , тем больше ударный импульс S и ударная сила F . 118. Найден ли выход из этого противоречия и в чём его суть? Выход найден. Его суть – введение новых понятий ударная сила F y и ударный импульс S y и постулирование упрощённого результата, следующего из формулы (44). t
S mV mV 0 F dt mV F y t.
(45)
0
Из постулированного конечного результата формулы (45) следует математическая модель m V (46) Sy Fy t с чётким физическим смыслом, соответствующим реальности: чем меньше время действия ударной силы F y , тем больше её ударный импульс S y . 119. Есть ли ещё теоретически нерешённые задачи в механодинамике? Конечно, есть и их немало. Назовём одну из главных. На систему (волгоградский мост, например), совершающую колебания, действует меняющаяся сила инерции, но она не представлена ни в одной современной теории колебаний. 3. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ИНВАРИАНТНОСТИ ЗАКОНОВ ФИЗИКИ
24 120. Что такое инвариантность? Инвариант – это величина, не изменяющаяся при каких-либо математических действиях или преобразованиях [1]. 121. В чём сущность математической и физической инвариантностей? Уравнение окружности радиуса R 5 с центром в точке 0 в декартовой системе координат ХОУ имеет вид (рис. 9) (47) x2 y2 R2 . Если начало новой системы координат X ' O'Y ' сместить вправо на расстояние x 2 , то x' x 2 , y' y , и в новой системе координат уравнение этой же окружности запишется так (48) x' 2 y' 2 R 2 ( x 2) 2 y' 2 R 2 .
Рис. 9. Схема преобразования координат центра окружности Итак, форма окружности, её радиус и длина инвариантны преобразованию координат (рис. 9), а формулы (47 и 48), описывающие эту окружность, - разные, то есть неинвариантные. С учётом этого сохранение вида математической модели, описывающей какой-либо объект при преобразованиях координат, считается математической инвариантностью, а сохранение физических параметров объекта – физической инвариантностью. Под физической инвариантностью понимается инвариантность самой физической величины, а не её математического символа или их совокупности. 122. Усложняется ли процесс проверки физической и математической инвариантностей при учёте времени, входящего в математические модели, описывающие анализируемый физический процесс или явление? Если в математических уравнениях появляется время, то они начинают отражать не только статическую форму геометрических фигур, но и их движение и движение систем координат. Когда силы, действующие на эти фигуры, не заданы, то такое движение рассматривается, как кинематическое, а если заданы, то - как динамическое, то есть появление времени в математических уравнениях делает их физико-математическими уравнениями и значительно усложняет процесс оценки одновременной физической и математической инвариантностей [1]. 123. Что понимается под кинематической инвариантностью? Самой простой физической инвариантностью является инвариантность законов кинематики при переходе из неподвижной системы координат в подвижную и наоборот. Основными законами кинематики являются законы, описывающие траектории движения точек и тел, и законы, описывающие изменение их скоростей и ускорений. Поскольку релятивисты рассматривают только прямолинейное и равномерное движение подвижной системы координат относительно неподвижной, то и мы остановимся на анализе лишь этого случая. Напомним, что, если система отсчёта покоится или движется прямолинейно с постоянной скоростью, то она называется инерциальной. 124. Реализуется ли кинематическая инвариантность в преобразованиях Галилея? Все кинематические уравнения, описывающие движение материальных точек и тел, инвариантны преобразованиям Галилея (рис. 10, а).
25
x' x Vt ; t' t .
(49) (50)
а)
b) Рис. 10. а) - схем к анализу преобразований Галилея; b) - схема к анализу преобразований Лоренца 125. Реализуется ли кинематическая инвариантность в преобразованиях Лоренца? Элементарная проверка показывает, что нет, не реализуется. Если задать кинематический закон прямолинейного движения точки в подвижной системе координат (рис. 10, b) в таком виде x' V1 t ' . Тогда преобразования Лоренца принимают вид: x Vt x' V1 t ' ; (51) 1V 2 / C2 t Vx / C 2 t' . (52) 1V 2 / C 2 Подставляя значение t ' (52) в уравнение (51) и преобразовывая, найдём [1] x
C 2 (V1 V ) t C 2 V1 V
(53)
Таким становится закон прямолинейного и равномерного движения точки относительно неподвижной системы отсчёта. Здравомыслящему человеку трудно комментировать такой результат, поэтому мы формулируем сразу вывод, который следует из этого результата. Закон самого простого прямолинейного и равномерного движения точки не инвариантен преобразованиям Лоренца. Что это значит? Ответ один: преобразования Лоренца генерируют мистическую информацию, не имеющую никакого отношения к реальности. 126. Работает ли динамическая инвариантность в преобразованиях Галилея (49) и (50)? Уравнение (закон) движения тела относительно подвижной системы координат записывается так ma r F (здесь a r - относительное ускорение тела). Если тело движется прямолинейно относительно неподвижной системы координат под действием аналогич-
26 ной силы F , то закон его движения будет иметь вид ma F (здесь a - абсолютное ускорение тела). Таким образом, если подвижная система отсчета движется параллельно неподвижной системы отсчета с постоянной скоростью V const , то динамическое уравнение прямолинейного ускоренного движения тела в этой системе отсчёта инвариантно динамическому уравнению ускоренного движения этого же тела относительно неподвижной системы отсчета. Это доказывает физическую и математическую инвариантность второго закона Ньютона преобразованиям Галилея. Главным является то, что описанные явления и их закономерности не зависят от скорости движения подвижной системы координат. Важно и то, что и кинематические, и динамические законы инвариантны преобразованиям Галилея. 127. Работает ли динамическая инвариантность в преобразованиях Лоренца (51) и (52)? Если точка или тело движутся относительно подвижной системы отсчёта по закону ma r F , то сразу возникает вопрос: каким образом ввести этот закон в преобразования Лоренца, чтобы увидеть процесс реализации его инвариантности в этих преобразованиях? Поскольку преобразования Лоренца сокращают любой пространственный интервал вдоль оси x ' , то вполне естественно, что они будут сокращать и траекторию тела, движущегося вдоль оси x ' по закону ma' rx F . Чтобы убедиться в возможности реализации указанного закона движения тела относительно подвижной лоренцевской системы отсчёта необходимо найти ускорение a' rx . Для этого надо продифференцировать дважды закономерность изменения координаты x ' по времени t ' . После объединения преобразований Лоренца (51-53), имеем x Vt x' t' (54) t Vx / C 2 и сразу попадаем в затруднительное положение. В формуле (54) два времени: t и t ' . Одно течет в подвижной, другое - в неподвижной системах отсчёта. Как быть? Брать частные производные по двум временам, то есть останавливать поочерёдно времена t и t ' ? При этом надо учесть, что x в уравнении (54) - тоже величина переменная и её также надо дифференцировать. Читатель представляет сложность получаемого при этом результата. Он будет отличаться значительно от математической модели ma r F движения этого тела в галилеевской подвижной системе координат, что даёт нам право утверждать, что закон движения точки или тела инвариантен галилеевским преобразованиям координат и не инвариантен преобразованиям Лоренца. 128. Инвариантен ли закон Кулона относительно преобразований Лоренца? Закон Кулона описывает взаимодействие между электрическими зарядами, находящимися в покое. Два неподвижных электрических заряда отталкивают или притягивают друг друга с силой F , пропорциональной произведению величин зарядов e1 , e2 и обратно пропорциональной квадрату расстояния R между ними. e e e e F 1 32 R F 1 22 . (55) R R Из определения закона Кулона однозначно следует, что он инвариантен преобразованиям Галилея. Ни один параметр, входящий в этот закон (55), не изменяется при переходе из неподвижной в подвижную систему координат. Преобразования Лоренца отрицают эту инвариантность, так как в математическую модель закона Кулона входит пространственный интервал R - расстояние между зарядами, величина которого изменяется при V C . Если заряды будут расположены в подвижной системе отсчета (рис. 10, b), движущейся со скоростью V , близкой к скорости света, вдоль оси x ' , то с увеличением скорости движения подвижной системы отсчёта расстояние R между зарядами начнёт умень-
27 шаться. В результате сила F (55) начнет увеличиваться. Если заряды будут расположены так, что линия, соединяющая их, будет перпендикулярна оси x ' , то параметр R , а значит, и сила F останутся неизменными. Пример анализа инвариантности закона Кулона преобразованиям Лоренца – образец антинаучных действий релятивистов. Если надо доказать инвариантность закона Кулона преобразованиям Лоренца, то релятивисты берут вариант расположения зарядов перпендикулярно подвижной оси x ' (в этом случае величина R не изменяется) и отбрасывают вариант расположения зарядов вдоль этой оси (в этом случае величина R изменяется). В первом случае закон Кулона физически инвариантен преобразованиям Лоренца, а во втором нет, но они отбрасывают его. Какие могут быть тут комментарии!? Описанная процедура установления инвариантности физических законов и их математических моделей преобразованиям Лоренца оказывается единственно возможной. Она и используется для установления инвариантности уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца. Релятивисты считают эту процедуру непререкаемой и не подлежащей сомнению, так как она необходима им для связи между уравнениями Максвелла и теориями относительности А. Эйнштейна. Они идут на любые искажения ради спасения указанной связи. Релятивисты много пишут о том, что уравнения Максвелла не инвариантны преобразованиям Галилея, а значит и его принципу относительности, но инвариантны преобразованиям Лоренца, и, следовательно, - принципу относительности А. Эйнштейна. Однако при этом не отмечается, что это - математическая инвариантность. О физической - главной и более ценной инвариантности уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца, они обычно умалчивают. 129. Работает ли физическая инвариантность уравнений Максвелла? Д. Максвелл постулировал свои уравнения в 1865г. Они считаются основой электродинамики. Главная область их применения – анализ электромагнитных процессов и излучений. Запишем их в дифференциальной форме. 1 B (56) rot E , C t (57) div E 4 ,
1 E 4 J, C t C div B 0 .
rot B
(58) (59)
Здесь: E E (r , t ) - напряженность электрического поля; B B(r , t ) - напряженность магнитного поля;
1 E - ток смещения; С t 4 J - ток проводимости. C Как видно (56-59), это - уравнения в частных производных, поэтому они автоматически противоречат аксиоме Единства. Это противоречие усиливается независимостью r и t . В результате они не могут описывать корректно движение в пространстве каких-либо объектов. Поэтому у нас есть основание поставить под сомнение, соответствие реальности математического доказательства инвариантности уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца. Дальше мы покажем, что уравнения Максвелла описывают несуществующие в Природе электромагнитные волны, а сейчас убедимся в том, что отсутствует главная – физическая инвариантность уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца. Суть физи-
28 ческой инвариантности заключается в неизменности физических законов, входящих в уравнения Максвелла при любых преобразованиях координат. Главными из них являются законы, описывающие изменение напряженностей электрических и магнитных полей, так как их величины зависят от пространственных координат и времени. Можно к этому добавить ещё ток проводимости. Ток смещения трогать не будем, так как его физический смысл до сих пор остаётся таинственным и мы посвятим анализу этой таинственности специальный параграф. Опишем кратко суть «доказательства» инвариантности напряженности электрического поля преобразованиям Лоренца, изложенного в Берклеевском курсе физики (учебнике). Представим ситуацию, когда неподвижные пластины конденсатора ориентированы перпендикулярно к оси x в подвижной системе отсчёта (рис. 10). По данным неподвижного наблюдателя в направлении оси x ' величина E x 4 . Автор утверждает, что в этом случае поверхностная плотность заряда, наблюдаемая в подвижной системе отсчёта, такая же, как и в неподвижной. По его мнению происходит это потому, что размеры слоёв электрического поля конденсатора не сокращаются; сокращается только расстояние между ними, но оно не входит в определение поля. Поэтому, как пишет автор, E x' 4 ' 4 E x . При этом он игнорирует закон Кулона (55), согласно которому расстояния между, как он говорит, слоями электрического поля, связаны с расстоянием R между зарядами. Релятивист игнорирует и эффект пробоя конденсатора с уменьшением расстояния между его пластинами? Автор скромно обходит этот неприятный для него вопрос. Но он не единственный. А если расположить пластины конденсатора в подвижной системе отсчёта вдоль оси x ' ? Их размеры уменьшатся. Автоматически изменится и удельная напряженность электрического поля конденсатора. О какой физической инвариантности напряженности электрического поля преобразованиям Лоренца можно говорить? Нет тут физической инвариантности и быть не может. Аналогичным образом доказывается инвариантность напряженности магнитного поля преобразованиям Лоренца. Опишем кратко и это «доказательство». Автор рассматривает компоненту B x магнитного поля, которая создаётся соленоидом, намотанным вдоль оси x в неподвижной системе координат и правильно считает, что B Bx' . Далее, автор указанного учебника считает, что в подвижной системе координат такой соленоид будет претерпевать лоренцевское сокращение и число витков в этой системе координат на единице длины вдоль оси x ' будет больше, но сила тока в подвижной системе координат будет меньше, так как подвижный наблюдатель будет измерять силу тока по числу электронов, проходящих через данную точку провода за единицу времени, используя медленно идущие часы. В результате, как считает автор, растяжение времени компенсирует сокращение длины и таким образом Bx B' x . Уважаемый релятивист, зачем Вы опускаете анализ варианта, когда ось соленоида будет перпендикулярна оси x ' ? Никакого изменения числа витков на единицу длины в направлении, перпендикулярном оси x ' не будет, а замедленный темп течения времени в подвижной системе отсчёта сохранится, в результате изменится сила тока, и, как следствие, - напряженность магнитного поля, генерируемого таким соленоидом. А вот в галилеевской подвижной системе отсчета все параметры конденсатора и соленоида остаются действительно неизменными - инвариантными преобразованиям Галилея при любом их положении в этой системе. Причина этой инвариантности одна - неизменный темп течения времени. Из изложенного следует, что главные физические параметры: напряжённости электрических и магнитных полей, входящие в уравнения Максвелла, инвариантны преобразованиям Галилея и не инвариантны преобразованиям Лоренца.
29 130. В чём главная причина описанных противоречий? Она одна – в противоречии преобразований Лоренца и уравнений Максвелла аксиоме Единства – главному критерию соответствия любой теории реальности. 131. Значит ли это ошибочность преобразований Лоренца и уравнений Максвелла? Это лишь одно из многочисленных доказательств ошибочности и преобразований Лоренца и уравнений Максвелла. 132. В чём суть других доказательств ошибочности уравнений Максвелла? Их так много, что и перечислить трудно. Они будут рассмотрены в разделе «Электродинамика излучений». 133. Какую роль, описанная совокупность противоречий сыграла при интерпретации результатов экспериментальных исследований элементарных частиц на ускорителях? Решающую. Можно уверенно констатировать - полную ошибочность интерпретации результатов исследований на ускорителях. Ошибочные теории не могут дать результат интерпретации, соответствующий реальности, или близкий к ней. 134. Но учёные, занимающиеся исследованиями обитателей микромира с помощью ускорителей, гордятся своими достижениями, так как количество элементарных частиц, якобы открытых ими, исчисляется уже сотнями. Разве можно ставить под сомнение эти достижения? Не только можно, а обязательно нужно. Без этого невозможно приближение к реальным образам элементарных частиц. Сейчас их частицы имеют лишь словесные названия и не имеют образов. 135. Экспериментальные исследования на ускорителях самые дорогие. Они должны были привести к открытию образов элементарных частиц, которые пока имеют лишь словесные названия и некоторые параметры. Достаточно ли этого для уверенного декларирования о реальных достижениях? Конечно, недостаточно. 136. Почему же тогда делаются такие декларации? Ответ предельно прост. Во главе этих исследований стоят, в большинстве своём, ученые с чистым математическим образованием и с любительскими физическими знаниями. Их девиз – минимум образных представлений изучаемого объекта и максимум, прошу извинения, математических крючков, описывающих невидимые объекты. Это центральная проблема физики и химии. Она ещё не изучалась, но когда будет изучена, то человечество будет шокировано примитивностью подхода к интерпретации результатов столь сложных экспериментов. 137. Как же оценивают такие свои действия математики? Они заявляют, примерно, так: математике не нужны никакие образные представления, она уверенно обходится без них и даёт точные ответы на любые вопросы. 138. А как такие заявления и действия оценивают сами физики? Тут надо понимать психологический момент. Авторитет математики, как точной науки, формирует авторитет и самим математикам. В результате они сами считают себя богами всех наук и подчинённые им физики преклоняются перед ними и редко возражают по существу. 139. Можно ли привести примеры результатов такого творчества математиков? Их уже неисчислимое количество и большая их часть уже на полках истории науки в числе не нужных человечеству творений. В нашей личной библиотеке есть такие учебные пособия. Д.И. Блохинцев. Основы квантовой механики. Учебное пособие 5-е издание. «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. М. 1976. 664с. А.С. Давыдов. Квантовая механика. Учебник. 2-е издание. «Наука». Главная редакция физикоматематической литературы. М. 1973. 703с. Покупая эти книги в годы их издания, я надеялся извлечь из них много полезной научной информации для себя. Но этого не случилось. Я начал искать начало появления понятия «квант», чтобы глубже проникнуть в физическую суть бисера математических формул, украшающих страницы, указанных учебников. Оказалось, что понятие «квант наименьшего действия» ввёл Макс Планк в начале XX века для характеристики физического смысла, заложенного им в свою константу h . Тщательный анализ этого действия показал, что не было нужды вводить это понятие, так как его константа имеет явную механическую размерность h m2 ...êã ì 2 / ñ момента
30 количества движения, а её постоянством управляет давно известный закон сохранения момента количества движения – закон классической физики, а точнее – классической теоретической механики. Так что рождение константы Планка не требовало введения нового понятия «квант наименьшего действия» для характеристики её физического смысла и не было никакой необходимости вводить новое направление в науке, названное «квантовая механика» или «квантовая физика» с бессмысленным физическим квантовым смыслом. Мы сразу поняли важность принципа научного поиска – найти его начало и убедиться в его правильности. Слово «квант» с бессмысленным физическим смыслом противоречит этому принципу, и мы оставили указанные учебники в покое на полках нашей библиотеки. Это помогло нам избежать бессмысленной траты времени на изучение этих и других, подобных учебников. 140. Почему же сам Макс Планк не обратил внимание на эти несоответствия? Историки науки констатируют, что в те годы господствовали представления о волновой природе электромагнитных излучений, следующих из максвелловско-фарадеевских теорий. Из формулы, полученной Максом Планком для описания зависимости излучения абсолютно черного тела, следовала не волновая, а корпускулярная природа излучения. Он понимал это, но боялся официально объявить об этом, так как представления о волновой природе излучения считались в то время абсолютно правильными. Таких представлений придерживалось абсолютное большинство физиков того времени. Корпускулярные представления об излучении назывались механистическими и каждого, кто пытался придерживаться таких представлений, считали чуть ли не шизофреником. Макс Планк, понимая это, и то, что отражение реальной размерности, содержащейся в его константе, может задержать распространение и признание его научных достижений, назвал свою константу «квантом наименьшего действия». Получив за это Нобелевскую премию, он увлёк за собой всю научную элиту своего времени, во главе которой оказались математики. Они повели науку не к научной истине, а в дебри бессмысленных квантовых математических действий, связав их с преобразованиями Лоренца. 141. Неужели не было физиков со здравыми суждениями? Были, конечно, но их точка зрения игнорировалась. 142. Можно ли привести мнение здравомыслящих физиков о «деяниях» математиков в физике? Можно, конечно. Вот одно из них. Российский ученый В. Рыдник в книге "Увидеть невидимое" отмечает, что представление об элементарных частицах в экспериментах на ускорителях составляют путем синтеза информации упругого и неупругого рассеяний. Сложность этой задачи, по его мнению, сравнима с ситуацией, описанной в притче о слепцах: "Один потрогал хобот слона и сказал, что слон - это что - то мягкое и гибкое, другой дотронулся до ноги и заявил, что слон похож на колонну, третий ощупал хвост и решил, что слон - это нечто маленькое, и т. д." 143. Были ли физики, которые пытались донести до сознания теоретиков (математико-физиков) катастрофическое состояние результатов их исследований? Были конечно и немало. Вот точка зрения одного из них. Российский физик Л. Пономарев в популярной книге "Под знаком кванта" так характеризует результаты научных дискуссий по квантовой физике: «Своей ожесточенностью и непримиримостью эти споры иногда напоминают вражду религиозных сект внутри одной и той же религии. Никто из спорящих не подвергает сомнению существование бога квантовой механики, но каждый мыслит своего бога, и только своего. И, как всегда в религиозных спорах, логические доводы здесь бесполезны, ибо противная сторона их просто не в состоянии воспринять: существует первичный, эмоциональный барьер, акт веры, о который разбиваются все неотразимые доказательства оппонентов, так и не успев проникнуть в сферу сознания". 144. Есть ли примеры понимания самими теоретиками своих заблуждений? Конечно, есть, но они не относили результаты своих теоретических творений к разряду научных заблуждений, а считали их этапом познания. Отсутствие четкой связи между теоретическими методами описания поведения элементарных частиц удачно обобщил, уже упомяну-
31 тый нами, русский ученый, академик Д. Блохинцев: "Путь к пониманию закономерностей, господствующих в мире элементарных частиц, еще не найден. Современный физик теоретик принужден довольствоваться компромиссными концепциями, которые, в лучшем случае, обещают частный успех за счет общности и единства". Это признание вызывает уважение к нему. 145. Извлекли ли современные теоретики пользу для себя из таких признаний достаточно авторитетных учёных своего времени? Нет, конечно, абсолютное большинство из них продолжает плодить научные небылицы, но делается это очень тонко, с намёком на эпохальное значение этих небылиц. 146. Можно ли привести примеры декларативных заявлений теоретиков об их эпохальных бессмысленных достижениях? Можно, конечно. Вот недавнее заявление российского теоретика доктор физико-математических наук Дмитрия Денисова, по интерпретации результатов экспериментов на американском ускорителе Теватрон, расположенном близ Чикаго. http://www.yugopolis.ru/articles/science/2011/05/18/17479
Теватрон функционирует с 1983 года, и за это время он произвел не одну сенсацию Фото: collidernews.com «Во время очередного эксперимента мы занимались изучением вероятности парного образования W-бозонов, — рассказал «Итогам» руководитель коллаборации D0 — Эти частицы вместе с Z-бозонами отвечают за слабое взаимодействие. Вообще-то образование Wбозонов не редкость. Но в конкретном случае нас интересовало, что происходит, когда один W-бозон распадается на лептон и нейтрино, а второй — на пару струй, то есть потоков энергии». 147. Какой вопрос по поводу этих достижений следует из притчи о слепцах, которые формировали своё представление о слоне, дотрагиваясь до различных частей его тела и делая заключение об образе слона? Он не один. Их серия. Что же уносит с собой пара струй – потоков энергии? Хвост слона? Или его хобот и что оставляет теоретикам? Голову слона, его ногу или брюхо? Это естественные вопросы, следующие из неизвестности образа объекта, бомбардируемого ускоренными частицами. Но отсутствие этих образов не мешает теоретикам объявлять название конкретной части отбитой «у слона» в результате упругих и неупругих столкновений с ним ускоренных частиц, образы которых им тоже не известны.
32
Как полагают американские исследователи, речь может идти об открытии ими бозона, но не Хиггса, а частицы, отвечающей за некую, условно говоря, пятую силу Фото: vzglyadzagran.ru 148. Есть ли комментарии о сути этого результата? Есть. Вот они. «Самые смелые теоретики (математико-физики с любительскими знаниями основ физики. Это наш комментарий) сразу предположили, что они ухватили за хвост пресловутый бозон Хиггса. Основания для такого предположения имелись — масса хиггсовского бозона примерно равнялась 145 ГэВ. Однако, кроме совпадения по массе, зарегистрированная частица ничем больше на бозон Хиггса не походила. И потому теоретики осторожно предположили, что они столкнулись с одним из проявлений суперсимметрии, также предсказанной в рамках Стандартной модели, то есть теории элементарных частиц и их взаимодействия»……. «Тут и появилась интрига. Выяснилось, что при эксперименте возникли две струи с эффективной массой в 145±5 гигаэлектронвольт (ГэВ). Это и стало сенсацией: все указывало на то, что в паре с W-бозоном образовалась некая доселе неизвестная частица с массой в 145 ГэВ.»…. «По всей видимости, как полагают американские исследователи, речь может идти об открытии ими бозона, но не Хиггса, а частицы, отвечающей за некую, условно говоря, пятую силу. Эта сила может дополнить уже известные четыре вида взаимодействия — сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное»…. «По сути, и само описание неведомой пятой силы пока может быть весьма расплывчатым: это некое взаимодействие, которое переносится некой частицей и отвечает за существование некой материи»….. «Скептики подмечают, например, такой момент: во время эксперимента на Теватроне отклонение от фона составило 3 сигма. Переводя с языка физиков на общедоступный, 3 сигма — это вероятность события, оцениваемая в 99,7 процента»…. «3 сигма — это как орел и решка, — говорит старший научный сотрудник сектора теоретической астрофизики Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН кандидат физикоматематических наук Александр Иванчик. — Известно немало случаев, когда какое-то событие оценивалось в 3 сигма, а потом ставили эксперимент даже не в два, а в полтора раза точнее, и от этих 3 сигма ничего не оставалось. Поэтому событие на таком уровне — это гадание на кофейной гуще». 149. Как участники эксперимента приписывают своим результатам эпохальное значение? «Дмитрий Денисов говорит, что коллаборация D0 уже завершает проверку данных коллег по Теватрону. Результат обещают опубликовать в самое ближайшее время. Возможно, полученный результат проверят на Большом адронном коллайдере. Если же частица пятой силы действительно окажется открыта, то сведения о ней перевернут наши знания (знайте мощь научного интеллекта математико-физиков!!!!!) о строении Вселенной». (Выделено и подчёркнуто нами). 150. В чём суть психологической причины, рождающей указанные противоречия? Начиная со школы и кончая защитой докторской диссертации, учёный наполняет свою голову текущими знаниями, которые формируют стереотип научного мышления. – самый мощный барьер на пути к новым знаниям.
33 151. Почему учёные до сих пор не изучили роль стереотипа научного мышления в освоении новых знаний? Потому что это явление основательно замечено недавно и ещё не обсуждалось ими. 152. Как относятся к указанным противоречиям сторонники релятивизма? Опыт общения с большинством сторонников релятивизма убеждает, что они пока не могут понять суть ошибочности их теоретического фундамента - преобразований Лоренца, а значит и признать эту ошибочность. Несмотря на то, что для понимания этой сути достаточно знать, что 2х2=4. 153. Есть ли факты, доказывающие силу стереотипа ошибочных «научных» вероучений? Таких фактов уже, как говорится, пруд пруди, но носители таких вероучений рьяно защищают свою веру и продолжают множить исторический позор, надеясь, что потомки не заметят его. 154. Дорого ли это обходится человечеству? Уже более полусотни лет математикофизики ведут исследования обитателей микромира на ускорителях элементарных частиц и, примерно, столько же лет строят «Токамак». И в том и в другом случае целевой результат нулевой. Таким он останется и в следующие 50 лет, если не будет остановлено это гадание на кофейной гуще.
Если же частица пятой силы действительно окажется открыта, то сведения о ней перевернут наши знания о строении Вселенной» Фото: astronomy-news.ru 155. Самый большой и самый дорогой церновский ускоритель работает уже более 2х лет. Есть ли хоть какие-то отрадные для науки результаты? Они ярко отражены в интернетовской информации http://www.yugopolis.ru/articles/science/2011/05/18/17479 «Вести с Большого адронного коллайдера время от времени будоражат мир (Знайте гениальность математико-физиков!!!). Так, недавно прошли сенсационные сообщения (Вы что, не понимаете гениальность достижений математико-физиков!!!!) о том, что на ускорителе якобы наконец-то открыли воспетый Дэном Брауном бозон Хиггса (Вам, что непонятна уже доказанная легендарность бозона???!!!), ради которого эксперименты, собственно, и затевались. Информация была подана анонимно — на одном из блогов, без ссылок на источники и указания авторства, и потому не может претендовать на объективность». Выделено и подчёркнуто нами. Комментарии в скобках- тоже наши. 156. Какие рекомендации с позиций новой теории микромира следуют для всех, кто занят исследованиями на ускорителях элементарных частиц? Они следующие. Остановит гадание на кофейной гуще, изучить неисчислимое обилие новых знаний об обитателях микромира, которые автоматически подскажут, что делать: 1. Пересмотреть все теории, описывающие принципы работы ускорителей. 2. Пересмотреть все теории, с помощью которых интерпретируются результаты столь дорогих экспериментов.
34 В результате в головах, выполнивших эти рекомендации, появятся совершенно новые представления о физической сути работы ускорителей элементарных частиц и физической сути их взаимодействий. Их потомкам не придётся краснеть за примитивность их представлений о работе ускорителей. Результаты интерпретации их исследований не будут эквивалентны результатам гадания на кофейной гуще. К.Ф.М. 21.08.11. 4. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА 157. Если выявлены аксиомы - критерии научной достоверности, существующие помимо нашей воли, то, видимо, есть критерии для оценки плодотворности деятельности политических лидеров? Тяжкий вопрос. Не сразу пришёл ко мне более или менее приемлемый ответ на него. Политических деятелей обычно только критикуют, так как политическая критика самое лёгкое занятие. Труднее разобраться в сущности их невероятно сложного труда. Они управляют самыми большими и сложными системами и ошибки здесь неизбежны, поэтому в историю они входят с рейтингами наличия или отсутствия глобальных ошибок, которые приносят максимум беды многим. Среди наших современников непревзойдённым лидером по количеству глобальных ошибок уже вошёл в историю бывший последний Генсек КПСС Горбачёв, за ним следует Ельцин. Непросто было В.В. Путину выводить наше Отечество из предельно разбалансированного состояния в устойчиво управляемое. Это и будет критерий оценки его исторической роли. Сейчас он вместе с Д.А. Медведевым продолжает исправлять бездарные творения своих предшественников. 158. Следует ли из этого необходимость заранее готовить политических лидеров к их предельно сложной и предельно ответственной управленческой деятельности? Конечно, следует и кое - что делается в этом направлении. Существует система выявления талантливых управленцев и назначения их на руководящие должности. Давно пора дополнить эту процедуру обучением выявленных талантливых управленцев их будущему нелёгкому труду и научить системному анализу эффективности принимаемых ими решений. 159. Есть ли высказывания учёных о методах выявления талантливых управленцев? Начало анализу этой проблемы заложил великий мыслитель древности – Сократ. В беседе с афинянами о выборах правителей с помощью бобов (теперь – бюллетеней) он рассуждал, примерно, так. – Афиняне! Я не понимаю Вас, почему Вы выбираете себе правителя с помощью бобов? И почему Вы не выбираете с помощью бобов стратега, кормчего или флейтиста? Тогда, как ошибка при выборе правителя с помощью бобов обойдётся Вам значительно дороже, чем ошибка выбора кормчего или флейтиста. Так что необходимость не выбора, а назначения на руководящую должность была понята Сократом более 2-х тысяч лет назад. 160. Ведущие университеты страны имеют кафедры управления. Есть и вузы, занимающиеся обучением искусству управления. Разве этого мало? Этого не мало, но у этих учебных заведений нет преподавателей, владеющих необходимыми для этого знаниями. Можно сказать, что теория управления находится в допотопном состоянии. Тут можно привести письмо одного нашего читателя, попросившего помощи в решении элементарной управленческой задачи. Вот что он пишет. Уважаемый Филипп Михайлович! Аспирант Д. Ю., зав. каф физики В. Д. П. и, конечно, я искренне благодарим вас за консультацию по системному анализу. Мы не имели никакого опыта в таком анализе. Обратились на каф. математики к лектору, который читает этот анализ студентам. Но он кроме общих рассуждений и указания на важность такого анализа в народном хозяйстве ничего существенного не сообщил нам. Он просто не ловит мышей. Так мы говорили о своих однокурсниках, которые умели красиво говорить, но не умели делать. Статью отправили сегодня. С «молитвой» в ваш адрес. В.Я.З. 30.03.09.
35 161. Значит ли это, что до сих пор нет достойного учебника по управлению сложными системами для будущих управленцев? Значит. И не видно пока автора способного написать такой учебник. Слишком широкий научный кругозор надо иметь, чтобы отразить в этом учебнике главное, с чем приходиться сталкиваться управленцу ежедневно. Нет ещё понимающих, как интуитивный метод управления, которым пользуются все управленцы, обогащать хотя бы элементами научного управления. 162. Что же может наука предложить в решении столь сложной проблемы? Российская наука уже имеет научные методы системного анализа поведения сложных систем, но они пока не развиваются дальше. 163. В чём главная причина в столь скромных научных достижениях по анализу поведения сложных систем? Современные научные достижения – результат решения, главным образом, задач анализа. Успехи в решении задач синтеза скромнее и это закономерно, так как разложить процесс поведения сложной системы на элементы проще, чем выявить закономерность её поведения, формируемую большим количеством разнообразных факторов со сложными взаимосвязями, которые ведут её к цели. Случайные факторы, действующие на систему, могут иметь не только разную размерность, но трудно определяемые количественные характеристики, поэтому их изменения и взаимосвязи в большинстве случаев не удаётся выразить в виде функциональных зависимостей. Это главная причина отсутствия в анализе поведения сложных систем, сложившихся достаточно надёжных методов прогнозирования. 164. В чём сущность нового научного подхода в анализе поведения сложных систем? Новый метод системного анализа поведения сложных систем основан на учёте любого количества факторов, влияющих на поведение таких систем. 165. В каком виде и как представляется в этом случае сама система, поведение которой анализируется? Сама система в данном случае представляется в виде связанной обособленно совокупностью большого числа элементов, изменения которых ведут систему к определённой цели. 166. Какой критерий определяет состояние системы и достаточно ли он прост для понимания сути и результата анализа поведения системы? Одним из вариантов получения достоверного прогноза о характере поведения системы в результате воздействия на её движение различных вариантов принимаемых решений является метод сведения всей информации о поведении системы к единому обобщающему показателю эффективности, значения которого лежат в интервале 0……1 (рис. 11). Он сразу показывает эффективность принимаемого решения в долях единицы. Такой подход даёт количественную оценку эффективности любому варианту принимаемого решения и, таким образом, значительно облегчает выбор наиболее эффективного из них.
Рис. 11. График функции предпочтения 167. Какие наиболее важные понятия вводятся для описания сути анализа поведения сложных систем и его результата и повышают ли они уровень научности вырабаты-
36 ваемого административного решения? Для оценки любого вырабатываемого решения, направленного на изменение поведения сложной системы в нужном направлении вводится понятие «предпочтение», означающее возможность выбора решения не на основе интуиции, а на основе количественной оценки каждого варианта решения, которое получается не интуитивно, а научно. 168. Как обосновывается показатель предпочтения и в каких интервалах он изменяется? Эффективность любого решения оценивается в этом случае показателем предпочтения d , величина которого может изменяться от 0,1 до 1,0. 169. Можно ли представить диапазон изменения показателя предпочтения в виде шкалы? Разработанная рядом авторов шкала значений показателя предпочтения d представлена в табл. 1. Таблица 1. Значения показателей предпочтения d Уровень Характеристика уровня Максимально возможный уровень качества. 1,00 Он часто неизвестен, иногда точно определён. Добиться его практически невозможно или очень сложно 1,00-0,80 Превосходный уровень 0,80-0,60 Хороший уровень 0,60-0,37 Достаточный уровень 0,37-0,20 Обычно получаемый уровень качества 0,20-0,00 Недопустимо низкий уровень 0,00 Нежелательный уровень 170. Какая функция используется для перевода численного значения фактора влияющего на поведение системы, в показатель предпочтения зуется функция, график которой представлен на (рис. 11).
yd e
d?
Для этого исполь-
e x
, где x - значение фактора, влияющего на величину показателя предпочтения. Таблица 2. Данные для построения графика функции (60) предпочтения x e x
x
e
e
x,
(60)
d
-4 54,5980 0,0000 0,00 -3 20,0860 0,0000 0,00 -2 7,3891 0,0006 0,00 -1 2,7183 0,0659 0,07 0 1,0000 0,3670 0,37 1 0,3679 0,6907 0,70 2 0,1353 0,8740 0,87 3 0,0498 0,9512 0,95 4 0,0183 0,9802 0,98 171. В чём суть удобства функции (60)? Зависимость (60) удобна тем, что в крайних областях предпочтения, близких к 0 и 1, она изменяется медленнее, чем в средней зоне. Это хорошо видно в табл.2. 172. В чём суть неудобства функции (60) и её графика (рис. 11)? Неудобство в том, что за начало отсчёта выбрано значение x 0 - точка перегиба кривой (60). В данном случае значение x 0 соответствует не нулевому значению предпочтения ( d 0 ), а его значе-
37 нию ( d y 0,37. ), соответствующему точке перегиба кривой. Это создаёт определённые неудобства при вычислениях. 173. Каким же образом устранить это неудобство? Опыт показал, что процесс вычислений показателя предпочтений упрощается, если функцию (60) представить в виде (61), показанном на рис. 12.
y d e e
( x4)
,
(61)
Рис. 12. Нормализованный график функции предпочтения 174. В чём суть главной идеи использования функции (61) для оценки поведения системы? Суть идеи использования функции предпочтения в качестве инструмента оптимизации заключается в том, что значения многих факторов x i разной размерности переводятся в соответствующие безразмерные показатели предпочтения d . 175. Каким образом учитывается результат влияния на поведение системы совокупности всех факторов? Для оценки влияния совокупности всех учитываемых факторов вводится обобщённая функция предпочтения, которая равна среднему геометрическому значению предпочтений отдельных факторов.
D q d1 d 2 ... d q ,
(62)
где q - число изучаемых факторов. 176. Значит ли это, что обобщённый показатель предпочтения D выполняет роль научного показателя, заменяющего существующий интуитивный метод принятия решений по оптимизации поведения системы? Да, этот показатель получен не методом интуитивной догадки руководителя, принимающего решения по управлению поведением системы, а методом научного анализа всей совокупности факторов, влияющих на поведение системы и управляющих этим поведением. 177. В чём сущность научного смысла показателя предпочтения? Он оценивает уровень предпочтения принимаемого решения в долях единицы. Чем ближе его величина к единице, тем эффективнее будет результат реализации принимаемого решения. 178. Можно ли привести простой пример и показать методику решения задачи по получению показателя предпочтения? Рассмотрим пример, который был начальным при разработке этого метода в середине 80-х годов прошлого века.. Пусть нам требуется выявить влияние различных факторов на экономическую эффективность по двум технологиям уборки зерновых культур: комбайновой и индустриальной, предусматривающей вы-
38 воз на стационар всей скашиваемой биомассы и разделение её на компоненты: зерно, кормовую часть стебельной массы (полову) и использования остальной части биомассы для формирования биологического удобрения, в виде, так называемого, навоза с получением биогаза. Количество факторов, влияющих на общую эффективность этих двух технологий уборки урожая зерновых, может быть сколько угодно, но все они делятся на две группы: 1. Первая – увеличение численного значения фактора улучшает результат, например, сбор семян сорняков при уборке зерновых: Ô min 10% õóäøèé ... ðåçóëüòàò ; (63) Ô max 95% ëó÷øèé ... ðåçóëüòàò . Указанную зависимость результата от численного значения фактора назовём прямой, а сам фактор – прямым фактором (П); 2. Вторая – увеличение численного значения фактора ухудшает результат, например, увеличение себестоимости единицы основной продукции - зерна: Ô min 4 ðóá. / òîííó ëó÷øèé ... ðåçóëüòàò ; (64) Ô max 12 ðóá. / òîííó õóäøèé ... ðåçóëüòàò . Вторую зависимость результата от численного значения фактора назовём обратной, а фактор – обратным (О). Поскольку численные значения факторов могут изменяться в противоположных направлениях, то методика влияния их на эффективность конечного результата должна учитывать эту особенность. Для начала сравним комбайновую и индустриальную технологии уборки зерновых пока по двум указанным факторам: сорнякам и себестоимости основной продукции. Для того, чтобы проводимое сравнение было объективным, наименования факторов по обеим технологиям и границы их изменения берутся одинаковые. Так, например, сбор семян сорных растений в поле при обеих технологиях берётся в границах: 10-95%. Нижняя граница принадлежит комбайновой технологии, а верхняя – индустриальной, так как лучший сбор сорняков, при испытании этих технологий был достигнут при индустриальной технологии. Тогда последовательность методических действий будет такой. Строим график функции предпочтения (рис. 12) по уравнению (61). Так как максимально хорошего уровня достигнуть очень сложно, то принимаем следующие границы изменения значений показателя предпочтения по этим факторам: d max 0,80; (65) d min 0,20. После этого находим координаты точек на кривой предпочтения, соответствующие этим значениям (рис. 12). Координаты точки А: y A d min 0,20; (66) x A 4 ( ln( ln 0,20)) 4 (0,47) 3,53. Координаты точки В: y B d max 0,80; (67) x B 4 ( ln( ln 0,80)) 4 1,50 5,50. Для согласования значений факторов x i на шкалах факторов x1 и x 2 с масштабом шкалы ОХ применим соответствующий масштабный коэффициент Ô Ô min Ì ÔÕ max . (68) xB x A Коэффициент Ì ÔÕ вычисляется для каждого фактора отдельно. Так, например, для сорняков он равен 43,15, а для себестоимости зерна – 4,57.
39 Далее, берётся, установленное экспериментально или теоретически, значение x i анализируемого фактора и переводится в соответствующее частное значение показателя предпочтения d i . Например, эксперимент показал, что статистическая величина количества сорняков, вывозимых с поля при комбайновой технологии уборки, выраженная в процентах, равна Ô ÑÏ 20% , а статистическая величина себестоимости зерна Ô ÑÎ 9 ðóá / òîííó . Процесс согласования статистических значений прямого фактора Ô ÑÏ с масштабом шкалы ОХ осуществляем по формуле Ô Ô min (69) õÏ ÑÏ õÀ 3,76 , Ì ÔÕ а для обратного фактора Ô ÑÎ - по формуле
Ô ÑÎ Ô min õÀ 4,19 . (70) Ì ÔÕ Полученные значения õÏ и õÎ подставляем в уравнение (61) вместо õ и находим частные показатели предпочтения. Для прямого фактора он равен d1 0,28 , а для обратного - d 2 0,43 . Далее по формуле (62) находим обобщённый показатель предпочтения (71) D d1 d 2 0,28 0,43 0,35 . Аналогичным образом определяются обобщённые показатели предпочтения для любого количества факторов по обеим технологиям. Например, данные для десяти факторов представлены в (табл. 3). Таблица 3. Результаты расчёта частных d i и обобщённых D показателей õÎ õÂ
Факторы
предпочтения для десяти факторов Вид Границы факТехнологии уборки ограниторов Комбайновая Индустриальная чения Ô Ô d d Ñ
1. Энергоёмкость процесса, кВтч/га 2.Затраты труда на единицу продукции, чел.час./га 3.Кол-во часов работы в сутки, час. 4. Потери зерна в поле, % 5. Сбор семян сорняков в поле, % 6. Потери продуктивной влаги в почве, % 7. Квалификация комбайнера, % 8. Коэффициент надёжности, -
i
Ñ
i
О
300-500
420
0,48
350
0,69
О
4-10
8
0,43
5
0,73
П О
0-22 0,5-15
13 10
0,61 0,44
20 2
0,77 0,76
П
10-95
20
0,28
90
0,78
О
10-90
80
0,28
10
0,80
О
30-100
95
0,25
40
0,74
П
0,40-0,98
0,5
0,44
0,9
0,75
О
5-18
13,7
0,43
8
0,70
О
3-12
9
0,43
6
0,65
9. Вес машины в поле, 10. Себестоимость зерна, руб. Обобщённый показатель предпочтения, D
0,395
0,734
Примечание: О – обратный; П – прямой; Ô Ñ - статистическое значение фактора. Теперь, на основании проведённых вычислений, можно сделать вывод: у индустриальной технологии все частные показатели предпочтения больше, чем у комбайновой.
40 Вполне естественно, что значение обобщённого показателя D у индустриальной технологии также больше, чем у комбайновой (табл. 3). Для придания наглядности полученным результатам, характеризующим превосходство индустриальной технологии над комбайновой, определим средние арифметические значения факторов по формуле d1 d 2 d 3 .... d q . (72) DC q где q - количество факторов. Покажем их значения и значения частных предпочтений в ранжированном виде на графике (рис. 13). На рисунке хорошо видно, что общие средние арифметические значения показателей предпочтений у индустриальной технологии более, чем в 1,5 раза выше, чем у комбайновой. Значения частных показателей предпочтений также выше у индустриальной технологии. Далее, наглядно видно неодинаковое возмущающее воздействие факторов на разные технологии. Так, например, коэффициент вариации у комбайновой технологии 25%, а у индустриальной лишь 6%. Из этого следует меньшая зависимость индустриальной технологии от внешних условий, например, погодных, которые могут изменить число часов работы машин от 0 до 15 часов в сутки и общие потери зерна.
Рис. 13. Ранжированный график значений частных предпочтений факторов и их общих средних арифметических значений на способы уборки зерновых Значительное отклонение отдельных факторов (например, №3 и №7) у комбайновой технологии от среднего арифметического DC свидетельствует о неустойчивости движения системы «Комбайновая технология уборки зерновых» к планируемой цели – минимуму потерь зерна при уборке, так как факторы №3 и №7 оказывают значительное влияние на этот показатель. 179. Почему этот новый достаточно ценный метод системного анализа поведения сложных систем не публиковался так долго в академических изданиях? Сложно ответить на этот вопрос однозначно. Приведём дополнительную информацию, которая поможет интересующимся найти ответ на этот вопрос. На рис. 14 – ранжированные графики влияния 33 факторов на поведение системы «Уборка урожая зерновых». Они - из нашего научного отчёта по результатам описываемого эксперимента за 1988г. Тот отчёт, объёмом около 180 стр. был отпечатан на пишущей машинке в 6-ти экземплярах. Один хранился в сейфе лаборанта кафедры «Теоретическая и прикладная механика», которой я заведовал
41 тогда. Второй был передан в научный отдел, который передаёт такие отчёты в архив института. Третий передан тогдашнему колхозу им. Калинина Каневского района, где проводился эксперимент. Четвёртый - Таганрогскому комбайновому заводу, который изготовлял экспериментальные полевые машины и стационарные линии для этой технологии. Пятый был передан Ростсельмашу, который также участвовал в этом эксперименте. Шестой - Куб.НИИтиму, который участвовал в испытания всего комплекса экспериментальных машин для этой технологии.
Рис. 14. Из графика влияния факторов на эффективность уборки урожая следует, что обобщённый показатель эффективности у комбайновой технологии равен 0,35, а у индустриальной – 0,70 Прошло время. Бывший наш аспирант Гуте Б.М. решил завершить оформление диссертации и попросил у меня отчёт за 1988г. Лаборант кафедры сообщил, что кафедральный экземпляр отчёта исчез из сейфа и он не знает, как и почему. Аспирант Гуте Б. М. пошёл в научный отдел института. Там сообщили, что отчёт сдан в архив для хранения, но его там не оказалось. Поехал аспирант в колхоз, где проводился эксперимент. Бухгалтер сообщила: был, мы его смотрели, но куда-то исчез и не можем найти. Поехал аспирант в Таганрог и Ростов, и там не оказалось отчёта. Аналогичная ситуация - и в Куб.НИИтиме. 1988год был самым удачным, а научный отчёт за тот год – самым насыщенным экспериментальной информацией. Отчёт писал лично я, как научный руководитель столь объёмного и сложного эксперимента, который обошёлся государству около 10млн. рублей. Это немалая сумма по тем временам. Но мне достался от этого отчёта лишь рисунок 14. Вся информация по расчётам к этому рисунку вместе с другой табличной информацией исчезла вместе с отчетом. Тайна этого исчезновения имеет пока лишь два гипотетических объяснения, которые я пока не могу изложить здесь. Желающие иметь информацию о том, как проводился эксперимент, могут найти её в книге «История одного поиска». Книга эта издана Краснодарским книжным издательством в 1989г. Её копия в Интернете по адресу: http://www.micro-world.su/ в папке «Книги».
42 180. Что нужно сделать ещё, чтобы повысить уровень достоверности данного метода анализа поведения сложных систем? Чтобы повысить уровень достоверности результата системного анализа поведения сложных систем, надо дополнить уже разработанный метод методикой приведения количественных значений всех факторов к единому измерителю – рублю. 181. В чём суть итогового заключения? Суть в том, что, предложенный метод графоаналитического анализа поведения сложных систем позволяет оценить количественно эффективность разных вариантов принимаемых решений по повышению их эффективности и наглядно увидеть эту эффективность при принятии решения, а также - проанализировать влияние на поведение системы каждого фактора в отдельности. 182. Кратко о сути рекомендаций талантливым управленцам по применению этого метода на практике. Создать минимум две независимые группы исследователей. Рассказать им о сути планируемого решения, например, о создании научного центра «Сколково». Сформулировать планируемую цель и согласовать с исследователями срок доклада по результатам системного анализа двух и более вариантов планируемого достижения цели. 183. Если бы при разработке проекта «Сколково» был применён описанный метод прогноза, то какой фактор, определяющий успех этого проекта, оказался главным? Для нас он сверх очевиден – новизна теоретических знаний учёных реализующих этот проекта. Около 90% успеха этого проекта зависит от способности его учёных понимать и воспринимать новые научные знания. 184. Разве учёные «Сколково» не понимают этого? Пока нет. Как долго это будет продолжаться, мы не знаем. На этом мы заканчиваем ответы на общие вопросы, связанные с процессом познания нашего бытия, и переходим к ответам на вопросы об обитателях микромира. 5. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ О РАЗМЕРАХ ОБИТАТЕЛЕЙ МИКРОМИРА 185. На каком основании знакомство с обитателями микромира начинается с анализа их размеров? Все обитатели микромира – локализованные (ограниченные в пространстве) образования, поэтому размер каждого обитателя микромира и пределы его изменения - главная исходная информация, формирующая правильные представления о нём. 186. Разве система СИ не позволяет формировать правильные представления о размерах обитателей микромира? Поскольку параметры обитателей микромира изменяются в определённых диапазонах, то желательно иметь представления об этих диапазонах. В системе СИ вместо диапазонов изменения величин представлены множители изменения величин. Это затрудняет формирование представлений о диапазонах изменения размеров и других параметров обитателей микромира (табл. 4) [5]. 187. В чём суть этого затруднения? Рассмотрим эту суть на конкретном примере. В системе СИ в качестве единицы геометрической длины принят метр. Множитель 1 10 9 ì , названный НАНО, - одна миллиардная часть метра. Одну десятую миллиардной части метра ( 0,1 10 9 10 10 ì ) называют ангстремом. Если обитатель микромира имеет размер, равный 1000 ангстрем, то мы можем записать его так 1000 10 10 ì , а можем и так 1 10 7 ì . Если же размер объекта микромира равен 0,001 ангстрема, то его можно записать так 0,001 10 10 ì или так 1 10 13 ì . Что же взять за основу, чтобы облегчить формирование представлений о размерах обитателей микромира? Опыт показывает, что удобнее всего все размеры записывать так, чтобы до запятой стояли простые числа от 1 до 9. В этом случае формируется чёткое представление о порядках размеров обитателей микромира и легче устанавливается диапазон, которому они принадлежат, но существующая таблица множителей системы СИ (табл. 4) не имеет диапазонов изменения множителей.
43 Таблица 4. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименования [5] Множитель Наименование Обозначения множителя русское/междунар. 21 зета З/Z 10 экса Э/Е 1018 15 пета П/Р 10 12 тера Т/Т 10 9 гига Г/G 10 6 мега М/М 10 3 кило к/k 10 гекто г/h 10 2 дека а/da 101 1 деци д/d 10 2 санти с/с 10 3 милли м/m 10 6 микро мк/ 10 н/n нано 10 9 пико п/p 10 12 15 фемто ф/f 10 18 атто а/a 10 188. Что же нужно сделать, чтобы ввести диапазоны изменения величин и дать им названия? Ответ очевиден (табл. 4). Надо ввести в шкалу множителей начало их изменения, которое обычно начинается с нуля. Тогда множители с плюсовыми степенями будут указывать на увеличение размера, а с минусовыми – на его уменьшение и появятся диапазоны изменения с теми же названиями, что и в системе СИ. Описанное представлено в табл. 5. Теперь понятие нано, например, характеризует не название множителя 10 9 , а название диапазона 10 6...10 9 изменения величины. Это очень важное новое свойство понятия нано повышает логичность его использования. 189. В чём суть этой важности и логичности? Природа обитателей микромира такова, что все они изменяют свои геометрические размеры в определённых пределах. Например, все параметры фотона: длина волны , равная радиусу r , масса m , частота колебаний и энергия E f , изменяются в интервале, примерно, 16-ти порядков ( ...1016 ). Электрон в свободном состоянии всегда имеет строго постоянные параметры. Это постоянство обеспечивается совокупностью более 20 констант, управляющих формированием его структуры. Параметры электрона меняются только тогда, когда он находится в составе атома, молекулы или кластера. Протон – локализованное образование. В свободном состоянии он также имеет строго постоянные параметры. Они меняются только тогда, когда протон вступает в связь с нейтроном при формировании ядра. Нейтрон – также локализованное образование с постоянными параметрами, которые могут меняться при синтезе нейтронных кластеров. Атомы, молекулы и кластеры (совокупности электронов, протонов нейтронов и молекул) – локализованные образования с меняющимися параметрами. Процессом изменения этих параметров управляют фотоны, излучаемые и поглощаемые электронами атомов и протонами ядер.
44 Таблица 5. Диапазоны изменения величин, их наименования и обозначения Диапазон Наименование Обозначения изменения величин русское/междунар. йота 10 21 10 24 18 21 зета З/Z 10 10 15 18 экса Э/Е 10 10 пета П/Р 1012 1015 тера Т/Т 10 9 1012 гига Г/G 10 6 10 9 3 6 мега М/М 10 10 2 3 кило к/k 10 10 1 2 гекто г/h 10 10 1 дека а/da 0,0- 10 0,0 начало Начало/Start (H/S) 1 деци д/d 0,0 10 санти с/с 10 1 10 2 2 3 милли м/m 10 10 3 6 микро мк/ 10 10 6 9 н/n нано 10 10 9 12 пико п/p 10 10 фемто ф/f 10 12 10 15 атто а/a 10 15 10 18 Из изложенного следует, что для облегчения формирования представлений о размерах обитателей микромира, желательно иметь названия диапазонов их изменений. Они появляются, если взять ноль (0) в качестве начала изменения диапазонов множителей системы СИ. В результате получаются и диапазоны, и их названия (табл. 5). В этом случае множитель 1 10 9 превращается в диапазон 1 10 6.....1 10 9 изменения, который придаёт понятию НАНО обобщающий физический смысл. Итак, мы ввели диапазоны изменения единиц, их наименования и обозначения. Используем эти диапазоны для представления размеров основных обитателей микромира: фотонов, электронов, протонов, нейтронов, ядер, атомов, молекул и кластеров, и таким образом свяжем эти размеры с системой СИ (табл. 5). 190. Можно ли представить нагляднее диапазоны изменения размеров обитателей микромира? На рис. 15 нагляднее представлены диапазоны изменения размеров обитателей микромира. 191. В чём суть полезности и наглядности введения диапазонов изменения параметров обитателей микромира? Введённый нами диапазон НАНО, соответствует параметрам обитателей микромира, изменяющимся в интервале 10 6 10 9 м. (табл. 5 и рис. 15). Это - диапазон изменения размеров атомов, молекул и кластеров. Однако, атомы соединяют в молекулы электроны, а их размеры находятся в ФЕМТО диапазоне (табл. 5 и рис. 15). Теоретическая величина радиуса свободного электрона строго постоянна и равна re (theor ) 2,4263016 10 12 ì . Она отличается от его экспериментальной величины в 6-м знаке после запятой re (exp er ) 2,4263089 10 12 ì . Размеры протонов, нейтронов и ядер находятся в ФЕМТО диапазоне (1,2...1,5) 10 15 ì . Носителями тепла и информации являются, в основном, фотоны, которые излучаются и поглощаются электронами и протонами. Их размеры изменяются от АТТО диапазона (1 10 18 ì ) до САНТИ диапазона
45
(0,50 10 1 ì ) (табл. 5, рис. 15). Интересно отметить, что максимум излучения во Вселенной формируют фотоны с размерами 2 1,063 10 3 ì . Это МИЛИ диапазон (табл. 5, рис. 15) [2].
Рис. 15. Шкала диапазонов изменения размеров обитателей микромира 6. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ О ФОТОНЕ 192. Что понимается под понятием «микромир»? Под понятием «микромир» понимается совокупность фундаментальных элементарных частиц и их взаимодействий. 193. Какие частицы считаются фундаментальными? Мы считаем фундаментальными частицами такие образования как: фотон, электрон, протон, нейтрон, ядро, атом, молекула и кластер. 194. Как давно человек начал изучать микромир? Признаки научного анализа поведения обителей микромира отражены в трудах древних мыслителей. Наиболее фундаментальным из них является геометрия Евклида, в которой сформулированы результаты его научного анализа поведения света. 195. В каком виде Евклид представил результаты своего научного анализа поведения света? Аксиомы Евклида о том, что между двумя точками можно провести только одну прямую линию и о том, что прямые параллельные линии нигде не пересекаются результат его анализа поведения лучей света. 196. Какие теории ХХ века посвящены анализу поведения света? Теорий, посвященных анализу поведения света, много, но самыми фундаментальными теориями ХХ века были признаны теории относительности А. Эйнштейна. 197. Почему критика теорий Относительности А. Эйнштейна продолжается с момента их рождения и до сих пор не установлена их достоверность? Потому что теории относительности А. Эйнштейна базируются на некорректных постулатах, не имеющих однозначной интерпретации результатов экспериментов. Из них вытекают следствия, про-
46 тиворечащие здравому смыслу, а доказательства их достоверности базируются на ошибочно интерпретируемых результатах экспериментов. Стремление сторонников А. Эйнштейна базировать достоверность его теорий относительности на его личном авторитете оказалось полностью ошибочным, так как истинным авторитетом владеют лишь абсолютно независимые судьи, роль которых в науке выполняют только аксиомы – очевидные научные утверждения, не требующие экспериментальной проверки и не имеющие исключений. Как только оказались выявленными судейские функции главной аксиомы Естествознания, аксиомы Единства, так сразу же обе теории относительности А. Эйнштейна оказались в разделе истории науки среди творений, не нужных человечеству. 198. Почему наука до сих пор не выработала и не установила общепризнанного критерия для оценки связи любых теорий с реальностью, который не зависел бы от субъективного мнения любого ученого? Противоречие теорий относительности А. Эйнштейна здравому смыслу сформировало необходимость выработки абсолютного критерия для оценки связи любой теории с реальностью. Однако, процесс поиска такого критерия оказался длительным, потому что его искатели подвергались преследованию во всем мире и в ряде случаев - уничтожению. Приход Интернета положил конец этому незримому беззаконию. В результате и появился долгожданный независимый судья научных споров – аксиома Единства. 199. Что приносит в наши глаза информацию об окружающем нас мире? Фотоны светового диапазона (табл. 6, 7, 8). Таблица 6. Диапазоны шкалы радиусов и частот фотонов и фотонных излучений Диапазоны Радиусы (длина волн), м Частота колебаний, ñ 1 1. Низкочастотный 101...10 4 r 3 10 6...3 10 4 2. Радио 10 4...109 r 3 10 4...3 10 1 3. Микроволновый 109...1012 r 3 10 1...3 10 4 4. Реликтовый (макс) 3 1011 r 1 10 3 5. Инфракрасный r 3 10 4...7,7 10 7 1012...3,9 1014 6. Световой 7. Ультрафиолетовый
r 7,7 10 7...3,8 10 7 r 3,8 10 7...3 10 9
3,9 1014...7,9 1014 7,9 1014...11017 1017...10 20 10 20...10 24
8. Рентгеновский r 3 10 9...3 10 12 9. Гамма диапазон r 3 10 12...3 10 18 Таблица 7. Диапазоны изменения радиусов (длин волн ) и масс m фотонов и фотонных излучений Диапазоны Радиусы (длины волн), м Массы, кг 6 4 1. Низкочастотный r 3 10 ...3 10 m 0,7 10 48...0,7 10 46 2. Радио m 0,7 1046...0,7 1041 r 3 10 4...3 10 1 3. Микроволновый
r 3 10 1...3 10 4
m 0,7 1041...0,7 1038
r 1 10 3
m 2,2 1039
r 3 10 4...7,7 10 7
m 0,7 1038...0,3 1035
r 7,7 10 7...3,8 10 7
m 0,3 1035...0,6 1035
7. Ультрафиолетовый
r 3,8 10 7...3 10 9
m 0,6 1035...0,7 1033
8. Рентгеновский 9. Гамма диапазон
r 3 10 9..3 10 12 r 3 10 12...3 10 18
m 0,7 1033...0,7 1030
4. Реликтовый 5. Инфракрасный 6. Световой
m 0,7 1030...0,7 1024
47 200. Кто назвал элементарный носитель энергии и информации фотоном? В научно популярной литературе есть информация, согласно которой этот термин ввел А. Эйнштейн. В научной литературе утверждается, что этот термин ввёл американский физик Гильберт Ньютон Льюис. 201. Что известно академикам РАН о фотоне? Им известно, что фотон это научное понятие, а что за ним скрывается, никто из них не знает, и не хочет знать. 202. Но ведь, академики РАН кое-что знают о фотоне? Они знают само слово фотон и что энергия, соответствующая этому слову, определяется по зависимостям 2 E mC h , а сам фотон движется прямолинейно со скоростью С. 203. Видят ли академики РАН разницу между научными понятиями «Фотон» и «Электромагнитное излучение»? Их уму непостижима разница между сущностями, соответствующими этим, широко используемым, научным понятиям. 204. Признают ли академики РАН, что носителями информации в оптических волокнах являются световые фотоны? Признают. 205. Почему тогда они считают, что в пространстве эту же информацию передают электромагнитные волны, а не фотоны? Этот вопрос эквивалентен вопросу: почему древние считали, что Земля плоская и держится на трёх китах? Ответ на него эквивалентен ответу на предыдущий вопрос. Оставим средневековые знания академиков о фотоне в покое и начнём формулировать вопросы о нём и давать на них ответы, которые следуют из новой теории микромира. Попутно отметим, что все существующие теории об излучениях неспособны ответить ни на один из представленных здесь вопросов. 206. Как новая теория микромира представляет диапазоны изменения параметров фотонов и фотонных излучений? Ответ на этот вопрос - в таблицах 6, 7 и 8. Таблица 8. Диапазоны изменения радиусов (длин волн) и энергий E фотонов и фотонных излучений Диапазоны Энергии E , eV Радиусы (длины волн) , м 6 4 1. Низкочастотный E 4 1015...4 1011 r 3 10 ...3 10 2. Радио E 4 1011...4 106 r 3 10 4...3 10 1 3. Микроволновый E 4 106...4 103 r 3 10 1...3 10 4 4. Реликтовый (макс) r 1 10 3 E 1,20 10 3 5. Инфракрасный E 4 103...1,60 r 3 10 4...7,7 10 7 E 1,60...3,27 6. Световой r 7,7 10 7...3,8 10 7 E 3,27...4 102 7. Ультрафиолетовый r 3,8 10 7...3 10 9 8. Рентгеновский r 3 10 9...3 10 12 E 4 102...4 105 9. Гамма диапазон r 3 10 12...3 10 18 E 4 105...4 1011 207. Может ли способность наших глаз воспринимать мельчайшие детали окружающего нас мира быть косвенным доказательством локализации (ограниченности) в пространстве носителей этих деталей? Мы не обращаем внимание на тончайшие детали зрительной информации, которую получаем, наблюдая окружающий нас мир. Её приносят в наши глаза фотоны светового диапазона, радиусы которых на много меньше деталей, которые мы видим в окружающем нас пространстве. 208. В каком интервале изменяются радиусы световых фотонов? Они изменяется в интервале менее одного порядка ( 3,80 10 7...7,70 10 7 ì ). Радиусы фотонов (равные длинам их волн) всех диапазонов изменяется в интервале, примерно, 16 порядков. 209. Во сколько раз элементы окружающего, которые мы видим, больше радиусов фотонов? Так как радиусы световых фотонов, примерно, в 10000 раз меньше миллиметра, то информация, которую они могут принести в наши глаза, соизмерима с этой величиной, но наш глаз способен воспринимать лишь десятую часть миллиметра. У некоторых животных зрение способно воспринимать более мелкие детали окружающего мира. Таким
48 образом, мы живём в среде, заполненной неисчислимым количеством непрерывно движущихся и отражающихся от объектов, которые мы видим, фотонов. Совокупность отражённых фотонов формирует в наших глазах образы видимого (табл. 6, 7, 8). 210. Почему ответ на предыдущий вопрос противоречит диапазонам изменения параметров фотонов, представленных в табл. 6, 7, 8? Потому что в этих таблицах представлены диапазоны изменения параметров единичных фотонов и их совокупностей, длина волны которых больше длины самого большого фотона. 211. Где граница параметров единичных фотонов и их совокупностей? Эта граница в реликтовом диапазоне. Фотоны этого диапазона имеют максимальные радиусы. Их совокупность формирует предельно низкую температуру около 272,60К во всей Вселенной. Радиусы (длины волн) этих фотонов соответствуют максимуму излучения Вселенной, в которой 73% водорода, 24% гелия и 3% всех остальных химических элементов. 212. На чём базировался процесс выявления модели фотона? На тщательном анализе всей совокупности давно существующих математических моделей, описывающих корпускулярные и, ошибочно называемые, волновые свойства фотонов, которые они проявляют в неисчислимом количестве экспериментов. 213. Сколько математических моделей было вовлечено в анализ процесса формирования структуры фотона и можно ли кратко их перечислить? В анализ было вовлечено около 40 математических моделей, которые описывают результаты многочисленных экспериментов с участием фотонов. Приведём часть из них. Они знакомы специалистам, поэтому мы не комментируем их. Но отметим, что все они постулированы и не имеют аналитических выводов, а следуют из экспериментов. E f mC 2 hv m2 2 ;.... r;... ...E f hv
mr 2 h ;...C v r 2 2 T
h m2 v êã ì
2
h mr 2 v const êã ì
2 v v
2
ñ2 const; ðàä. / ñ;....
c 1 ;...... 2
h ; 2
C ' 2,898 10 3 0,052 ì T 0,056 y A sin 2 (vt x / ) (73) Px x h (74)
max rmax
(
d 2 h2 k b ( Ee Eb )) 0;..2 y ; 2 2 d dx 8 m b 8v 2 hv y k ;... v 3 hv / kT . d C e 1
2 v v
c 1 (75) 2
214. Какое главное требование предъявлялось к выявляемой модели фотона? Первое и самое главное требование к модели фотона – аналитический вывод всех, давно полученных математических моделей из анализа процесса движения фотонов и взаимодействия их друг с другом и с различными объектами. 215. Удалось ли решить эту задачу? Неверящие могут проверить, прочитав монографию «Начала физхимии микромира» http://www.micro-world.su/
49 216. Каким же оказался фотон в результате такого поиска? Оказалось, что фотон имеет структуру, состоящую из 6 частей, замкнутых друг с другом по круговому контуру. Наиболее работоспособными оказались три модели фотона: электромагнитная (рис. 16, а), магнитная из кольцевых магнитных линий (рис. 16, b) и – из линейных магнитных линий (рис. 16, с).
Рис. 16. а) схема электромагнитной модели фотона; b) схема магнитной модели фотона; с) схема из линейных магнитных силовых линий 217. Анализ каких факторов и процессов приведёт к связи с реальностью одной из приведённых гипотетических моделей? Анализ процессов излучения и поглощения фотонов электронами и протонами. 218. Какие силы локализуют электромагнитную модель фотона (рис. 16, а)? Предполагается, что шесть магнитных полей в виде радиальных стержневых магнитов замкнуты друг с другом по круговому контуру разноимёнными магнитными полюсами и опоясаны шестью электрическими кольцевыми полями с разным направлением этих полей, а значит и раной полярностью. Таким образом, электромагнитную модель фотона сжимают электромагнитные силы, а ограничивают их сближение – центробежные силы инерции, действующие на центры масс электромагнитных полей при их вращении. 219. Какие силы локализуют магнитную модель фотона (рис. 16, b)? Известно, что магнитные силовые линии, направленные навстречу друг другу, сближаются, а совпадающие по направлению – отталкиваются. Нетрудно видеть (рис. 16, b), что в зонах контакта магнитные силовые линии магнитных полей фотона направлены навстречу друг другу и таким образом сближаются, локализуя фотон в пространстве, а центробежные силы, действующие на центры масс магнитных полей, удаляют их от центра масс фотона. Равенство между этими силами и обеспечивает устойчивость этой структуры при вращении и поступательном движении со скоростью света. 220. Какие силы локализуют модель фотона, представленную на рис. 16, с? Так как предполагается, что такую модель формируют линии магнитного поля, то отрезки этих линий имеют на концах разноимённые магнитные полюса. В результате такую модель локализуют магнитные силы и силы инерции, возникающие при вращении этой модели. 221. Почему все три модели фотона имеют по шесть полей? Это центральный вопрос, ответ на который проясняет причину движения фотона без постороннего источника энергии. Анализ показал, что модели из шести частей имеют самое близкое к единице отношение окружных скоростей центров масс их полей к их обшей поступательной скорости, равной скорости света С. Это отношение равно 1,05. Если учесть разную скорость шести центров масс модели фотона в каждый данный момент времени, которая исключает совпадение центра масс всей модели с её геометрическим центром, то соотношение 1,05 – достаточное условие для самопроизвольного экономного процесса вращения и поступательного движения такой модели. При любом другом количестве частей фотона величина
50 1,05 становится на много больше или меньше единицы, что резко увеличивается энергоёмкость процесса движения такой структуры и исключает её формирование. 222. Существуют ли механические аналоги, доказывающие движение подобной модели с постоянной скоростью? Существуют. Они элементарно и убедительно доказывают постоянство скорости движения такой модели при любом её размере или радиусе. Для этого надо взять шестигранный металл разных размеров, нарезать из него шестигранники длинною в 3 или 4 радиуса шестигранника. Затем расположить их на наклонной плоскости и создать условия для начала их одновременного качения вниз по плоскости. Все они, не зависимо от размера, будут катиться по наклонной плоскости с одной и той же постоянной скоростью. 223. Шестигранные модели будут катиться по наклонной плоскости скачкообразно. Значит ли это, что их центры масс будут описывать волновые траектории? Конечно, значит. 224. Следует ли из этого, что волновое движение центра масс фотона можно описывать с помощью волнового уравнения Луи Де Бройля (формула 73)? Конечно, следует, но пользы от этого мало. 225. Почему описание волнового движения центра масс модели фотона с помощью волнового уравнения Луи Де Бройля не даст пользы? Потому что в волновом уравнении Луи Де Бройля координата и время – независимые переменные. Это главный признак не соответствия таких уравнений аксиоме Единства, а значит и невозможности описать с помощью таких уравнений глубинные процессы, которые управляют движением такой модели. 226. Математики научились описывать любые колебательные процессы, используя синусоиду с аргументом, в котором координата и время – независимые переменные, а аксиома Единства пространства, материи и времени, требует описывать подобные процессы математическими моделями, в которых координата и время – зависимые переменные. А разве возможны такие синусоиды, в аргументах которых координата и время были бы зависимые переменные? Да в аргументе синусоиды невозможно сделать координату и время зависимыми переменными, но это не значит невозможность разработки таких математических моделей, которые описывали бы колебательный процесс уравнениями, в которых координата и время были бы зависимые переменные. 227. Если синусоида не может описать колебательный процесс в рамках аксиомы Единства, требующей зависимость координаты от времени, то какая кривая способна реализовать колебательный процесс в рамках аксиомы Единства? Как не странно, но эту функцию успешно выполняет укороченная циклоида. Она описывает колебательный процесс, реализуемый в плоскости, двумя уравнениями, то есть двумя меняющимися во времени координатами. Именно это и нужно для описания волнового процесса движения центра масс фотона в рамках аксиомы Единства. 228. Когда же были получены уравнения укороченной циклоиды, способные описывать движения центра масс фотона в рамках аксиомы Единства? Впервые они были опубликованы нами в 1971г. 229. Каковы размеры области пространства, в которой локализован фотон? Фотон любого радиуса локализован в пространстве с диаметром окружности, несколько большим двух радиусов фотона, в точном соответствии с неравенством Гейзенберга (74). В поперечном сечении его размер равен его радиусу или меньше его. Так как фотоны всех диапазонов шкалы фотонных излучений имеют одну и ту же структуру, то области пространства, в которых локализуются фотоны всех диапазонов, изменяются в интервале, примерно, 16 порядков (табл. 6-8). 230. Как называются основные параметры фотона? Масса, радиус, равный длине волны колебаний центра масс фотона, частота линейных колебаний, угловая частота вращения, скорость прямолинейного движения, энергия, амплитуда колебаний центра масс фотона, отношение окружной скорости вращения центров масс полей фотона к их линейной
51 скорости, равной скорости света. Фотон имеет спин, равный постоянной Планка и приложенный к центру масс фотона перпендикулярно плоскости вращения, которая является одновременно и плоскостью его поляризации (рис. 16). 231. Скорость движения С фотона, длина волны , описываемая его центром масс и частота связаны зависимостью C . Следует ли из этого, что фотон – волна, а не частица? Нет, не следует, так как во всей совокупности экспериментов фотоны всех частот ведут себя, как частицы. 232. Как связаны между собой масса фотона m , длина его волны , радиус r , линейная частота , постоянная Планка h , угловая частота , скорость движения C и энергия E ? Эти связи отражены в давно известных, выше приведённых формулах. 233. В каком интервале изменяются: масса, длина волны и энергия фотонов? Информация в таблицах 6, 7, 8. 234. Какой закон управляет локализацией фотонов в пространстве? Произведение массы m фотона на его радиус r - величина постоянная для фотонов всех диапазонов шкалы фотонных излучений. (76) k 0 m r 2,2102541 10 42 êã ì const 235. Как названа эта константа? Она названа константой локализации элементарных частиц. 236. Почему константа (76) названа константой локализации элементарных частиц? Потому что она едина для фотонов всех частот, электрона, протона и нейтрона. 237. Какой физический смысл заложен в константе локализации (76)? Если считать, что фотон – волна, то в константе локализации отсутствует физический смысл. Если же фотон – структура, замкнутая по круговому контуру, то из размерности кг умножить на м следует, что в первом приближении фотон представляет собой кольцо. В этом случае из указанной константы автоматически следует, что с увеличением массы m кольца его радиус r уменьшается, и в результате появляются основания постулировать силы, управляющие этим процессом. Наиболее вероятными из них являются центробежные силы, увеличивающие радиус кольца, и электромагнитные или только магнитные силы, сжимающие кольцо. 238. Существует ли момент сил, вращающих фотон? Обратим внимание на то, что в технической системе единиц константа локализации фотона (76) имеет размерность с физическим смыслом момента силы. Появление постоянного момента сил, вращающего фотон, возможно лишь только в том случае, если векторы сил, генерирующих этот момент, не будут пересекать геометрический центр модели фотона, то есть - будут нецентральными силами. Известно, что если линии действия сил на элементы вращающегося тела проходят через ось его вращения, то такие силы называются центральными и их моменты относительно оси вращения равны нулю. Однако, центры масс электромагнитных (магнитных) полей фотона имеют разные скорости, поэтому есть основания полагать, что магнитная субстанция, которую мы называем эфиром, циркулирует между полями фотона и её плотность в каждом поле зависит от скорости. Поскольку в каждый данный момент времени скорости центров масс всех шести полей фотона разные, то и массы у них разные. В результате центр масс фотона (рис. 16) не совпадает с его геометрическим центром и появляется момент, вращающий общий центр масс фотона относительно его геометрического центра. Вполне естественно, что такой момент формируется совокупностью не центральных сил, которые и вращают фотон. 239. Какую размерность имеет постоянная Планка? Первоначальная размерность постоянной Планка в системе СИ ( h m2 v êã ì 2 ñ1 ), строго говоря, бессмысленна. Эту бессмысленность придаёт ей длина волны фотона. Считается, что размерность êã ì 2 ñ1 отражает процесс вращения фотона, а его длина волны , входящая в выраже-
52 ние константы Планки, указывает на его волновое движение, а не вращательное. Это первое противоречие. Второе следует из приведённой размерности константы Планка. Строго говоря, она не имеет какого-либо физического смысла. Если бы она имела размерность êã ì 2 ðàä. ñ1 , то эта размерность отражала бы процесс вращения фотона и соответствовала бы нескольким названиям: момент количества движения, кинетической момент, момент импульса или угловой момент. 240. Почему же многие считают, что и в приведённой записи h m2 v êã ì ñ1 эта размерность соответствует перечисленным выше понятиям? Потому что физики давно приняли соглашение опускать в размерности название радиан, но подразумевать его присутствие. Если с этим соглашением согласиться, то размерность константы Планка соответствует перечисленным названиям, отражающим процесс вращения фотона. 241. Какие факты препятствуют согласию с упомянутой условностью - опускать в названии размерности константы Планка h m2 v êã ì ñ1 понятие радиан? Присутствие в константе Планка длины волны и линейной частоты v излучения однозначно указывает на то, что она описывает синусоидальный процесс распространения излучения, несовместимый с вращательным процессом. 242. Каким же образом удалось доказать, что в размерности константы Планка неявно присутствует понятие радиан? Для этого пришлось постулировать, что излучение имеет такую структуру, у которой длина волны равна радиусу ( r ) вращения. Этому допущению автоматически соответствует шестигранная структура, у которой радиус равен хорде (рис. 16). Если предположить, что такая структура состоит из шести магнитных полей, плотность которых зависит от их скорости, то разные скорости центров масс шести магнитных полей такой структуры формируют условия, при которых центр масс всего фотона не совпадает с его геометрическим центром. В результате период колебаний центра масс фотона получает чёткую связь с периодом колебаний каждого из шести центров масс его магнитных полей. В математической модели, описывающей эту связь
2 v v
c 1 , 2
(77)
линейная частота v автоматически связывается с угловой частотой вращения фотона (77) и таким образом в размерности константы Планка автоматически появляется понятие радиан. 243. Является ли постоянная Планка h величиной векторной? Описанная процедура установления истинной размерности константы Планка делает её автоматически векторной величиной – спином всех элементарных частиц. В структуре электрона векторы постоянной Планка и магнитного момента совпадают, а в структуре протона эти векторы противоположны. Только в этом случае обеспечивается формирование атомов и молекул, направления магнитных моментов которых, определённые экспериментально, совпадают с их теоретическими направлениями. 244. Какой физический смысл заложен в старой записи размерности 2 1 h m v êã ì ñ константы Планка? Присутствие в постоянной Планка длины волны указывает на то, что она описывает волновой процесс, а из размерности постоянной Планка однозначно следует, что она описывает процесс вращения. Чтобы избавиться от этого противоречия Макс Планк постулировал, что его постоянная описывает квант наименьшего действия. Вполне естественно, что природа этого кванта и его действия остались неизвестными, и мировое научное сообщество мирилось с этим почти 100 лет и не пыталось найти закон, управляющий постоянством константы Планка. Теперь он найден. 245. Какой закон управляет постоянством константы Планка? Постоянством константы Планка управляет фундаментальный закон классической физики, точнее классиче-
53 ской механики – закон сохранения кинетического момента (момента количества движения, момента импульса или углового момента). Он гласит: если сумма моментов сил, действующих на вращающееся тело, равна нулю, то кинетической момент этого тела (постоянная Планка) остаётся постоянным. 246. Какой постулат нужно сформулировать, чтобы убрать противоречие между процессом вращения фотона, который следует из размерности постоянной Планка, и длиной его волны, которая отражает его волновые свойства? Указанное противоречие разрешается лишь при одном условии: равенстве между длинами волн и радиусами вращения тех образований, поведение которых, фиксируемое экспериментально, описывается с помощью постоянной Планка. 247. Какой физический смысл заложен в размерности постоянной Планка, содержащей радиус r вращения вместо длины волны h mr 2 v êã ì ñ1 ? Если длину волны в выражении постоянной Планка заменить радиусом r , то она начинает описывать импульс момента инерции mr 2 / c кольца (рис. 17, а) в пространственном интервале, равном радиусу вращения кольца. Это возможно, если структура фотона имеет шестигранную форму (рис. 17, b). 248. Если указанное выше противоречие устраняется при равенстве длины волны фотона радиусу его вращения, то какая структура фотона следует из этого? Известна одна геометрическая фигура, у которой радиус описанной окружности равен длине её стороны. Это - шестигранник. Так что все электромагнитные (магнитные) образования, описываемые с помощью постоянной Планка, можно считать в первом приближении кольцами, а во втором - шестигранниками. Эволюцию представлений о структуре фотона, следующую из его теории, можно представить, анализируя рисунок 17. Скорость движения шестигранников различных размеров по наклонной плоскости постоянна.
Рис. 17. К выявлению структуры фотона 249. Почему скорость фотонов всех диапазонов одна и та же и равна скорости света С? Из константы Планка h mr 2 v следуют две константы: константа локализации k 0 mr и константа скорости света C rv const . 250. Есть ли механические модели, имитирующие физический смысл, заложенный в константе C rv const ? Так как константа Планка h mr 2 v представляет собой совокупность механических величин, то вполне естественно, что должна быть механическая модель, показывающая, как работает указанная совокупность при её движении. Мы уже отметили, что такой моделью является шестигранник. При качении по наклонной плоскости у такой модели явно проявляется импульс момента инерции mr 2 / c в интервале поворота модели на каждые 60 0 и наблюдается постоянство скорости V у шестигранников разных размеров V r v const . 251. Поскольку h - чистая механическая константа и она входит почти во все математические модели, описывающие поведение обитателей микромира, то можно ли популярно объяснить, как она работает? Если Вы смотрели по телевидению соревнования по фигурному катанию, то легко вспомните, как фигурист изменяет скорость своего вращения относительно оси, проходящей вдоль его тела. Вначале он вращается при разведенных в стороны руках с небольшой угловой скоростью. Потом он прижимает руки к груди или поднимает их вертикально вверх и вращение его резко ускоряется.
54 Затем, если руки разведет в стороны, то угловая скорость вращения его вновь уменьшается. Явление это управляется одним из самых фундаментальных законов Природы законом сохранения кинетического момента или момента импульса. Он гласит: если сумма моментов внешних сил, действующих на вращающееся тело, равна нулю, то кинетический момент (момент импульса) остается постоянным по величине и направлению. Сущность проявления закона сохранения кинетического момента (момента импульса) следует из анализа константы Планка. Посмотрите, как выражается этот закон математически для вращающегося тела: h mr 2 . Вы сразу узнали константу Планка. В эту константу Природа и заложила этот закон. Он работает в условиях отсутствия внешнего воздействия на вращающееся тело. Если рассматривать вращение фигуриста, то он, конечно, испытывает внешнее воздействие. Оно проявляется в виде сопротивления, создаваемого воздухом, а также в виде сил трения, действующих на коньки фигуриста. Так что закон этот проявляется здесь не в чистом виде. Но, тем не менее, небольшое сопротивление воздуха и льда дают нам возможность увидеть проявление этого закона. А теперь посмотрите на приведенное выше выражение постоянной Планка 2 h mr const . Масса m фигуриста в момент вращения не изменяется. Однако распределение этой массы изменяется. Когда он разводит руки, то они удаляются от оси его вращения и момент инерции mr 2 фигуриста увеличивается, так как величина, равная массе рук, умноженной на квадрат расстояний r 2 их центров масс от оси вращения, растет. Сразу видно: чтобы постоянная Планка h осталась постоянной, скорость вращения фигуриста должна уменьшиться. Когда же он (или она) приближает руки к оси своего вращения, то Вы видите, что произойдет со скоростью вращения при h mr 2 const . Когда фигурист приближает руки к оси своего вращения, то величина mr 2 уменьшится, так как уменьшится расстояние r для центров масс рук. Чтобы величина h осталась постоянной, скорость вращения фигуриста должна возрасти. Что мы и наблюдаем. Конечно, если бы не было никакого сопротивления, то фигурист мог бы вращаться вечно, как и фотон. 252. Почему энергия фотонов всех частот определяется по двум формулам E mC 2 и E hv ? Потому, что фотон совершает сразу три движения: прямолинейное, вращательное относительно геометрического центра и колебательное, которое в процессе движения трансформируется в волновое движение центра масс фотона и всей его структуры. 253. При каком количестве магнитных полей фотона энергоёмкость процессов его вращения и прямолинейного движения минимальна? Мы уже отметили, что энергоёмкость процесса движения фотона минимальна только при шести магнитных полях, так как только в этом случае отношение окружной скорости центров масс его магнитных полей к их поступательной скорости ближе всего к единице и равно 1,05. 254. Могут ли магнитные поля фотона выполнять роль его массы? Роль массы фотона выполняют его электромагнитные (рис. 16, a) или магнитные (рис. 16, b, с) поля. 255. Чему равна минимальная длина волны фотона? r 3,8 10 18 ì . 256. Чему равна максимальная частота фотона? v 10 26 c 1 . 257. Чему равна максимальная масса фотона? m 0,70 10 24 êã . 258. Чему равна максимальная энергия фотона? E 4 1011 eV . 259. Чему равна максимальная длина волны фотона? 0,05 ì . 260. Чему равна минимальная частота фотона? 0,77 109 ñ1 . 261. Чему равна минимальная масса фотона? m 4,25 10 41 êã . 262. Чему равна минимальная энергия фотона? E 2,4 10 3 eV . 263. Какие силы локализуют фотон в пространстве? Поскольку фотон не имеет состояния покоя и все время движется, отражаясь от объектов окружающей среды, то наличие
55 у него массы генерирует силы инерции, действующие на центры масс шести его электромагнитных (магнитных) полей, удаляя их от центра масс фотона. Чтобы фотон оставался в локализованном состоянии, на центры масс его полей должны действовать силы, удерживающие их на расстоянии r от центра масс фотона. Роль таких сил могут выполнить только электромагнитные или магнитные силы. Таким образом, процессом локализации фотона в пространстве управляет равенство центробежных сил инерции, направленных радиально от центра масс фотона, и электромагнитных или магнитных сил, направленных радиально, но к центру его масс (рис. 16). 264. Как меняется структура и геометрические размеры фотона с изменением радиуса, частоты, массы и энергии фотонных излучений? Изменение всех параметров фотона в диапазоне 16 порядков оставляет его структуру неизменной (рис. 16). 265. Есть ли основания использовать понятие «шкала фотонных излучений» вместо ошибочного названия «шкала электромагнитных излучений»? Не только есть, но это обязательно надо сделать для формирования более четких представлений о сути излучений. 266. В каком интервале фотонных излучений рождаются единичные фотоны? Единичные фотоны рождаются в интервале от реликтового диапазона до гамма диапазона шкалы фотонных излучений (табл. 6, 7, 8). 267. Где граница на шкале фотонных (электромагнитных) излучений, которая разделяет эту шкалу на зону рождения и существования единичных фотонов и их совокупностей и зону отсутствия рождения единичных фотонов, а существования только их совокупностей в виде волн? Граница между указанными состояниями фотонов – максимальная длина волны реликтового диапазона излучений (табл. 6, 7, 8), которая ещё не определена точно, но примерная её величина известна и равна 0,05м. 268. Почему фотоны, изменяя свой радиус и частоту в столь широком диапазоне, имеют одну и ту же скорость распространения, равную скорости света? Потому что фотоны всей шкалы фотонных излучений имеют одну и ту же структуру (рис. 16), формированием скорости движения которой управляет один и тот же закон C v const . 269. Почему с увеличением длины волны фотона частота уменьшается? Потому что этим процессом управляет закон C r v . 270. Почему проникающая способность фотонов увеличивается с уменьшением их радиуса и увеличением массы и частоты? Потому, что с увеличением массы m и энергии фотона E hv mr 2 v его радиус и все геометрические размеры уменьшаются по сравнению с размерами других обитателей микромира. В результате прозрачность среды, в которой движется такой фотон, увеличивается (табл. 6, 7, 8). 271. Почему фотоны неделимы? Потому, что фотон – замкнутое по круговому контуру электромагнитное или магнитное образование. Силы, локализующие фотон в пространстве, на много больше всех остальных сил, действию которых могут подвергаться фотоны (рис. 16). 272. Как связана амплитуда A колебаний центра масс фотона с длиной его волны? Ответ на этот вопрос следует из рисунка 18, a, показывающего траекторию движения центра масс M фотона в интервале длины его волны. r A M (1 cos ) 0,067r . (78) 2 2 273. Существуют ли скрытые параметры у фотона? Да, существуют. Главные из них – радиусы (Оо К и Оо D, рис. 18) условных окружностей, описывающих поступательные движения центра масс М фотона и центров масс Е шести его электромагнитных или магнитных полей. r k O0 K ; (79) 2 2
56
e O0 D
r .
(80)
Рис. 18. Схема движения центра масс М фотона и центра масс E1 одного его электромагнитного поля 274. Можно ли с помощью скрытых параметров вывести аналитически все постулированные ранее математические модели, описывающие поведение фотона? Да, скрытые параметры позволяют вывести аналитически главные математические модели, описывающие его параметры. mC 2 m 2 k2 (81) E mC 2 ; 2 2 mC 2 m02 e2 (82) E mC 2 . 2 2 275. Как связано неравенство Гейзенберга со структурой фотона и его геометрическими параметрами? Достоверность неравенство Гейзенберга однозначно следует из структуры фотона (рис. 16 и 18). h . (83) x Px 4 276. Неравенство Гейзенберга ограничивает точность геометрической и кинематической экспериментальной информации. Влияет ли это неравенство на точность теоретической информации? Нет, не влияет. 277. Есть ли у фотона центр масс и по какой траектории он движется? Поскольку фотон имеет массу, то он автоматически имеет и центр масс М, который движется по укороченной циклоиде (рис. 18 траектория M 1 MM 2 ) со строго постоянными параметрами. 278. По каким траекториям движутся центры масс магнитных (электромагнитных) полей фотона? Центры масс магнитных (электромагнитных) полей фотона движутся по волнистой циклоиде. 279. Когда было введено понятие волнистая циклоида, когда были получены её уравнения и где они опубликованы впервые? Это понятие было введено в 1971 г и тогда же уравнения волнистой циклоиды были получены и опубликованы в статье «Кинематика игольчатого диска» в трудах Кубанского сельскохозяйственного института. Выпуск 44 (72). Краснодар 1971, с 100-108.
57 280. Почему это была первая статья, опубликованная автором, без соавторов? Потому что уже тогда автор понял её фундаментальную значимость. 281. Почему фотоны не существуют в покое? Потому что центр масс М фотона никогда не совпадает с его геометрическим центром Î 0 (рис. 18). В результате в самой структуре фотона генерируются не центральные силы, которые формируют момент его вращения. Есть основания полагать, что поступательное движение фотона генерируется процессом взаимодействия его вращательного движения со средой, называемой эфиром или тёмной материей (рис. 16, 17). 282. Почему фотоны движутся прямолинейно? Потому что укороченная циклоида, которую описывают центры масс всех фотонов, жестко связана всеми своими параметрами с прямолинейной осью прямоугольной системы координат. Фотон в движении представляет собой свободный гироскоп, положением оси вращения которого в пространстве управляет закон сохранения кинетического момента. В результате спин родившегося фотона не меняет своего направления в процессе движения фотона, если на него не действуют внешние силы (рис. 17). 283. Почему фотоны поляризованы? Так как фотоны в движении вращаются, то центробежные силы увеличивают их радиальные размеры и уменьшают размеры, перпендикулярные радиальным направлениям, в результате фотон, деформируясь, приобретает форму, близкую к плоской (рис. 17). 284. Почему фотоны не имеют заряда? Потому что они состоят из четного количества разноименных электрических или магнитных полей (рис. 17). 285. Какой вид имеют уравнения укороченной циклоиды, которые описывают движение центра масс фотона в рамках аксиомы Единства пространства, материи и времени? Следующий (84) x Ct 0,067r sin 60 t; (85) y 0,067r cos 60 t . 286. Какая математическая модель описывает изменение скорости центра масс фотона? Она следует из уравнений (84) и (85) его движения. V (dx / dt) 2 (dy / dt) 2 V 1,18 0,85 cos 60 t.
(86)
287. В каких пределах изменяется скорость центра масс фотона, оставаясь постоянной и равной скорости света С? На рис. 19, а видно, что скорость центра масс фотона изменяется в интервале 0,6С-1,4С, но её средняя величина остаётся постоянной и равной скорости света С. 288. Эксперименты по движению шестигранников по наклонной плоскости показывают, что их скорость не зависит от их размеров. Это значит, что в формулу, описывающую их скорость и скорость фотонов, не должен входить радиус фотона или его длина волны. Так это или нет? Формула (86) и рис. 19 дают однозначно положительный ответ на этот вопрос. 289. Если скорость центра масс фотона переменна, то он движется с ускорением, которое позволяет определить закон изменения силы, действующей на центр масс фотона. Какой вид имеет формула, определяющая закон изменения силы, движущей фотон? Это формула 16,01sin(6 0 t ) dV FК m m C h 2 . (87) dt r 1,18 0,85 cos(6 0 t ) Закономерность её изменения в интервале длины волны представлена на рис. 19, b. 290. Какой вид имеют уравнения, описывающие движение центров масс магнитных (электромагнитных) полей фотона в рамках аксиомы Единства? Это уравнения
58
x E C t A sin t r sin 0 t ; y E A cos t r cos 0 t .
(88) (89)
Рис. 19: а) -график изменения скорости центра масс фотона; b) - зависимость изменения силы инерции, действующей на центр масс светового фотона в интервале одного колебания 0 t 600 291. Можно ли из уравнений, описывающих движение фотона, как частицы, вывести волновое уравнение Луи Де Бройля? Конечно, можно. Для этого надо взять уравнения движения центра масс фотона (84) и (85) и вывести их за рамки аксиомы Единства, то есть привести к состоянию, в котором координата и время были бы независимые переменные. Для этого надо взять одно из двух уравнений (84) и (85), например, уравнение (85). Вывод из этого уравнения волнового уравнения Луи Де Бройля представлен в нашей монографии http://www.micro-world.su/ 292. Можно ли вывести уравнение Шредингера из уравнений движения центра масс фотона? Конечно, можно и такой вывод представлен в монографии. 293. Чему равна линейная плотность базового кольца фотонов всех частот? Это константа (76). Она едина для фотонов всей шкалы фотонных излучений. 294. Поскольку фотон движется прямолинейно и вращается, то должен существовать момент сил, вращающих фотон. Есть он или ещё не определён? Да такой момент существует (90) M K m r 2,210254 10 42 кг м const . Это константа для фотонов всей шкалы фотонных излучений. 295. Если фотоны всей шалы фотонных излучений вращает один и тот же момент сил, то у них должна быть одинаковая проникающая способность. Но это не так. Наибольшую проникающую способность имеют гамма фотоны. Почему? Потому что проникающую способность фотона определяет не момент, вращающий его, а размер фотона. Он минимален у гамма фотонов. Однако, возможно создание и такого вращающегося ротора, который будет нуждаться в большом количестве посторонней энергии лишь при его запуске, а потом будет использовать её многократно, снижая потребление энергии от первичного источника к минимуму. 296. Если фотон имеет вечный двигатель для своего движения, то возможна ли реализация этого принципа в энергетике? Фотон имеет минимальную массу и минимальные размеры, поэтому для его движения требуется небольшая энергия, которую могут ге-
59 нерировать разбалансированные магнитные поля. Главные параметры фотона, которые облегчают реализацию этого процесса, – небольшая амплитуда колебаний центра масс фотона (78) и близость к единице (1,05) отношений окружных скоростей центров масс магнитных полей фотона к их поступательной скорости, равной скорости света С. В человеческой практике нет столь экономных систем. Для привода человеческих машин требуется больше энергии, поэтому создание вечного двигателя, который бы вращал себя и производил дополнительную полезную энергию, без постороннего источника энергии, дело не реальное. В любом случае нужен дополнительный источник для генерации магнитных полей. 297. Известно, что на возбуждение магнитных полей электромагнитов электрогенераторов и электродвигателей расходуется небольшая часть их рабочей мощности. Возможна ли разработка электрогенератора, который потреблял бы из сети энергию, лишь на возбуждение магнитных полей и не потреблял бы из сети энергию, на генерацию рабочего напряжения и рабочего тока? Это уже реализованная реальность. 298. Складываются ли скорости фотона и источника, рождающего его? Нет, не складываются. После излучения фотона электроном атома, движущегося со скоростью меньше скорости света, фотон сам набирает скорость света, постоянную относительно пространства и его магнитные (электромагнитные) поля, взаимодействуя друг с другом, за счет разности скоростей их движения, генерируют ему постоянную скорость в процессе всей его жизни в состоянии движения. Образно говоря, совокупность взаимодействующих электромагнитных или магнитных полей фотона представляет собой вечный двигатель, работающий без потерь энергии. Но надо помнить, что это соответствует единичным фотонам, но не их импульсам, которые воспринимаются регистрирующей аппаратурой, как волны. 299. Складываются ли скорости фотона и приемника фотонов? Ситуация аналогичная рассмотренной в ответе на предыдущий вопрос. 300. Относительно чего постоянна скорость фотона? Относительно общего для всего существующего – относительно пространства. 301. Почему А. Эйнштейн в своём постулате: «2. Каждый луч света движется в покоящейся системе координат с определенной скоростью независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом» не указал относительно чего постоянна скорость света? Это вопрос историкам науки. Они уже установили, что соавтором первых статей А. Эйнштейна была его первая жена, имевшая неизмеримо лучшую математическую подготовку, чем её муж. 302. Если 2-й постулат А. Эйнштейна сформулировать так: «Скорость фотонов, излученных покоящимся или движущимся источником, постоянна относительно пространства и не зависит от направления движения источника и его скорости», то увеличивает ли это значимость такого постулата для точных наук? С виду, это несущественная корректировка постулата, но она сразу вносить теоретическую определённость, позволяя вводить абсолютную систему отсчета, связанную с пространством или реликтовым излучением, почти равномерно заполняющим пространство. Это формирует определённость в теоретическом описании поведения фотона в пространстве и создаёт предпосылки для корректной интерпретации результатов экспериментов, в которых регистрируются детали поведения фотонов (рис. 16). 303. Возрождает ли уточнённая формулировка постулата А. Эйнштейна баллистическую гипотезу Ньютона и какие при этом появляются ограничения? Возрождает, но со следующим ограничением. Процесс излучения фотона, движущимся источником, можно рассматривать, как выстрел снаряда из движущегося орудия при условии, что, независимо от величины и направления скорости орудия и скорости вылета снаряда из ствола орудия, снаряд имел бы такой двигатель, который позволял бы ему всегда набирать одну и ту же скорость относительно пространства, равную С. Мы уже описали этот двигатель и показали его рабочий момент (76).
60 304. Может ли родившийся фотон уменьшить длину своей волны? Мы уклонимся от ответа на этот вопрос по известным причинам. 305. Может ли родившийся фотон увеличить длину своей волны? Может. Увеличение длины волны отраженного фотона в эффекте Комптона - экспериментальное доказательство этому. 306. Какой процесс управляет увеличением длины волны фотона? Процесс рождения или старта фотона. В механике это - процессы ускоренного движения и последующего перехода к равномерному движению. Чтобы понять физическую и математическую суть указанного перехода, вновь вернёмся к анализу процесса ускоренного движения автомобиля и процесса перехода его в фазу равномерного движения. 307. В современной теоретической механике процесс ускоренного движения материальной точки или тела и перехода их к равномерному движению до сих пор окутан плотным туманом. Можно ли в таких условиях прояснить процесс рождения и ускоренного движения фотона с последующим переходом к равномерному движению? Это один из наиболее фундаментальных вопросов, ответ на который представляет убогость наших научных достижений в познании мира, в котором мы живём. Кратко ответ на этот вопрос содержится в народной мудрости, выраженной следующими словами: один в лес, другой - по дрова. Под первым понимается математик, который идет в лес нашего мироздания, чтобы полюбоваться его красотой и описать её математическими формулами, не заботясь особо о пользе своего занятия. Второй – практик, экспериментатор. Он идёт в лес мироздания за пользой для себя и других или, как сказано в народной мудрости, - за дровами. Сейчас процесс познания мироздания находится в состоянии полного господства в нём математиков, увлечённых рисованием математических картин и мало заботящихся об их пользе. Классических примеров такого подхода много, но мы бы отметили два: монографию Блохинцева Д.А. Квантовая механика и книгу Никитин А.А., Рудзикас З.Б. Основы теории спектров. Физик-экспериментатор, который ходит в лес по дрова, ничего полезного для себя в указанных книгах не найдёт. Нет пока должной пользы и в учебниках по теоретической механике. Там по-прежнему господствуют математики и плетут кружева своих математических формул, мало проявляя заботы об их полезности для других. Основатель классической динамики Исаак Ньютон начал описывать процесс движения любого тела не с начала, а с середины, с равномерного движения, которое всегда, всегда, всегда является следствием ускоренного движения любого тела, в том числе и фотона. В результате его законы движения материальных тел оказались представленными в сумбурном виде. Удивительно то, что потребовалось более 300 лет, чтобы заметить этот хаос и начать приводить его в порядок, который уже называется «Механодинамика». 308. Помогает ли Механодинамика описать процесс ускоренного движения фотона и перехода его к равномерному прямолинейному движению? Посмотрим. 309. Сразу ли фотон после отражения или рождения имеет скорость света или вначале движется с ускорением? Рождение и отражение фотонов – переходные процессы, в результате которых фотоны набирают скорость света не сразу, а через несколько колебаний. 310. Теряет ли фотон энергию в переходном процессе? Конечно, теряет. Потери зависят от длительности процесса рождения или отражения фотонов, чем больше эта длительность, тем больше фотон теряет массы, отдавая её объекту, который рождает его или отражает. 311. Какой эксперимент явно и с большой точностью доказывает потерю энергии отражённым фотоном? Эксперимент Комптона. 312. Зависит ли длительность ускоренного движения фотона при излучении его с движущегося источника? Конечно, зависит. При совпадении направления движения источника с направлением излучения (рис. 20, b) время перехода электрона от фазы ускоренного движения к фазе равномерного движения меньше (формула 91), чем при излучении в направление противоположное направлению движения источника (формула 30).
61 t' t
C V . C
(91)
t' t
C V . C
(92)
Здесь t - время излучения фотона со стационарного источника. 313. Существуют ли математические модели, точнее релятивистских рассчитывающие изменение частоты излучаемых фотонов в зависимости от направления излучении? Конечно, существуют. Это формулы (93) и (94).
' 1 2 / 2.
(93)
' 1 2 / 2.
(94)
314. Изменение длины волны фотонов, излучённых с космических объектов, приближающихся к Земле или удаляющихся от Земли – экспериментальный астрофизический факт. Можно ли однозначно утверждать, что красное смещение спектров – доказательство расширения Вселенной? Нет, конечно, нельзя, так как существуют и другие причины этого явления, например, так называемое, старение фотонов.
Рис. 20. Схема сложения скоростей источника V и фотона C : Е – наблюдатель, S – источник 315. Можно ли допускать, что инфракрасное смещение спектральных линий атомов в астрофизических наблюдениях является доказательством потери энергии фотонами, формирующими эти спектральные линии? Можно, для этого имеются достаточные основания. Ведь фотоны, потерявшие массу, движутся в космическом пространстве миллиарды световых лет. В результате, у нас нет оснований однозначно утверждать, что смещение спектральных линий фотонов, прибывающих к нам от далёких галактик, - результат расширения Вселенной. 316. Каким образом фотон выполняет функцию элементарного носителя энергии? Фотон, поглощаемый электроном атома молекулы, уменьшает энергию связи между валентными электронами молекулы, удлиняет её и таким образом увеличивает температуру молекулы. После излучения фотона валентным электроном атома энергия связи между атомами молекулы увеличивается, расстояние между её атомами уменьшается, и она становится холоднее. Фотон – единственное природное образование, способное плавно ме-
62 нять энергию связи между атомами молекулы, а значит - и температуру самой молекулы. Следовательно, он является элементарным носителем энергии. 317. Какой вид энергии формирует совокупность тепловых фотонов? Совокупность тепловых фотонов формирует только тепловую энергию. 318. Является ли закон излучения абсолютно черного тела (рис. 21) доказательством того, что фотоны генерируют тепловую энергию? Закон излучения абсолютно черного тела
8 2 h C 3 e h / kT 1
(95)
- яркое теоретическое и экспериментальное доказательство формирования тепловой энергии совокупностью фотонов. 319. Является ли математическая модель (95) закона излучения абсолютно черного тела доказательством того, что этот закон является законом классической физики, а не наоборот, как считалось до сих пор? Физический смысл всех составляющих математической модели закона излучения абсолютно черного тела интерпретируется с помощью законов классической физики, поэтому закон излучения абсолютно черного тела – закон классической физики, а не наоборот, как это считалось ранее.
Рис. 21. Кривые распределения энергии в спектре абсолютно черного тела 320. Какие составляющие закона излучения абсолютно черного тела однозначно отражают реализацию в этом законе нескольких законов классической физики? Главные составляющие: h , hv ,
1 e
( hv / kT )
1
.
321. Как интерпретируется математический символ h в законе излучения абсолютно черного тела? Каждый элементарный носитель тепловой энергии имеет постоянный кинетический момент (момент импульса) и является вращающимся образованием (рис. 15). 322. Как интерпретируется совокупность математических символов hv в законе излучения абсолютно черного тела? Энергия единичного носителя энергии равна произведению постоянной величины его кинетического момента (момента импульса) на линейную частоту его колебаний.
63 323. Как интерпретируется совокупность математических символов
1
в заe 1 коне излучения абсолютно черного тела? Эта совокупность математических символов – сумма ряда максвелловских распределений энергий фотонов, излучаемых в полости абсолютно черного тела электронами атомов при переходе их между энергетическими уровнями. 324. Как интерпретируется экспериментальный коэффициент в законе излучения абсолютно черного тела? Этот экспериментальный коэффициент содержит информацию о количестве фотонов данной длины волны в полости абсолютно черного тела. 325. Как интерпретируется вся совокупность математических символов закона излучения абсолютно черного тела? Зависимость плотности фотонов в полости абсолютно черного тела от их частот или длин волн (радиусов). 326. Какие ошибки были допущены при интерпретации математической модели закона излучения абсолютно черного тела и какое негативное влияние они оказали на развитие физики? Главную ошибку в интерпретации математической модели излучения абсолютно черного тела допустил Макс Планк. Он назвал свою константу h квантом наименьшего действия, которое не отражало истинное физическое содержание этой константы. В результате формирование правильных представлений о физической сути его константы, как кинетического момента (момента импульса) элементарного носителя энергии, излучаемого абсолютно черным телом, задержалось на десятилетия. 327. Почему тепловые фотоны могут существовать в свободном состоянии или в составе электронов в момент, когда они находятся в атомах? Тепловые фотоны излучаются электронами при синтезе атомов, молекул и кластеров. Они могут существовать в свободном состоянии, двигаясь со скоростью света, или быть в составе электронов и протонов, где они полностью теряют свою структуру в момент, когда электрон или протон поглощает их. 328. Почему гамма фотоны могут существовать в свободном состоянии или в составе протонов, расположенных в ядрах атомов? Фотоны гамма диапазона и частично рентгеновского диапазона могут быть в составе протонов или в свободном состоянии. Точная граница между фотонами, рождаемыми электронами и протонами, ещё не установлена. Она находится, по-видимому, в ультрафиолетовом диапазоне. 329. Могут ли гамма фотоны быть носителями тепловой энергии? Нет, не могут, так как тепловую энергию генерируют фотоны, излучаемые при синтезе атомов и молекул, а гамма фотоны излучаются при синтезе ядер атомов. Экспериментальная зависимость излучения абсолютно черного тела (рис. 21) убедительно доказывает это. Уменьшение плотности фотонов, формирующих температуру, до нуля при уменьшении длины волны (радиусов) фотонов. 330. Есть ли доказательства того, что рентгеновские фотоны не генерируют тепло? Есть. Фотоны начала рентгеновского диапазона имеют радиусы r 10 9 ì . Согласно формуле Вина максимальная совокупность таких фотонов формирует температуру
T
C ' 2,898 10 3 2,898 10 6 K . r 10 9
( hv / kT )
(96)
Это более миллиона градусов. Если рентгеновский аппарат излучает лишь 5% от их максимальной совокупности, то его лучи несут температуру 50000К. Однако, мы не ощущаем её. Другого доказательства отсутствия участия рентгеновских фотонов в формировании тепла в привычном для нас понимании не требуется. 331. В каких пределах изменяется длина волны фотонов, формирующих тепловую энергию? Точная граница ещё не установлена, так как нет определения понятия «тепловая энергия».
64 332. Какой закон определяет максимум плотности излучения абсолютно черного тела? Закон Вина C ' 2,898 10 3 . max T T 333. Можно ли использовать закон Вина для определения длины волны максимальной совокупности фотонов, формирующих температуру в определённой точке пространства? Абсолютно черное тело – замкнутая система, в которой тепловая энергия рассредоточена равномерно. Наличие во Вселенной почти равномерного во всех направлениях реликтового излучения даёт основания использовать закон Вина для определения максимума плотности этого излучения. Теоретический расчет длины волны максимума излучения Вселенной по формуле Вина полностью совпадает с экспериментальной величиной длины волны максимума реликтового излучения (рис. 22, точка А). Следовательно, формулу Вина можно использовать для расчета температуры в любой точке пространства, где известна длина волны фотонов, с максимальной плотностью в единице объёма.
Рис. 22. Зависимость плотности реликтового излучения Вселенной от длины волны: теоретическая – тонкая линия; экспериментальная – жирная линия 334. Какая совокупность фотонов определяет температуру в любой точке пространства? В соответствии с формулой Вина r
C ' 2,898 103 ,м . T T
(97)
температуру в любой точке пространства определяет максимальная плотность фотонов с определённой длиной волны или радиусом. 335. Каким образом фотоны, выполняя функцию элементарных носителей энергии, формируют температуру в любой точке пространства? Максимальное количество фотонов в единице объёма пространства с заданной длиной волны приводит к тому, что электроны атомов всех молекул этой среды непрерывно поглощают и излучают фотоны, плотность которых максимальна в этом объёме. В результате существование максимума совокупности фотонов с заданной длиной волны (радиусом) и определяет температуру в этой зоне. 336. Какую роль играет закон Вина и его математическая модель в определении температуры в любой точке пространства? Закон Вина и его математическая модель позволяют определить температуру в любой точке пространства, если известна длина волны максимального количества фотонов в этой точке. 337. Какие фотоны формируют тепловую энергию? Тепловую энергию формируют фотоны, излучаемые и поглощаемые электронами атомов и молекул, но не протонами ядер атомов.
65 338. Где граница на шкале фотонных (электромагнитных) излучений существования тепловых фотонов? Ни верхняя, ни нижняя граница ещё не установлены, так как нет четкого определения понятий «тепловая энергия». 339. Является ли процесс непрерывного изменения температуры в окружающем нас пространстве доказательством того, что это - следствие изменения длины волны максимальной совокупности фотонов в этой области пространства? Это следствие вытекает из закона Вина и законов поглощения и излучения фотонов электронами атомов, ионов и молекул, открытого нами. 340. На какую величину изменяется энергия каждого фотона, совокупность которых определяет температуру в данной точке пространства при изменении этой температуры на один градус? Энергии фотонов, формирующие температуру ноль и один градус Цельсия, отличаются на 0,000422eV. 341. На какую величину отличаются длины волн или радиусы каждого фотона в их максимальной совокупности, формирующей температуру в данной точке пространства, при изменении этой температуры на один градус? Радиусы (длины волн) фотонов, изменяющих температуру от ноля до одного градуса Цельсия, изменяются на 3,87 10 8 ì . 342. На какую минимальную величину градуса может меняться температура в данной точке пространства? Поскольку нет пока ограничения плавности изменения длины волны фотонов, минимальное изменение температуры также пока не имеет ограничения. 343. Существуют ли приборы, способные фиксировать минимальную величину изменения температуры в данной точке пространства? Мы не имеем ответа на этот вопрос. 344. Существует ли закон локализации температур в любых двух точках пространства и как он формулируется? Существует. Вот он (98) C0 r1r2 T1T2 Const . Закон равенства температур в двух точках пространства формируется так: произведения радиусов фотонов, формирующих температуру в двух точках пространства, на температуры в этих точках – величина постоянная. 345. Существует ли константа локализации температур в любых двух точках пространства и чему она равна? Существует и равна (99) C0 (2,898 10 3 ) 2 8,398404 10 6 ì 2 K 2 . 346. Каким образом, используя закон локализации температур, можно определить температуру любого космического тела? Надо знать температуру T1 рабочего элемента измерительного прибора и соответствующую ей длину волны 1 r1 фотонов, формирующих эту температуру, определённую по формуле Вина. Затем измерить длину волны 2 r2 максимума излучения космического тела и результат подставить в формулу (98). 347. Почему приёмный элемент измерительного прибора (болометр) для определения фонового излучения Вселенной охлаждается до предельно низкой температуры? Делается это для того, чтобы устранить влияние фотонов, формирующих температуру измерительного прибора, на величину тока, генерируемого фотонами, пришедшими в измерительный прибор от исследуемого объекта. 348. До какой температуры охлаждался болометр при изучении реликтового излучения лауреатами Нобелевской премии 2006 г.? До Т=0,10К. 349. Является ли минимальная температура болометра – пределом, определяющим максимальную длину волны реликтового излучения? Конечно, является, но она, как нам известно, ещё не определена экспериментально. 350. Почему авторы эксперимента по определению реликтового излучения представили свою экспериментальную зависимость непрерывной и не показали зону, в которой им не удалось определить интенсивность излучения из-за отсутствия болометра с меньшей температурой? Указанная экспериментальная зависимость была опуб-
66 ликована в Интернете без ссылки на её авторов. Она представлена на рис. 22. В интернетовском рисунке между точками N и N 1 - сплошная линия. Однако, температура болометра ограничивала возможности экспериментаторов точкой N, которой соответствует длина волны 29мм (рис. 22). C ' 2,898 10 3 (100) 0,10 0,029, м 29 мм . T 0,10 Если лауреаты Нобелевской премии провели сплошную линию между точками N и N1, то их действия непонятны (рис. 22). 351. До какой температуры надо охладить болометр, чтобы зафиксировать самую большую длину волны реликтового излучения? До температуры, примерно, равной T 0,056K . 352. Равна ли максимальная длина волны реликтового излучения максимально возможной длине волны фотона? В соответствии с законом Вина, предельно низкая температура определяется совокупностью фотонов с предельно большой длиной волны, поэтому предельно низкую температуру формирует наибольшая совокупность фотонов с максимальной длиной волны. 353. Является ли отсутствие в Природе фотонов с длиной волны больше максимальной длины волны реликтового излучения доказательством существования предельно низкой температуры? Это следствие явно вытекает из совместного анализа закона Вина и экспериментальной зависимости плотности реликтового излучения от длины волны фотонов (рис. 22). 354. Почему существует абсолютно низкая температура? Потому что существует предельно большой радиус фотонов, формирующих температуру. Он равен, примерно, r 0,05 ì . 355. Чему равна длина волны максимума реликтового излучения и можно ли рассчитать её теоретически? Величина длины волны максимума реликтового излучения, рассчитанная по формуле Вина, совпадает с экспериментальным значением этой длины волны. 356. Чему равна максимальная длина волны реликтового излучения, зафиксированная экспериментально Нобелевскими лауреатами 2006 г., и можно ли рассчитать её теоретически? Ответ следует из формулы 0,052 м
C ' 2,898 10 3 (101) 0,029, м 29 мм . T 0,10 357. Вся ли экспериментальная зависимость реликтового излучения удовлетворительно рассчитывается с помощью формулы Планка, описывающей излучение абсолютно черного тела? Нет, не вся. Формула Планка удовлетворительно рассчитывает лишь среднюю зону диапазона реликтового излучения. С увеличением и уменьшением длины волны от этой зоны расхождения между теоретическим и экспериментальным результатами увеличиваются (рис. 22). 358. Почему не могут существовать в Природе фотоны с длиной волны больше максимальной длины волны реликтового излучения? Потому что максимальная длина волны реликтового излучения соответствует предельно низкой плотности электромагнитных или магнитных полей фотона (рис. 16), которые совместно с центробежными силами локализуют фотон в пространстве. В результате фотоны с максимальной длиной волны теряют устойчивость и растворяются, превращаясь в эфир. 359. Каким образом формируется излучение с длиной волны больше максимальной длины волны реликтового излучения? Излучение с длиной волны больше длины волны реликтового излучения формируется импульсами совокупностей единичных фотонов, в основном, инфракрасного диапазона (рис. 23).
0,10
67 360. Сколько констант управляет поведением единичных фотонов? Поведением единичных фотонов управляют следующие константы: h 6,626176 10 34 Дж / с ; С 2,998 108 м / с ; q 0 r / C r / r 1,05 ;
k 0 m m r h / C 2,2102541 10 42 кг м const (102);
0 8,854 10 12 Ф / м ; 0 1,256 10 6 Г / м ; C ' 2,898 10 3 м K ; C0 12 T1T2 8,398404 10 6 м 2 К 2 Const .
Рис. 23. Схема фотонной волны длиною 361. Сколько констант управляет поведением совокупностей фотонов? h 6,626176 10 34 Дж / с ; С 2,998 108 м / с ; C ' 2,898 10 3 м K ; C0 12 T1T2 8,398404 10 6 м 2 К 2 Const . 362. Константа локализации фотонов (формула 102) управляет процессом их локализации в интервале от гамма диапазона до максимальной длины волны реликтового излучения. Все параметры фотона в этом диапазоне изменяются, примерно, на 16 порядков. Может ли служить это доказательством корпускулярных свойств фотонов всех частот? Конечно, может. 363. Можно ли зафиксировать движение одного фотона? Пока такой возможности нет. Фотоны всегда движутся неисчислимой совокупностью. Если взять радиус светового фотона r 5,0 10 7 ì , то его частота равна Ñ / r 2,998 108 / 5,0 10 7 5,996 1014 . Если бы нам удалось заставить электрон излучить один фотон, то, чтобы зафиксировать его в остановленном состоянии, надо учесть, что он делает за один оборот 6 колебаний и перемещается на длину одной волны или одного радиуса за одно колебание. Следовательно, чтобы на фотографии он отразился чётко, надо повысить частоту съёмки до, примерно, 1015 кадров в секунду. И даже в этом случае возникает вопрос: что принесёт на наше фото образ фотона? Ведь он сам является носителем всех образов, которые мы видим и фотографируем. Так что пока нет возможности сфотографировать фотон. 364. Есть ли экспериментальные данные, подтверждающие теорию фотона? Учёные, начинавшие разрабатывать военные лазеры, читали и перечитывали Максвелла. Но его теория молчала. Пока, в бывшем Советском Союзе, не нашёлся инженер-физик, потребовавший поставить эксперимент, противоположный идеям Максвелла. Нашему поколению имя этого инженера не будет известно. Не академики, а инженер-физик, так поставил эксперимент в те далёкие годы, что России нет необходимости соревноваться с американцами в строительстве, как они пишут, самых мощных в мире лазеров, оборудование которых занимает площадь, равную площади футбольного поля. У нас остаётся одно – пожелать успеха американским физикам. 365. Подтверждает ли тот далёкий эксперимент современную теорию фотона? Ответ однозначно положительный. 366. Спин характеризует вращение частицы. Есть ли у фотона спин? Так как фотон – вращающееся магнитное образование, то он имеет спин (рис. 16, 24).
68 367. Какая величина выполняет роль спина у фотона? Роль спина фотона выполняет постоянная Планка h . 368. Как направлен спин фотона по отношению к траектории его движения? Спин h фотона равен постоянной Планка и направлен вдоль оси его вращения перпендикулярно траектории движения и плоскости поляризации (рис. 16, 24).
Рис. 24. Упрощенные схемы моделей фотонов: а) с правоциркулярной и b) левоциркулярной поляризациями 369. Физики ввели понятия: правовращающаяся и левовращающаяся поляризация фотонов. Как понимать эти понятия? Спросите у физиков ХХ века и они понесут Вам, как говорят, несусветную околесицу о физической сути введённых ими понятий. Правильное понимание физической сути этих понятий появилось лишь при выявлении модели фотона. Суть этих понятий предельно просто отражена на рис. 24 и 25, где представлены разные направления вращений фотонов при движении в одном и том же прямолинейном направлении, что и приводит к разным направлениям их спинов. Спин фотона направлен так, что при виде с его острия фотон должен вращаться против хода часовой стрелки. 370. Взаимодействуют ли спины фотонов при пересечении траекторий их движения? Взаимодействуют. Это следует из экспериментов по сближению траекторий движения монохроматических фотонов с одинаковой циркулярной поляризацией и удаление этих траекторий друг от друга, если циркулярные поляризации противоположны (рис. 24). 371. Изменяет ли взаимодействие спинов фотонов направление их движения? Сближение траекторий движения фотонов с одинаковой циркулярной поляризацией и удаление с разной циркулярной поляризацией свидетельствует об изменении траекторий движения фотонов при взаимодействии их спинов (рис. 25). Это – давно (со времён Френеля) опубликованные экспериментальные факты.
Рис. 25. Схема взаимодействия лучей фотонов: а) с одинаковой циркулярной поляризацией; b) с противоположной циркулярной поляризацией
69 372. Почему световые монохроматические лучи сближаются при одинаковой циркулярной поляризации и отталкиваются при разной циркулярной поляризации? Потому что при одинаковой циркулярной поляризации направления их вращения совпадают, а при противоположной циркулярной поляризации направления их вращения противоположны (рис. 25). 373. Каким образом передаётся действие от одного фотона к другому? Взаимодействия между фотонами передаются через разряжённую субстанцию, которую мы называем эфиром. 374. На каком расстоянии друг от друга начинают сближаться световые фотоны с одинаковой циркулярной поляризацией? На расстоянии, примерно, равном 0,5 мм. 375. Во сколько раз расстояние, на котором начинают сближаться траектории фотонов с одинаковой циркулярной поляризацией, больше их радиусов? Если взять световой фотон с радиусом r 5 10 7 ì , то в 5 10 4 / 5 10 7 1000 ðàç . 376. Влияет ли взаимодействие спинов фотонов при пересечении траекторий их движения на формирование дифракционных картин? Взаимодействие спинов фотонов в момент пересечения их траекторий движения – главный фактор, управляющий формированием дифракционных картин. При пересечении траекторий движения поляризованных фотонов процесс взаимодействия их спинов распределяет их на экране не беспорядочно, а на расстояниях, равных их длинам волн или радиусам. 377. Имеет ли отражающийся фотон поперечную составляющую (перпендикулярно плоскости поляризации) импульса? Нет, не имеет. Это следует из закономерности изменения угла между осью ОХ и направлением вектора импульса фотона 2 0 t 0,42 sin y' tg x , (103) 2 0 t x' 1 0,42 cos
Поскольку модель фотона электромагнитная или магнитная, то он легко деформируется при встрече с препятствием. При этом в момент отражения центр масс фотона находится преимущественно на гребне или в яме волны, то есть при углах 0 и 60 градусов или 30 и 90 градусов. Для всех этих случаев формула (103) даёт один результат – угол альфа равен нулю. То есть в момент отражения фотона отсутствует поперечная составляющая импульса.
Рис. 26. Схема поляризации отраженных фотонов: 1 – падающий луч; 2 – отраженный луч; 3 – плоскость падения; 4 – плоскость отражения; 5 – отражающая плоскость; 6 – вертикальная жирная линия символизирует количество фотонов, поляризованных в вертикальной плоскости (плоскости отражения (4) 378. Почему угол падения фотона равен углу отражения независимо от ориентации плоскости вращения (поляризации фотона)? Потому, что в процессе контакта фотона с отражающей плоскостью он частично деформируется и принимает форму, близкую к сферической. Кроме этого, в момент отражения у фотона отсутствует поперечная составляющая импульса. Таким образом, близость формы фотона к сферической в мо-
70 мент отражения и наличие только продольного импульса формирует условия, при которых угол падения большинства фотонов равен углу отражения (рис. 26). 379. Почему фотоны поляризуются плоскостью отражения в двух взаимно перпендикулярных направлениях? Потому что их внешняя поверхность в плоскости поляризации имеет шесть магнитных лучей, один из которых первым встречает поверхность отражения. В результате в момент контакта с поверхностью отражения формируется суммарный момент, который поворачивает плоскость поляризации фотона в направление, совпадающее с плоскостью падения. Если же плоскость поляризации фотона, приближающегося к отражающей плоскости, перпендикулярна плоскости падения, то в момент встречи с отражающей плоскостью создаются условия для одновременного контакта двух лучей фотона с ней, что затрудняет поворот плоскости поляризации фотона. В результате большая часть фотонов поляризуется в плоскости падения и меньшая часть в плоскости, перпендикулярной плоскости падения (рис. 26 и 27). 380. Почему большая часть отражённых фотонов поляризуется в плоскости падения и отражения (рис. 26 и 27)? Потому, что, как мы уже отметили, если плоскость поляризации фотона не перпендикулярна плоскости падения, то фотон начинает контактировать с отражающей плоскостью одним магнитным лучом. В результате формируется момент, поворачивающий плоскость поляризации фотонов в направление, совпадающее с плоскостями падения и отражения. 381. Почему меньшая часть отражённых фотонов поляризуется в плоскости, перпендикулярной плоскости падения и плоскости отражения? Потому, что в этом случае фотон начинает контактировать с отражающей плоскостью двумя лучами. Что и препятствует повороту его плоскости поляризации. 382. Кому принадлежит знаменитый эксперимент, схема которого представлена на рис. 27? Сергею Ивановичу Вавилову. 383. Какое значение имеет эксперимент С.И. Вавилова для понимания процессов передачи информации из пространства в антенну приёмника? Если сигнал несут не поляризованные фотоны, то они, встречаясь с элементами антенны приёмника, поляризуются в момент отражения, то есть выстраиваются спинами вдоль провода антенны и таком образом формируют суммарное ориентированное магнитное поле, которое мгновенно ориентирует все свободные электроны стержня антенны в одном направлении. Сформировавшийся электронный импульс передаётся вдоль провода со скоростью близкой к скорости света и, попадая в приёмное устройство, приносит информацию, закодированную в этом импульсе, а дальше все это передаётся на экран приёмного устройства.
Рис. 27. Поляризация света при отражении: 1-падающий луч; 2 – отражающая плоскость; 3 – отраженный луч; 4 – экран; 5 – сосуд с взмученной водой; 6 – луч, прошедший через сосуд; 7 – плоскость падения луча; 8 – плоскость поляризации отраженного луча; 9 – неполяризованный луч источника света; 10 – неполяризованный луч, прошедший через сосуд 5
71 384. Как передаётся телеинформация из космоса на приёмную параболическую антенну? Импульс фотонов, несущих информацию, фокусируется параболической поверхностью антенны и таким образом усиливается воздействие фотонов на приёмный элемент антенны расположенный в фокусе параболической поверхности. В результате в приёмном устройстве рождаются импульсы сориентированных электронов. Этот импульс передаётся на экран телевизора. 385. Возможен ли приём радиосигнала с помощью антенны без постороннего источника питания? В начале 50-х годов прошлого века в СССР продавали, так называемые, детекторные радио приёмники без источника питания. Большая антенна, мощное заземление и небольшая коробочка для настройки на радиостанцию. Вот и всё. Я лично имел такой приёмник и принимал Москву на длинных волнах. Энергии фотонов, отражавшихся от провода антенны и ориентировавших электроны в ней, было достаточно для формирования небольшого потенциала и тока. 386. Почему при угле Брюстера (рис. 28, внизу) и совпадении плоскостей падения, поляризации (3) и отражения фотонов коэффициент отражения света равен нулю? Потому, что при этом угле скорость центра масс фотона равна 1,4С . В результате такой фотон не отражается от стекла, а проходит через него или поглощается материалом стекла. 387. Где можно прочитать детали, кратко излагаемой здесь информации? В главе «Элементы корпускулярной оптики», в монографии «Начала физхимии микромира», которую можно скопировать по адресу: http://www.micro-world.su/ 388. Почему поток фотонов формирует дифракционные и интерференционные картины? Поток фотонов формирует дифракционные и интерференционные картины лишь после отражения от кромок препятствий. В результате отражения каждого фотона плоскости поляризации большинства из них оказываются параллельными, а спины соосными. Взаимодействующие спины фотонов изменяют траектории их движения так, что они распределяются на экране не беспорядочно, а на расстояниях, кратных длинам волн или радиусам вращения фотонов (рис. 29, 30).
Рис. 28. Зависимость коэффициента отражения фотонов от границы воздух – стекло от угла падения при разной их поляризации: 1 – плоскости падения фотонов и поляризации перпендикулярны; 2 – неполяризованный луч; 3 – плоскости падения, поляризации и отражения фотонов совпадают
72
Рис. 29. Схема возможного изменения направления движения фотонов с синхронизированной частотой и одинаковой циркулярной поляризацией
а)
b)
Рис. 30. Дифракционные картины Фраунгофера: а) на круглом отверстии диаметром 6 мм; b) на квадратном отверстии (7х8 мм) 389. На рис. 30, а и b дифракционные картины, явно зависящие от контура отверстия. Значит ли это, что дифракционная картина – следствие отражения фотонов от кромок отверстий? Значит. Это центральный момент в процессе формирования дифракционных картин. Фотоны, отразившиеся от кромок отверстий, поляризуются и в результате их спины, а значит, и воображаемые оси вращения оказываются соосными. Те фотоны, у которых спины направлены в одну сторону, сближаются, а те, у которых спины направлены в разные стороны, удаляются друг от друга. В результате траектории фотонов между препятствием, формирующим дифракционную картину, и экраном, пересекаются и взаимодействующие спины направляют их на экран не беспорядочно, а пучностями, расстояние между которыми оказывается связанным с радиусом (длиной волны) фотона. 390. Значит ли, что понятия дифракция и интерференция фотонов отражают одно и тоже явление? Ответ однозначно положительный. Одно из указанных понятий лишнее и мы убедимся в этом при анализе самой загадочной дифракционной картины за двумя щелями. 391. Дифракционная картина за проволокой исчезает, если закрыть контур проволоки с одной стороны. Почему? Потому, что при этом исчезает поток поляризованных фотонов, отраженных от закрытого контура проволоки. Исчезает и процесс взаимодействия спинов поляризованных фотонов в момент пересечения траекторий их движения. В результате исчезает и дифракционная картина (рис. 31). 392. Почему внутренние дифракционные каёмки формируются фотонами, взаимодействующими с противоположными краями препятствий, формирующих дифракционные картины? Потому, что фотоны поляризуются только в процессе отражения. В
73 результате этого формируются условия взаимодействия их спинов и сближения или удаления траекторий их движения. Этот факт следует из опытов Френеля (рис. 31).
Рис. 31. Схема формирования светлой полосы в центре тени от проволоки 393. Почему наружные дифракционные каёмки формируются фотонами, движущимися от точечного источника света и отраженными от краёв препятствий, формирующих дифракционные картины? Этот факт установлен экспериментально Френелем. Объясняется он тем, что отраженные фотоны имеют упорядоченную поляризацию. В результате взаимодействия отражённых фотонов с упорядоченным направлением спинов, с теми фотонами, движущимися от точечного источника света, спины которых параллельны спинам отраженных фотонов, формируются условия, когда часть фотонов сближает свои траектории движения, а другая часть удаляет их друг от друга. Такая, если можно сказать, селекция фотонов и формирует наружные дифракционные картины. 394. Можно ли с доверием относиться к результатам исследований Френеля? Экспериментальная часть его исследований поражает его находчивостью, проницательностью и скрупулёзностью, а теоретическое описание результатов экспериментов изобилует ошибками, которые и повлияли на ошибочность интерпретации им своих же экспериментов. Он категорически заявил, что объектом его исследований были световые волны, но не частицы. И это не удивительно. Ошибочность его интерпретации следует из ошибочности его теоретического анализа результатов своих экспериментов. 395. Какие ошибки допустил Френель при выводе формулы для расчета дифракционных полос за проволокой? Из начальных условий вывода формулы для расчета дифракционных каёмок следует отрицательный знак в конечной формуле Френеля, но его нет в его формуле. Далее, координату точки пересечения двух световых сфер он приравнял расстоянию между проволокой и экраном, без каких – либо пояснений, но делать это нельзя, так как у них разные геометрические размеры. 396. Существует ли вывод формулы Френеля для расчета дифракционных полос за проволокой, отличный от вывода, предложенного Френелем? Да, существует. Его формула выводится из прямоугольного треугольника, образующегося в результате пересечения траекторий движения фотонов в зоне между препятствием, формирующим дифракционные картины, и экраном (рис. 32). 397. Влияет ли новый вывод формулы Френеля на интерпретацию волновых свойств света? Да, из нового вывода формулы Френеля для расчета дифракционной картины за проволокой следует, что эти картины – следствие взаимодействия спинов поляризованных фотонов при пересечении траекторий их движения в зоне между проволокой и экраном (рис. 31, 32).
74
Рис. 32. Схема к анализу эксперимента Френеля 398. Есть ли анализ ошибок Френеля? Мы опубликовали их в различных своих книгах в разобщённом состоянии. Конечно, надо бы опубликовать их в объединённом состоянии, но вряд ли появится время для этого. 399. Чем отличаются формула Френеля (104) от формулы (105) Юнга для расчёта дифракционных картин? 2y
y
k b . d
b d
k .
(104)
(105)
Формула Френеля (104) для расчета дифракционной картины за проволокой (рис. 31, 32) отличается от формулы Юнга (105) для расчета дифракционной картины за двумя щелями (рис. 33) значением коэффициента k . Френель измерял расстояния, как он писал, между темными каёмками с учетом центра картины. Юнг измерял просто расстояния между светлыми каёмками, начиная от центральной светлой полосы. Поскольку явление, формирующее дифракционные картины в обоих случаях одно и тоже, то формула для их расчёта получается одна. Так как в центре картины светлая полоса (рис. 33, 34), то коэффициент k в формуле (105) Юнга принимает значения k 0,1,2,3,....... , а в формуле (104) Френеля - значения k 1,3,5,..... . 400. Дифракционные картины за двумя щелями - самые таинственные. Они не имели приемлемой интерпретации с момента их получения. Как же новая теория фотона интерпретирует дифракционные картины за двумя отверстиями или за двумя щелями? Юнг установил, что самой яркой является центральная дифракционная полоса и что при увеличении расстояния между щелью и экраном количество интерференционных полос увеличивается (рис. 33, 34).
75
Рис. 33. Схема эксперимента Юнга с двумя щелями
Рис. 34. Схема формирования интерференционных полос за двумя щелями при разном расстоянии до экрана 401. Почему за двумя щелями (рис. 33 и 34) или отверстиями формируется аномальная дифракционная картина и почему тайна этой закономерности так долго оставалась нераскрытой? Потому, что все пытались интерпретировать эту картину на основании волновой природы света, которой он не обладает. Теперь же ясно, что максимальная яркость в зоне на экране, расположенной против перегородки между щелями – следствие прихода в эту зону наибольшего количества фотонов в результате их поляризации при отражении от четырёх кромок двух щелей (рис. 33) и последующего сближения за счёт пересечения траекторий их движения между щелями и экраном. Количество пересекающихся траекторий поляризованных фотонов в этом случае увеличивается, а их осевой линией оказывается линия, проходящая от центра перегородки между отверстиями до экрана. Таким образом, в зону пересечения осевой линии с экраном попадает максимальное количество фотонов, отраженных от четырех контуров отражения, формируемых двумя щелями, увеличивая яркость центральной зоны. Если закрыть одну щель, то количество потоков отраженных фотонов уменьшится до двух, и они будут формировать дифракционную картину, соответствующую одной щели. 402. Влияет ли переменная скорость движения центров масс фотонов на формирование радужных колец Ньютона (рис. 35)? Разная скорость центров масс фотонов на гребнях волн и в их впадинах формирует условия, когда они могут отражаться от стекла
76 после прохождения линзы или проходить в стекло. В результате меняющаяся величина зазора между линзой и стеклом разделяет отражённые фотоны в точном соответствии с изменением длины их волны, а значит и – цвета.
Рис. 35. Радужные кольца Ньютона
403. Почему все элементарные частицы при взаимодействии с препятствиями формируют дифракционные картины, подобные волновым картинам? Потому, что все они имеют вращающиеся структуры и спины. Дифракционная картина – результат взаимодействия спинов частиц при пересечении их траекторий (рис. 29-34). 404. Можно ли считать, что уже завершены вопросы о фотоне и ответы на них? Нет, конечно, мы коснулись, лишь основных вопросов и дали ответы на них. Дальше, по ходу анализа структур и поведения других обитателей микромира, неизбежно будут возникать дополнительные вопросы об участии фотонов в различных физических и химических процессах и мы будем ставить их и давать ответы на них. 405. Можно ли привести краткий итог новой корпускулярной оптики? Мы привели качественное и, частично, количественное объяснение корпускулярных свойств света при взаимодействии спинов фотонов, проходящих через отверстия и отраженных от кромок проволоки и щелей. Этого достаточно для доказательства формирования дифракционных картин потоками фотонов, спины которых взаимодействуют при пересечении траекторий их движения. Особо отметим таинственность формирования дифракционной картины за двумя щелями, которая считалась физиками непостижимой для понимания. Теперь эта тайна раскрыта. Известно, что фотоны излучаются и поглощаются электронами атомов или протонами ядер атомов. После излучения они существуют в движении со скоростью света до момента последующего поглощения. Поэтому возникает необходимость в выявлении электромагнитной структуры следующих элементарных частиц – электрона, протона и нейтрона. 406. Можно ли подвести итоги новой теории фотонов? Можно, конечно. Модель фотона выявлена из тщательного анализа давно существующих математических моделей, описывающих его поведение в различных экспериментах. Фотон – локализованное в пространстве кольцевое образование, состоящее из шести частей, точное физическое наполнение которых предстоит ещё уточнять. Теоретическое описание его поведения согласуется с большим массивом экспериментальных данных об этом поведении, в том числе с наиболее таинственными данными по формированию дифракционных картин. Поляризация фотонов после отражения и взаимодействие их спинов – главные факторы, определяющие дифракционные картины. 407. Какой фактор является главным в достигнутых результатах? Аксиома Единства пространства, материи и времени, в рамках ограничений которой выявлена модель фотона в первом приближении. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Фотоны излучаются электронами и протонами и живут, перемещаясь в пространстве со скоростью 300000 км/час до тех пор, пока другие электроны и протоны не поглотят их.
77 7. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ОБ ЭЛЕКТРОНЕ, ПРОТОНЕ И НЕЙТРОНЕ Анонс. Электрон и протон претендуют на первенство при рождении элементарных частиц в начале формирования материального мира во Вселенной. Зарождение этих двух элементарных частиц – достаточное условие для образования материального мира Вселенной, на одной из «песчинок» которой, нашей матушке Земле, мы живём и пытаемся познать тайны безумно сложного мироздания. 408. Что знают современные академики об электроне? Они считают, что это точка, не имеющая структуры [1]. 409. Есть ли размер этой точки? Есть. Он называется классическим радиусом электрона. 410. Чему равен классический радиус электрона? Он равен rek 2,8179380 10 15 ì . 411. Какой ещё геометрический размер электрона известен академикам? Комптоновская длина волны электрона, равная eK 2,4263089 10 12 ì . 412. Как понимают академики физику связи между классическим радиусом электрона и комптоновской длиной его волны? Никак. Эта связь появляется из совокупности констант и не содержит в себе никакого физического смыла. 413. Что же послужило академикам основой для придания электрону точечной структуры и длины волны одновременно? Эксперименты по дифракции электронов. Они формируют дифракционные картины, подобные дифракционным картинам, формируемым фотонами, а также эксперименты Комптона по отражению рентгеновских фотонов. 414. Уже показано, что параметры дифракционных картин, формируемых фотонами, рассчитываются по простым математическим формулам Френеля и Юнга. Есть ли подобные формулы для расчёта параметров дифракционных картин, формируемых электронами? Таких формул нет, так как дифракционные картины электронов формируют атомы, точные размеры которых до сих пор не известны. 415. Какой же параметр электрона: классический радиус или комптоновская длина волны заслуживает доверия и внимания? Доверия и внимания заслуживает Комптоновская длина волны электрона. Она следует из экспериментов Комптона, выполняемых с точностью до 6-го знака после запятой, поэтому она заслуживает полного доверия и мотивирует необходимость поиска математической модели для теоретического расчёта указанного параметра и мы представим результаты этого поиска. 416. Так как элементарные частицы – локализованные в пространстве образования, то они должны иметь константы локализации, которые должны быть связаны между собой. Равна ли константа локализации фотона k f константе локализации электрона k e ? Равна [1].
h mr 2 k f ke k0 m r 2,210 10 42 êã ì const. C r
(106)
417. На основании каких наблюдений можно сделать заключение о том, что электрон имеет структуру сложнее точечной? Известно, что электрон, направленный в магнитное поле, движется в нём по спиральной траектории (рис. 36). Это значит, что он локализован в пространстве и имеет собственное магнитное поле с северным и южным магнитными полюсами, которые взаимодействуют с внешними магнитными полюсами и за счёт этого электрон, вращаясь, замедляет своё движение по спиральной траектории (рис. 36).
78
Рис. 36. Траектория движения электрона в магнитном поле 418. Существуют ли математические модели для теоретического расчёта экспериментального (комптоновского) радиуса электрона? Существуют re (theor )
re
k 0 2,210 10 42 2,426 10 12 м . 31 me 9,109 10
h 6,626 1034 2,426 1012 м. 31 20 me e 9,109 10 1,236 10
(107)
(108)
419. Почему же тогда академики - «лидеры» ортодоксальной физики представляют электрон точкой, не имеющей внутренней структуры? Они ввели понятие «классический радиус электрона», равный ree 2,817938 10 15 ì , полностью проигнорировав экспериментальную величину комптоновской длины волны электрона, равную его радиусу e re 2,4263080 10 12 ì . Экспериментальная величина комптоновской длины волны электрона равна величине его теоретического радиуса с точностью до 6-го знака после запятой: (109) re (theor ) 2,4263087 10 12 м.
e (exp er ) 2,426309 10 12 м
(110)
420. Какой самый точный эксперимент доказывает корпускулярные свойства электронов? Эксперимент Комптона. 421. Какой математической моделью связана комптоновская длина волны e электрона с его радиусом re ? e (1 cos ) r re (1 cos ) (111) 422. Релятивистские теории вывода эмпирической формулы Комптона (111) для расчёта длины волны e электрона – нагромождение сложных математических преобразований с элементами релятивизма. Нельзя ли эту формулу вывести из процесса взаимодействия кольцевой модели рентгеновского фотона с кольцевой моделью электрона? Такой вывод сделан и опубликован давно. На рис. 37 схема для элементарного вывода формулы Комптона вместо многостраничных релятивистских выводов этой же формулы (111) с многочисленными сомнительными допущениями.
79
Рис. 37. Схема взаимодействия фотона с электроном в эффекте Комптона После взаимодействия фотона с электроном его импульс изменится на величину h o h h o h o cos о о (1 cos ) C C C C Поскольку o C / o и C / , то C
o
C
C
o
(1 cos ) о (1 cos ).
(112) (113)
Известно, что эффект Комптона проявляется при взаимодействии между электронами и рентгеновскими фотонами. Это обусловлено тем, что они имеют близкие по величине радиусы, поэтому у нас есть основания обозначить е . Полагая также, что 0 , имеем [1] (114) e (1 cos ) r re (1 cos ) Это и есть формула Комптона для расчета изменения длины волны отраженного рентгеновского фотона, которую он подобрал эмпирически в 1922 году и использовал при интерпретации результатов своего эксперимента. 423. Какой закон управляет постоянством комптоновской длины волны e электрона? Независимость комптоновской длины волны электрона от угла взаимодействия с рентгеновским фотоном указывает на то, что рентгеновский фотон взаимодействует во всех случаях с электронами одних и тех же размеров или одного и того же радиуса re . 424. Является ли совпадение теоретической величины радиуса электрона (109), (110) с экспериментальной величиной комптоновской длины его волны достаточным основанием для признания равенства между радиусом электрона re и его длиной волны e ? Является. 425. Если теоретическая величина радиуса кольцевой модели электрона совпадает с экспериментальной величиной комптоновской длины волны электрона, то можно ли считать в первом приближении, что электрон имеет форму кольца? В монографии «Начала физхимии микромира» это обоснование описано детально. 426. Существует ли математическая модель для расчёта радиуса электрона, учитывающая его магнитные свойства? Да, существует [1]. re (theor )
Ñh 4 Â Í
e
2,998 108 6,626 10 34 2,426 10 12 ì 4 3,142 9,274 10 24 7,025 108
(115)
427. Существуют ли какие-нибудь экспериментальные доказательства наличия у электрона, так называемого, классического радиуса электрона, равного ree 2,817938 10 15 ì , на основании которого было сделано заключение о том, что
80 электрон представляет собой точку и не имеет внутренней структуры? Нет, не существуют. Это чистая теоретическая выдумка. 428. Какой реальный физический смысл имеют эти два параметра ree 2,817938 10 15 ì , и e re 2,4263080 10 12 ì , электрона? Классический радиус
ree электрона равен радиусу окружности, ограничивающей сближение магнитных силовых линий в центре симметрии электрона (рис. 38), а комптоновская длина волны электрона равна радиусу re осевой линии его тора (рис. 38).
Рис. 38. Схема теоретической модели электрона (показана лишь часть магнитных силовых линий) 429. Связана ли постоянная тонкой структуры со структурой электрона? Связана, и эта связь установлена давно и представлена в формуле re (116) ree 2,8179380 1015 м . 2 430. Если постулировать, что электрон имеет форму полого тора, который вращается относительно оси симметрии и относительно кольцевой оси тора, то будет ли энергия этих двух вращений равна фотонной энергии Ee me C 2 he 5,110 105 eV электрона? Сумма кинетической E K и потенциальной E 0 энергий электрона точно равна его фотонной энергии Ee me C 2 he 5,110 105 eV . 431. Поскольку энергия электрона, так же как и энергия фотона, определяется через постоянную Планка, то электрон должен вращаться относительно оси симметрии, чему равна угловая скорость этого вращения и какие математические модели позволяют рассчитывать её теоретически? Угловая скорость электрона рассчитывается по формулам [1]: Ee 8,187 10 14 (117) e 1,236 10 20 c 1 , 34 h 6,626 10
e
e
h 6,626 10 34 1,236 10 20 c 1 const. 2 31 12 2 me re 9,109 10 (2,426 10 )
4 Â Í h
e
(118)
4 3,142 9,274 10 24 7,025 108 1,236 10 20 c 1 (119) 34 6,626 10 .
432. Почему спин электрона равен постоянной Планка, а не её половине, как считалось до сих пор? Равенство спина электрона половине константы Планка следует из результатов теоретических исследований Дирака, базирующихся на ошибочных идеях релятивизма, а также - из сомнительной интерпретации тонкой структуры спектра атома водорода, которая косвенно подтверждает теоретический результат Дирака.
81 Ошибочность идей релятивизма уже доказана. Ошибочной оказалась и интерпретация тонкой структуры спектров атома водорода. Обе эти ошибки детально анализируются в одном из изданий монографии «Начала физхимии микромира». Из анализа следует равенство спинов всех элементарных частиц, в том числе и электрона, целой величине константы Планка, а не её половине, как считалось до сих пор. 433. Почему электрон, являясь частицей, формирует дифракционные картины, подобные аналогичным картинам, формируемым фотонами? Потому, что он имеет спин. Указанные картины - результат взаимодействия спинов электронов при пересечении траекторий их движения, которые формируются процессами отражения электронов от кромок препятствий, формирующих такие же дифракционные картины, как и - фотоны. 434. Как направлен вектор магнитного момента электрона по отношению к направлению его спина? Из рис. 38 следует, что векторы магнитного момента электрона M e и его спина h направлены вдоль оси вращения электрона в одну сторону. 435. Почему векторы кинетического h и магнитного моментов M e электрона совпадают по направлению, а не направлены противоположно, как считалось до сих пор? Ошибочный вывод о противоположности направлений векторов магнитного момента и спина электрона следует из математической модели, объединяющей их eh (120) M e  9,274 1024 Äæ / Òë. 4 me В этой математической модели магнетон Бора  и постоянная Планка – векторные величины. Знак минус после знака равенства физики ставят, основываясь на отрицательности заряда электрона. В результате векторы магнитного момента и спина были направлены в противоположные стороны. Однако, это противоречит экспериментальному факту формирования кластеров электронов. Этот процесс возможен лишь при совпадении направлений указанных векторов. 436. Почему энергия фотона равна произведению постоянной Планка на линейную частоту E h , а энергия электрона - произведению постоянной Планка на угловую частоту его вращения е рад. / с , которую мы считаем и угловой скоростью электрона E he ? Потому, что состояние прямолинейного движения фотона со скоростью света – основное состояние его жизни. Оно и определяет его энергию, как произведение кинетического момента h электрона на линейную частоту . Основное состояние электрона – состояние покоя относительно пространства при отсутствии внешних сил. В этом состоянии его кинетическая энергия определяется, как произведение его кинетического момента h на частоту вращения е рад. / с относительно оси симметрии, которую мы называем и угловой скоростью вращения. 437. Что даёт основание предполагать о наличии у электрона двух вращений? Наличие у электрона и магнитного момента, и электрического заряда дают основание предполагать наличие у него двух вращений (рис. 38). 438. Для чего введены понятия кинетическая и потенциальная энергии электрона? Для характеристики двух взаимосвязанных вращений электрона. 439. Какую структуру должен иметь электрон при наличии двух вращений? Тороидальную (рис. 38). Тогда можно постулировать, что вращение электрона относительно оси симметрии тора генерирует его кинетическую энергию, а вращение поверхности тора относительно его кольцевой оси генерирует потенциальную энергию электрона, его электрический заряд и магнитный момент (рис. 38). 440. Какое электромагнитное явление в структуре электрона формирует его кинетический момент и кинетическую энергию? Кинетический момент h электрона и его кинетическую энергию E K генерирует процесс вращения относительно оси симметрии (рис. 38).
82
EK
he 6,626 10 34 1,236 10 20 2,556 10 5 eV . 2 2 1,602 10 19
(121)
441. Какое электромагнитное явление в структуре электрона формирует его электрический заряд e и потенциальную энергию E 0 ? Электрический заряд e и потенциальная энергия электрона E 0 формируются вращением поверхностной субстанции тора относительно его кольцевой оси (рис. 38) [1].
E0
1 9,109 10 31 (3,862 10 13 ) 2 (7,763 10 20 ) 2 me e2 2 2,555 10 5 eV . 19 2 2 1,602 10
(122)
442. Почему теоретическая величина кинетической энергии электрона (121) равна теоретической величине его потенциальной энергии (122)? Потому что только при равенстве этих энергий сохраняется стабильность структуры электрона. 443. Почему сумма теоретических величин кинетической E K и потенциальной E 0 энергий электрона равна его фотонной энергии Ee me C 2 ? Равенство суммы кинетической и потенциальной энергий электрона его полной (фотонной) энергии – также условие устойчивости электрона. E e me C 2
9,109 10 31 (2,998 108 ) 2 1,602 10 19
5,110 105 eV .
(123)
444. Почему электроны в отличие от фотонов могут существовать в состоянии покоя? Потому что магнитные поля фотона (рис. 16, b и с) все время находятся в состоянии асимметрии, которая является источником нецентральных внутренних сил, а у электрона, при отсутствии внешних сил, магнитные поля в состоянии полной симметрии (рис. 38). 445. Какие законы управляют устойчивостью электромагнитной структуры электрона? Устойчивостью электромагнитной структуры электрона управляют: закон сохранения его кинетического момента и закон равенства кинетической и потенциальной энергий электрона и их суммы его полной, фотонной энергии. 446. Почему масса, заряд и радиус электрона являются строго постоянными величинами у свободного электрона? Масса, заряд и радиус свободного электрона строго постоянны потому, что величину его заряда определяет его масса, постоянство массы – основное условие стабильности его электромагнитной структуры, а постоянство радиуса вращения – следствие постоянства других параметров электрона. 447. Чему равна напряжённость электрического поля на поверхности тора электрона? Колоссальной величине, представленной в формуле [1] UE
e 4 r
2 0 e
1,602 10 19 Êë 4 3,142 8,854 10 12 Ô / ì (2,426 10 12 ) 2 ì
2
2,448 1014 Â / ì const. (124)
448. Почему угловая скорость вращения свободного электрона - величина постоянная? Потому, что масса и заряд свободного электрона постоянны. 449. Может ли электрон существовать в свободном состоянии без восстановления своей массы, после излучения фотона? Нет, не может. Масса электрона – строго постоянная величина, от которой зависит баланс между кинетической и потенциальной энергиями электрона и равенство их суммы фотонной энергии электрона. 450. В каких случаях угловая скорость вращения электрона изменяется? Скорость вращения электрона изменяется в момент внешнего воздействия на него. Это происходит
83 при поглощении и излучении им фотонов и при действии на него внешних электрических и магнитных полей. 451. Какие процессы происходят в электромагнитной структуре электрона, если его вращение относительно оси симметрии начинает тормозиться? Как только вращение электрона начинает тормозиться, так сразу на экваториальной поверхности тора образуются шесть лучей с вращающейся относительно их осей магнитной субстанцией, выходящей из электрона и формирующей структуру фотона (рис. 16) с шестью магнитными кольцевыми (рис. 39) или линейными полями (рис. 16, с) [1].
Рис. 39. Схема излучения фотона электроном 452. Если электрон имеет одноимённый заряд и два магнитных полюса, то должны формироваться кластеры электронов. Разноимённые магнитные полюса должны сближать электроны, а одноимённые заряды – ограничивать их сближение. Можно ли представить это графически? Графически кластер электронов представлен на рис. 40. 453. В момент синтеза кластера электроны должны излучать фотоны. Есть ли этому экспериментальные доказательства? Такое экспериментальное доказательство представлено на рис. 41. Его сделал экспериментатор из ФРГ А.И. Писковатский. Чтобы исключить участие ионов воздуха в формировании электронного кластера, он поместил электроды в сосуд и выкачал из него воздух. На цветной фотографии (рис. 41) чётко видно изменение цвета дуги при изменении разности потенциалов между игольчатым электродом и магнитом. Её источник один – фотоны, излучаемые электронами при формировании кластеров электронов [1].
Рис. 40. Кластер электронов 454. Почему с повышением разности потенциалов на электродах, цвет дуги, исходящей из отрицательного электрода, голубеет (рис. 41, d)? Потому что с увеличением разности потенциалов растёт энергия излучаемых фотонов. Голубые фотоны имеют меньший радиус, но большую энергию.
84
Рис. 41. Схема электрической дуги между игольчатым электродом и северным полюсом магнита, помещённых в вакуум, при последовательном увеличении напряжения 455. Почему лидеры ортодоксальной физики не обратили внимание на необходимость поиска структуры электрона в рамках давно сложившихся математических моделей, описывающих его поведение? Ортодоксальная физика использовала «авторитет» учёных в качестве главного критерия достоверности научного результата, игнорируя при этом многочисленные научные противоречия. Если бы в качестве критерия оценки связи научного результата с реальностью была бы выбрана минимизация противоречий, то ортодоксальная физика не оказалась бы, образно говоря, у разбитого корыта. 456. Если бы ортодоксы проявили элементарное стремление к познанию структуры электрона, тщательно проанализировав имевшиеся у них математические модели, описывающие электрон, то к чему бы они пришли? Они бы пришли к заключению о том, что электрон (рис. 38) в первом приближении можно было представлять в виде кольца. 457. Что дальше надо было сделать и что получили бы они? Попытаться получить математическую модель напряжённости магнитного поля в центральной зоне кольца – электрона. В результате получаются математические модели, объёдиняющие почти все основные параметры электрона. me re2e2 re hC 2 4 В Н e Ee me C . (125) re re 458. Какая же напряжённость магнитного поля в центральной зоне кольца – электрона получается при этом? Можно сказать - почти фантастическая [1] Ee 5,110 10 5 1,602 10 19 Нe 7,017 108 Тл. 24 4 В 4 3,142 9,274 10
(126)
459. По какому закону убывает напряженность магнитного поля электрона вдоль оси его вращения? Считается, что напряжённость магнитного поля убывает пропорционально кубу расстояния от источника. 460. Какие перспективы открывает для физиков и химиков столь большая напряжённость магнитного поля в центральной зоне электрона? Фантастическая напряжённость магнитного поля электрона автоматически предоставляет фантастические возможности, прежде всего, для химиков, а потом уж для физиков. Она открывает перспективу понять силы, формирующие атомы и соединяющие их в молекулы, а молекулы – в кластеры.
85 461. Какой же следующий шаг надо было сделать ортодоксам? Попытаться перейти от кольцевой модели электрона к тороидальной (рис. 38) и получить обилие дополнительных математических моделей, описывающих структуру электрона. 462. Какие же основные результаты даёт такой метод? Он устанавливает, что формированием структуры электрона управляют 23 константы, а в математические модели, описывающие структуру электрона, входят все его параметры, давно определённые экспериментально. 463. Почему угловая скорость вихревого вращения электрона в 2 раз больше угловой скорости его вращения относительно оси симметрии? Такая закономерность обусловлена синхронизацией процессов двух вращений электрона и рождения или поглощения им фотонов. e Ee / h 1,2355910 1020 c 1 , 2e 7,766 1020 c 1 . (127) Вращение электрона с угловой скоростью e относительно оси симметрии названо кинетическим вращением, генерирующим кинетическую энергию E K , а вращение относительно кольцевой оси с угловой скоростью названо потенциальным вращением, генерирующим потенциальную энергию E 0 и магнитный момент M e e электрона. 464. Из какого постулата следует величина радиуса e сечения тора электрона? Из постулата равенства линейных скоростей в кинетическом и потенциальном вращениях электрона скорости света [1] C 2,998 108 (128) e re e С e 0,386 10 12 м. 7,766 10 20 465. Равны ли энергии вращения электрона относительно оси симметрии и относительно кольцевой оси тора электрона? Равны (121) и (122). 466. Можно ли рассчитать теоретически магнитный момент электрона? Можно, если рассматривать сечение тора электрона, как сечение проводника с током. Известно, что ток I , протекающий по проводнику, связан с окружностью его сечения 2 е зависимостью I eC / 2 е , а магнитный момент , формируемый током вокруг проводника, - зависимостью I е2 . Учитывая это, имеем [1]
0,5 C e e 0,5 2,998 108 1,602 10 19 3,862 10 13 9,274 10 24 J / T . Эта величина равна магнетону Бора В 9,274 10 24 J / T .
(129)
467. Почему экспериментальная величина магнитного момента электрона e M e 9,2848 10 24 J / T больше магнетона Бора В 9,2744 10 24 J / T ? Точная причина столь незначительных различий пока неизвестна. 468. Какой физический смысл имеет безразмерная величина постоянной тонкой структуры и почему она безразмерная? Постоянная тонкой структуры представляет собой отношение длины окружности 2 ree , ограничивающей сближение магнитных силовых линий электрона в центре его симметрии, к радиусу re кольцевой оси электрона (рис. 38). Эти величины связаны зависимостью 2ree 2 3,142 2,817 10 15 0,0073 . re 2,426 10 12
(130)
Теперь ясно видно, что постоянная тонкой структуры представляет собой отношение длины центральной окружности электрона, ограничивающей cближение его магнитных силовых линий (рис. 38) направленных в одну сторону вдоль его оси вращения, к радиусу осевой окружности тора электрона. Так как и длина окружности и радиус имеют одну и
86 туже размерность (м), то частное от деления этих величин – постоянная тонкой структуры - величина безразмерная. 469. Где электрон берет массу для восстановления стабильности своего свободного состояния после излучения фотона? Если электрон оказался в свободном состоянии после излучения фотона, который унёс часть его массы, то для восстановления её величины до постоянного значения он должен поглотить точно такой же фотон, который излучил. Если такого фотона нет в зоне существования свободного электрона, то он, взаимодействуя со средой, называемой эфиром, поглощает ровно такую её порцию, которая восстанавливает его массу до постоянной величины. Так что исходным материалом, из которого формируется масса любой частицы, в том числе и электрона, является эфир, равномерно заполняющий всё пространство. 470. Есть ли в Природе явления, доказывающие достоверность описанного гипотетического процесса восстановление массы электроном, после излучения им фотона? Есть, конечно. Известна величина тепловой мощности фотонов, излучаемых электронами Солнца на каждый квадратный сантиметр поверхности Земли. Если для расчёта этой мощности взять энергию фотона середины светового диапазона, численная величина которой равна мощности, генерируемой его прямолинейным движением с постоянной скоростью, то масса таких фотонов, излучённых электронами Солнца на внутреннюю поверхность сферы с орбитальным радиусом Земли за время существования Солнца равна массе современного Солнца. 471. Из ответа на предыдущий вопрос следует, что эфир, который в последнее время перекрестили в тёмную материю, является неисчерпаемым источником тепловой энергии. Научился ли человек использовать этот источник энергии? Ответ положительный. Этот процесс начался около 10 лет назад в России, которая имеет более 10 патентов на действующие лабораторные модели тепловых ячеек с энергетической эффективностью до 5000%. 472. Почему же они до сих пор не коммерциализированы? Потому что на их пути к потребителю – глобальная физико-математическая ошибка, заложенная в электроизмерительные приборы, измеряющие импульсный расход электроэнергии, которая завышает это расход в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. 473. Когда и где начнётся процесс выпуска электросчётчиков, правильно учитывающих её импульсный расход? Конечно, не в России, которая продаёт природные энергоносители. Новые электронные универсальные счётчики электроэнергии, которые бы правильно учитывали не только её непрерывное, но и импульсное потребление, начнёт выпускать то государство, которое покупает наибольшее количество зарубежных энергоносителей. 474. Можно ли полагать, что электрон восстанавливает свою массу, поглощая субстанцию окружающей его среды, называемую эфиром? Среда, окружающая свободный электрон, - единственный источник восстановления его массы до постоянной величины. Другого источника не существует, поэтому у нас остаётся одна возможность – постулировать наличие в пространстве такой субстанции, из которой может формироваться масса. Её давно назвали эфиром. 475. Можно ли электрон превратить в фотон и есть ли экспериментальные доказательства этому? Существует экспериментальный факт превращения электрона и позитрона при их взаимодействии в два гамма фотона. 476. Будут ли детально описаны результаты лабораторных экспериментов, доказывающих возможность получения дополнительной энергии? Они описаны во втором томе нашей монографии, который назван «Импульсная энергетика». Кроме этого, мы подробно опишем эти результаты в последующих ответах на вопросы. 477. Чему будет равна энергия фотона, образовавшегося из электрона? Она будет равна его фотонной энергии (123).
87 478. К какому диапазону шкалы фотонных излучений относится фотон, родившийся из электрона? Фотон, родившийся из электрона, находится на границе между рентгеновским и гамма диапазоном шкалы фотонных излучений (табл. 6, 7, 8). 479. Почему угловая скорость вращения свободного электрона - величина постоянная? Потому, что масса и заряд свободного электрона постоянны. 480. В каких случаях угловая скорость вращения электрона изменяется? Скорость вращения электрона изменяется в момент внешнего воздействия на него. Это происходит при поглощении и излучении им фотонов и при действии на него внешних электрических и магнитных полей. 481. Если кинетическое вращение электрона относительно оси симметрии изменить на противоположное, то изменится ли знак заряда электрона? Есть основания для постулирования этого явления, приводящего к рождению позитрона (рис. 42). 482. Почему после изменения направления кинетического вращения электрона изменяется знак его заряда и он превращается в позитрон? Анализ модели электрона (рис. 38, 42), показывает, что изменение направления кинетического вращения электрона изменяет направление его потенциального вращения относительно кольцевой оси тора. В результате знак его заряда изменяется и он превращается в позитрон [1].
Рис. 42. 483. Сколько констант управляет формированием структуры электрона? Примерно 23 константы. Их математические модели и численные значения представлены в монографии. 484. Какие константы являются главными? Все 23 константы являются главными, так как их совокупность обеспечивает стабильность электрона в свободном состоянии. 485. Почему позитрон – неустойчивое электромагнитное образование? Совокупность теоретической и экспериментальной информации о поведении электрона создаёт условия для поиска ответа на этот вопрос. 486. В каких случаях масса электрона может изменяться? Масса электрона может изменяться при излучении и поглощении им фотонов. 487. Может ли масса электрона, движущегося в электрическом поле, увеличиваться и по какому закону? Релятивисты считают, что увеличение массы электрона при его ускоренном движении в электрическом поле – экспериментальный факт и что это изменение идет по закону m me / 1 V 2 / C 2 . (131) 488. Можно ли математическую модель (131) релятивистского закона изменения массы электрона, движущегося в электрическом поле, вывести из законов классической физики? Вывод этого закона из законов классической физики представлен в нашей монографии. 489. В чем сущность физического процесса увеличения массы электрона, движущегося в электрическом поле? При движении в электрическом поле электрон накручивает на себя субстанцию электрического поля, представляющую собой ориентированный электрическим или магнитным полем эфир. В результате масса электрона, как считается сейчас, увеличивается в точном соответствии с приведённым законом (131).
88 490. Поскольку поведение электрона, так же, как и поведение фотона, управляется законом локализации его в пространстве, то с увеличением массы электрона должен уменьшаться его радиус. В каком измерительном инструменте используется этот эффект? Указанная закономерность следует из константы локализации электрона (106) и используется, как считают релятивисты, в электронных микроскопах для увеличения их разрешающей способности. Следует обратить внимание на то, что базирование разрешающей способности электронного микроскопа на идеях релятивизма значительно завышает его фактическую разрешающую способность и мы опишем это детально в последующих ответах на вопросы. 491. Позволяют ли представленные математические модели рассчитывать теоретически основные параметры электрона, определённые экспериментально? Ответ однозначно положительный? 492. Давно ли опубликованы описываемые результаты и что ещё нужно ортодоксам, чтобы они поняли научную новизну такого результата и его значимость для дальнейшего развития физики и химии? Новая научная информация об электроне гуляет по Интернету уже более 5 лет. Она опубликована в научном журнале США несколько лет назад. Возникшая ситуация – следствие мощного гнёта стереотипа научного мышления на сознание учёных. Это очередное и достаточно мощное доказательство того, что стереотип научного мышления также устойчиво управляет сознанием учёных, как и их природные инстинкты. Абсолютное большинство учёных – игрушки властного стереотипного мышления, которое формируется со школьных лет и парализует научность их мышления на всю жизнь. Это уже история науки и есть уже историки, пытающиеся описать её. Dear Prof. Kanarev, Well said. The first accepted "scientifical" explanations are just cheap mythology. This is why I have called my book "Modern Mythology and Science". Worse, accepted explanations are defended fiercely, at least as fiercely as sacred dogma. The modern "science" establishment is a far greater threat to progress than the Catholic Inquisition ever was. If I live long enough I plan to write a history of modern physics. It will have to be titled "The Moron's Olympics". Dr. Dan Brasoveanu
Уважаемый профессор Канарёв! Хорошо сказано! Первые принятые "научные" объяснения - только дешевая мифология, поэтому я назвал свою книгу "Современная Мифология и Наука". Худшие, принятые научные объяснения защищаются отчаянно, по крайней мере, так отчаянно, как священная догма. Современное учреждение "науки" – на много большая угроза прогрессу, чем бывшая католическая угроза. Если я проживу достаточно долго, то я планирую написать историю современной физики с названием "Олимпийские Игры Идиотов". Dr. Dan Brasoveanu 493. Какая информация так сильно повлияла на решение Dr. Dan Brasoveanu написать книгу по истории физики под названием "Олимпийские Игры Идиотов"? Его письмо написано под влиянием информации, изложенной в нашей статье «Потомкам посвящается» http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10276.html Она была переведена на английский язык и разослана 150 англоязычным читателям, с которыми мы переписываемся. 494. Где можно прочитать статью об электроне? Она опубликована по адресам http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9923.html и на нашем сайте http://www.micro-world.su/ в папке «Статьи». 495. Где можно прочитать другие статьи автора? Последние публикации по адресу http://www.sciteclibrary.ru/rus/avtors/k.html - авторский раздел. Автор Канарёв Ф.М., а большая часть по адресу http://www.micro-world.su/ В папке «Статьи». 496. Что показано на рис. 43?
89
Рис. 43. По заявлению физиков шведского университета города Лунд это (рис. 43) - фотография электрона. Спросите у них: какой носитель информации принёс образ этого электрона на их фото? Они окажутся в полном затруднении ответить Вам и не поймут Вас. А мы не понимаем их. Нет носителя информации, который бы мог принести такой чёткий образ электрона на фото. Тем не менее, мы благодарим их за то, что их научное воображение близко к выявленной нами модели электрона (рис. 38). 497. Почему позитрон – неустойчивое образование? Совокупность теоретической и экспериментальной информации о поведении электрона создаёт условия для поиска ответа на этот вопрос. ПРОТОН И НЕЙТРОН 498. Какую структуру в первом приближении имеет протон? Протон в первом приближении – кольцо, а во втором – сплошной тор (рис. 44) [1].
Рис. 44. Модель протона 499. Как направлены векторы спина и магнитного момента протона? Они направлены вдоль оси вращения в противоположные стороны (рис. 44). 500. Какова условная напряженность электрического поля протона U Р на поверхности его кольца? Напряжённость электрического поля кольца протона на 6 порядков больше соответствующей напряжённости у электрона [1].
4 2 e UP 4 2 0 p2 4 2 0 rp2 e
1,602 10 19 Êë 8,854 10 12 Ô / ì (1,321 10 15 ) 2 ì
.
1,037 10 Â / ì 23
2
2
(132)
const.
501. На сколько порядков напряженность магнитного поля протона больше напряженности магнитного поля электрона вблизи их геометрических центров? На 6 порядков [1]. m C 2 1,6726485 10 27 (2,997925 108 ) 2 Í P P 8,5074256 1014 Òë. (139) 26 4 M P 4 3,141593 1,406171 10
90 502. Если протон имеет форму тора, заполненного эфирной субстанцией, то чему будет равна объёмная плотность P этой субстанции? Плотность субстанции будет равна
P
mP 2 P 2rP
mP r2 P 2 2rP 4
2mP 2 1,673 10 27 1,452 1018 êã / ì rP3 (1,321 10 15 ) 3
3
const.
(140)
Она, примерно, на порядок больше плотности ядра, но это естественно, так как ядро – не сплошное образование. 503. Чем отличается модель нейтрона от модели протона? Главное отличие заключается в том, что протон имеет два магнитных полюса, а нейтрон - шесть магнитных полюсов. 504. На чём базируется такое различие магнитных полей протона и нейтрона? Анализ вариантов формирования ядер атомов показывает, что при отсутствии орбитального движения электронов в атомах, протоны должны располагаться на поверхности ядер. При этом между протонами, имеющими одноимённый заряд, обязательно должны быть экраны. Роль таких экранов могут выполнить нейтроны, располагаясь между протонами. Поскольку нейтроны должны выполнять две функции: экранировать заряды протонов и соединять их в единые пространственные структуры, то это условие оказывается выполненным только при шести магнитных полюсах у нейтронов (рис. 45).
Рис. 45. Схема модели нейтрона 505. Равна ли константа локализации нейтрона константе локализации фотона и электрона? Это равенство проявляется автоматически [1]. k N k 0 N mN 1,6749543 10 27 1,3195909 10 15 2,2102544 10 42 êã ì .
(141)
506. Почему протон, превращаясь в нейтрон, поглощает дробное число электронов? Это - фундаментальный вопрос, ответ на который будет получен не скоро. Не поглощённая часть электрона, не оформившись ни в какую частицу, растворяется в эфире. Эта гипотеза значительно работоспособнее гипотезы образования нейтрино. Нет ни единого однозначно интерпретируемого экспериментального результата рождения нейтрино, но Нобелевский комитет выдал уже несколько премий за открытие несуществующей частицы «нейтрино». 507. Могут ли нейтроны образовывать кластеры? Существует экспериментальный факт соединения двух нейтронов, которые называют динейтронием. Время его жизни достигает 0,001с. 508. Излучают ли нейтроны при формировании динейтрония? Суммарная масса двух нейтронов больше массы динейтрония. Из этого следует, что процесс соединения двух нейтронов сопровождается излучением части массы. 509. Является ли часть массы, излучённой двумя нейтронами, фотонной массой? Нет, не является. Она никак не проявляет себя, поэтому её назвали нейтрино.
91 510. Есть ли экспериментальные факты, доказывающие, что нейтрино является локализованной частицей? Нет ни единого экспериментального результата, доказывающего локализацию в пространстве образования, названного нейтрино. Все эксперименты, якобы доказывающие наличие нейтрино, косвенные. Причём, эта косвенность не первой, а третьей, пятой и большей ступени. 511. Если нет прямых экспериментальных данных, доказывающих локализацию нейтрино в пространстве, то куда девается масса, излучаемая нейтронами при их синтезе? Отсутствие экспериментальных данных о локализации нейтрино обязывает нас полагать, что эта часть массы, излучённая при синтезе нейтронов, не оформившись ни в какую частицу, растворяется в пространстве, превращаясь в субстанцию, которую называли эфиром, а теперь перекрестили в «тёмную материю». 512. Будут ли ответы на вопросы об участии электронов в электродинамических процессах, в процессах формирования химических связей и генерации электрической и тепловой энергий? Впереди ещё несколько сот вопросов об участии электронов в отмеченных процессах и ответы на них. 8. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ О СПЕКТРАХ АТОМОВ И ИОНОВ Анонс. Спектры атомов и ионов – самый большой массив экспериментальной информации об обитателях микромира, но человек использует пока лишь мизерную часть этой информации. 513. В чём сущность и главная особенность этого раздела физики и химии? Спектроскопия содержит более миллиона спектральных линий атомов, ионов и молекул. Это самый большой массив экспериментальной информации о микромире [1]. 514. Какая часть этой информации уже расшифрована и приносит пользу? Точный ответ трудно сформулировать, а примерная оценка такая. Около 1% информации, содержащейся в спектрах атомов, ионов и молекул расшифрована и менее 1% из расшифрованной информации приносит пользу. 515. Почему так медленно развивается процесс извлечения пользы из такого большого массива экспериментальных данных? Потому что точный расчёт спектров начинается и заканчивается спектром атома водорода, а спектры всех остальных атомов и ионов рассчитываются по приближённым формулам, не содержащим общей закономерности формирования спектров атомов и ионов. 516. Когда были открыты спектры? Спектры были получены давно, но не было теории, позволяющей понимать закон формирования спектров, созданный Природой. 517. На чём основывается такое утверждение? Законы Природы, которые мы собираемся познать и представить в виде математических зависимостей, обычно просты и в этом сложность их открытия. Когда закон, реально управляющий процессом или явлением, например формированием спектров, не открыт, то учёные начинают изощряться и разрабатывать математические модели, которые дают лишь приближённые результаты и не раскрывают физику описываемого процесса или явления. Именно такая судьба досталась и спектроскопии. Были разработаны приближённые методы расчёта спектров, из которых не следовали никакие физические законы, созданные Природой для управления процессами формирования спектров. 518. Когда же был открыт закон формирования спектров атомов и ионов? Он был открыт в середине девяностых годов прошлого века и тогда же был опубликован. А потом его публикации были многократно повторены в статьях, брошюрах, книгах и в Интернете [1]. 519. Почему же этот закон до сих пор не признан и студенты не изучают его? Не хотелось бы отвечать на этот вопрос. Но можно спрогнозировать то, что напишут об этом историки науки. Этот закон был открыт вдали от научных центров и у его автора не было
92 покровителей, которые бы влияли на средства массой информации, чтобы надуть ему научный авторитет и таким образом привлечь внимание научной общественности к этому закону. 520. Как автор закона формирования спектров и новой теории микромира относится к этому? Как к историческому счастью, позволившему ему безмятежно искать научные истины без оглядки на «научные авторитеты». 521. Какое главное следствие следует из закона формирования спектров атомов и ионов? Отсутствие орбитального движения электронов в атомах. 522. Как это влияет на научный интеллект молодёжи – нашего будущего? Нет никакого сомнения в том, что будущие поколения отнесут процесс преподавания ошибочных взглядов на строение атомов к разряду интеллектуального насилия над молодёжью, которое явилось следствием блокирования наследниками Эйнштейна доступа такой информации к руководству страны. 523. Есть ли факты, доказывающие вышеприведённое утверждение? Конечно, есть и их немало, но главным из них является награждение в 2011 г президента РАН орденом Александра Невского, который предназначен для отражения успехов гражданина Отчества в борьбе в истинными врагами Отчества. Из этого следует, что Власть высоко оценила деятельность Президента РАН в борьбе, как они считают со лжеучёными, посредством созданного комитета по борьбе с лжеучёными, который научная общественность Отечества сразу назвала лженаучным комитетом. 524. Но ведь нужен же какой-то орган для противодействия распространению ошибочных научных знаний, публикуемых в Интернете? Безусловно, нужен. Он должен дополнять естественное стремление самой научной общественности искать не ошибочные, а достоверные результаты научных исследований и она великолепно реализует это свое природное стремление. Поэтому должен быть комитет не по борьбе с лженаукой и лжеучёными, а комитет по выявлению соответствия результатов научных исследований, публикуемых в Интернете, с реальности. Ошибки в результатах научных исследований – неизбежное явление и обнаружить их не всегда так просто, как считается. Поэтому главным судьёй достоверности результатов научных исследований является время. Оно отсеивает ошибочные научные знания, а не лженаучный комитет. 525. Можно ли представить последовательно рождение закона формирования спектров? Попытаемся. 526. Что явилось началом формирования представлений об орбитальном движении электронов в атомах? Известно, что идея орбитального движения электронов в атомах родилась из постулата Бора [1[. h 2 . (142) mVR n 527. Есть ли вывод математической модели этого постулата? Есть, он следует из постулата Луи – Де - Бройля, согласно которому на каждой орбите укладывается целое число n волн электрона. 2R n 2Rm nm2 . (143) 528. Как приводится соотношение (143) к постулату Бора (142)? Учитывая, что V и m2 h и подставляя эти данные в формулу (143), получаем постулированное соотношение Нильса Бора (142). 529. Вытекают ли абсурдные следствия из математической модели постулата Бора? Вытекают, и немало. Главный из них - равенство длины волны электрона длине его первой орбиты. На первой орбите n=1 и из формулы (143) следует 2R , то есть, когда электрон находится на первой орбите, то длина его волны равна длине окружности орбиты.
93 530. Как ученые отнеслись к этим противоречиям? Проигнорировали их. 531. По какому закону, следующему из орбитального движения электрона, изменяются энергии поглощаемых и излучаемых фотонов при переходе электронов между орбитами? Из постулата Бора следует формула для расчета спектра атома водорода при переходе электрона с орбиты n2 на орбиту n1. 2 2 e 4 m 1 1 (144) E f h 2 2 2 . h
n1
n2
532. Что означает выражение перед скобками в формуле (144)? Это постоянная Бальмера-Ридберга, равная энергии ионизации атома водорода 13,60eV. 533. Можно ли использовать формулу (144) для расчёта спектров других атомов? Нет, нельзя, так как выражение перед скобками - численная величина равная энергии ионизации одного единственного атома – атома водорода. 534. Как же вышли из этого затруднения теоретики-спектроскописты? Очень просто. Вместо того чтобы искать причины возникшей трудности они начали плодить обилие предельно сложных и запутанных методов приближённого расчёта спектров атомов и ионов, из которых невозможно было понять физическую суть процесса формирования спектров и принцип взаимодействия электронов с протонами ядер атомов. 535. Можно ли привести литературный источник с бесплодными теоретическими результатами по расчёту спектров? Классической в этом отношении является книга Никитин А.А. Рудзикас З.Б. Основы теории спектров атомов и ионов. М.: Наука. 1983. В ней нет ни единого достойного примера расчёта спектра. Все страницы заполнены математическими крючками ни малейшим образом не отражающими реальность – любимейшее творение большей части математиков-теоретиков. 536. Каким понятием надо заменить старое понятие орбита, чтобы не путаться в новых представлениях о структуре атомов, которые должны следовать из их спектров? Чтобы легче формировались новые представления о взаимодействии электронов с протонами ядер, надо понятие орбита заменить понятием энергетический уровень и представлять эти уровни, как дискретные расстояния между протонами и электронами. 537. Известно, что энергия ионизации атома водорода равна 13,60eV. Это означает, что, когда электрон находится на первом энергетическом уровне, то энергия его связи с протоном равна 13,60eV. Чему равна энергия фотона, который должен поглотить электрон, чтобы перейти с первого энергетического уровня на второй? Эта энергия стоит первой в экспериментальном ряду энергий, соответствующих, как сказано в справочниках, стационарным энергетическим уровням. Она равна 10,20eV. 538. Известно, что при переходе электрона атома водорода на второй энергетический уровень его энергия связи с протоном уменьшается и становится равной 3,40 eV. Это значит, что при сложении энергий 13,60eV и 10,20eV должен получаться результат 13,60 10,20 3,40 но, он абсурден. Как учёные выкрутились из этого положения? Они поступили очень просто. Произвольно переписали указанную формулу так [1] (145) 13,60 10,20 3,40 и объяснили свои действия тем, что появившиеся минусы – результат отрицательности заряда электрона. Ловко, не правда ли? 539. Какой запрет существует для такого объяснения? Дело в том, что, как мы уже знаем, полная энергия электрона состоит из двух составляющих: потенциальной и кинетической. Потенциальную часть можно представить отрицательной, а вот кинетическую нет, так как она представляет произведение массы электрона на квадрат скорости света и в силу этого всегда является величиной положительной. В результате отрицательность заряда электрона не может служить основанием для введения в формулу (146) минусов. 540. А в чём же истинная причина появления минусов в формуле (145)? Истинная причина заключается в том, что все энергии, представленные в формуле (145), – лишь ча-
94 сти общей энергии электрона, которые надо было вычесть из его полной энергии E e и формула (145) становится такой (146) Ee 13,60 10,20 Ee 3,40. 541. Как из формулы (146) получить формулу (145)? Сокращая слева и с права полную энергию E e электрона, получим формулу (145) с законным присутствием в ней минусов, которые теперь проясняют её физический смысл, отсутствующий во всех приближённых формулах для расчёта спектров. 542. В чём сущность этого физического смысла? В том, что начальным энергетическим уровнем любого электрона в любом атоме является первый энергетический уровень. Оказавших на нём, в результате излучения серии фотонов, он начинает поглощать другие фотоны и переходить на более высокие энергетические уровни, номера которых увеличиваются. 543. Значит ли это, что у каждого электрона в каждом атоме существует максимально возможный энергетический уровень, начиная с которого при встрече с протоном, он ступенчато приближается к протону, излучая фотоны? Конечно, значит. 544. Начиная с какого энергетического уровня электрон атома водорода, устанавливает контакт с протоном и начинает приближаться к нему? Электрон атома водорода устанавливает связь с протоном, начиная со 108 энергетического уровня. 545. Из каких экспериментальных данных это следует? Из спектра Вселенной. Во Вселенной водород – самый распространённый химический элемент. Его 73% во Вселенной. 546. Как записывается энергетический баланс электрона при переходе его с первого на третий и четвёртый энергетические уровни? Он представлен в формулах:
Ee 13,60 12,09 Ee 1,51 , Ee 13,60 12,75 Ee 0,85.
(147) (148)
547. Какой же закон формирования спектра атома водорода следует из рассмотренной последовательности изменения энергий электрона и фотонов, поглощаемых им при энергетических переходах, в момент удаления от протона? Он представлен в формуле [1] E E (149) Ee Ei E f Ee 21 E f Ei 21 , n n где: E f h f - энергия поглощенного или излученного фотона; E i - энергия ионизации, равная энергии такого фотона, после поглощения которого электрон теряет связь с ядром и становится свободным; E1 - энергия связи электрона с ядром атома, соответствующая первому энергетическому уровню, также равна энергии фотона. 548. Позволяет ли формула (149) рассчитать спектр атома водорода? Результаты в таблице 9. Таблица 9. Спектр атома водорода Значения n 2 3 4 5 6 eV 10,20 12,09 12,75 13,05 13,22 E f (эксп) E f (теор)
eV
10,198
12,087
12,748
13,054
13,220
Eb (теор)
eV
3,40
1,51
0,85
0,54
0,38
549. Можно ли считать математическую модель (149) законом формирования спектров атомов и ионов? Дальше мы увидим, как эта математическая модель позволит нам
95 рассчитать спектр первого электрона атома гелия, на котором споткнулись теоретики около 100 лет назад и начали плодить приближённые методы расчёта спектров. Потом мы рассчитаем с помощью этой же формулы спектры других атомов и ионов, и опишем методику её использования. В результате и появятся основания считать математическую модель (149) законом формирования спектров атомов и ионов. 550. Из какой математической модели следует отсутствие орбитального движения электрона? Закон формирования спектров атомов и ионов (149) легко приводится к виду h f h i
h 1 n
2
f i
1 n2
.
(150)
В этой математической модели нет составляющей, представляющей орбитальную энергию электрона. Это автоматически означает, что он не совершает такого движения в атоме. 551. Какое следствие вытекает из этого для химиков? Немедленно прекратить преподавание аналитической химии и немедленно написать новый учебник по аналитической химии для школ и вузов. 552. Сколько лет длится указанная необходимость немедленности действий химиков? Более 15 лет. 553. Информировал ли автор Президента и Премьера об указанной необходимости? Ох, тяжкий вопрос. Информировал многократно, но разве не видно по телевидению советников президента по науке? Разве неясно, чьи интересы они поставлены защищать? 554. Какое взаимодействие между электроном и протоном атома водорода следует из формулы (149)? В конечном выражении этой формулы представлены лишь частоты излучаемых и поглощаемых фотонов и нет орбитальной энергии электрона. Это значит, что он взаимодействует с протоном не орбитально, а линейно. 555. Могут ли разноименные электрические заряды электрона и протона сближать их при формировании атома водорода, а одноимённые магнитные полюса - ограничивать это сближение? Это - наиболее работоспособная гипотеза. 556. По какому закону изменяются энергии связи электрона с протоном? Ответ в формуле [1] E h (151) Eb 21 21 . n n При этом в атоме водорода энергия связи Eb1 E1 электрона с ядром атома, соответствующая первому энергетическому уровню, равна энергии его ионизации E i . 557. Если рассматривать процесс излучения фотонов электроном при его сближении с протоном, то изменится ли закон формирования спектров? Нет, конечно. Его математическая модель E (152) E f Ei 21 , n полностью совпадает с видом модели (149), описывающей процесс поглощения фотонов электроном. 558. Можно ли из закона формирования спектров получить формулу Нильса Бора для расчёта спектра при межуровневых переходах электрона? Она (152) автоматически получается из закона (149) или (150) формирования спектров [1]. 1 1 E f E f E1 2 2 . (153) n1 n2 559. Чем формула (153) принципиально отличается от аналогичной боровской формулы (144)? Тем, что в новой формуле (153) перед скобками стоит энергия связи любого
96 электрона с протоном ядра в момент пребывания его на первом энергетическом уровне, а в формуле Бора – постоянная Бальмера - Ридберга. 560. Являются ли энергии единичных фотонов и единичных электронов величинами векторными? Последние исследования показали, что линейная частота , при которой передается и принимается электронная информация - величина скалярная. С учетом этого предполагалось, что энергия единичного фотона, равная произведению векторной величины h на скалярную , - величина векторная. Однако, новый анализ показал, что линейная частота колебаний единичных фотонов – величина векторная. Тогда в формуле E hv величины h и v - обе векторные (рис. 46). Так как они направлены вдоль одной оси в одну и ту же сторону, то их векторное произведение равно нулю, что исключает векторные свойства единичных фотонов и электронов.
Рис. 46. Схемы к определению векторных свойств энергий фотонов 561. Почему у электрона направления векторов спина и магнитного момента совпадают, а у протона - противоположны? Главное условие формирования связей между частицами – совпадение направлений вращений соединяющихся частиц. Поскольку процесс соединения формируется электронами и протонами, то совпадение направлений вращения этих частиц (эквивалентно совпадению направлений их спинов h ) возможно лишь при условии, если векторы спина и магнитного момента у электрона будут совпадать, а у протона их направления будут противоположны. Дальше мы увидим, как ярко это условие проявляется при формировании молекул. 562. Сколько энергетических уровней имеет электрон атома водорода и электроны других атомов? Электрон атома водорода имеет, примерно, 108 рабочих энергетических уровня. Электроны всех других атомов имеют, примерно, такое же количество энергетических уровней. 563. Какой эксперимент доказывает, что у водорода 108 энергетических уровней и у электронов других атомов, примерно, столько же? Во Вселенной 73% водорода, 24% гелия и 3% всех остальных химических элементов. Процессы синтеза атомов водорода и гелия идут в звёздах Вселенной непрерывно. Поскольку процессы синтеза сопровождаются излучением фотонов, то это значит, что максимум излучения Вселенной формируют фотоны, излучаемые при синтезе атомов водорода и гелия. Длина волны этого максимума давно измерена и составляет около 0,001м. Берём закон формирования спектров и определяем номера энергетических уровней атома водорода и атома гелия, которые соответствуют этой длине волы и находим, что процессы синтеза атомов водорода начинаются со 108 энергетического уровня. 564. По какому закону изменяется энергия связи E b электрона с протоном ядра любого атома? Ответ в формуле (151). 565. Почему нет спектральной линии, соответствующей первому энергетическому уровню атома водорода и равной его энергии ионизации 13,598eV? Этой спектральной линии нет не только в спектре атома водорода, но и в спектрах других атомов. Точная причина ещё неизвестна. У атома водорода эта линия находится в глубокой ультрафиоле-
97 товой области. Если её не удалось зафиксировать до сих пор, то одной из причин её отсутствия может служить достаточно высокий градиент температуры в зоне формирования плазмы атомарного водорода. 566. Когда номер n энергетического уровня увеличивается, то из формулы (151) следует, что энергия связи электрона с протоном ядра приближается к нулю. Означает ли это, что все электроны всех атомов отделяются от их ядер с одной и той же массой и одним и тем же зарядом? Это явное, однозначное следствие современной теории спектров. 567. По какому закону изменяются энергии фотонов E f , поглощаемых электронами при их последовательном переходе с нижних на верхние энергетические уровни? Ответ следует из формуле (149). 568. По какому закону изменяются энергии фотонов E f , излучаемых электронами при их последовательном переходе с верхних на нижние энергетические уровни? Если не учитывать знак энергии, то ответ следует из формулы (152). 569. Существует ли математическая модель для расчета спектра любого электрона, любого атома и можно ли считать эту модель законом формирования спектров атомов и ионов? Мы уже ответили, что это формула (149). Она позволяет рассчитывать спектр любого атома при условии правильного экспериментального определения энергии связи E1 любого электрона в момент пребывания его на первом энергетическом уровне. 570. Был ли контакт у автора закона формирования спектров со специалистами из Всероссийского научно-исследовательского института спектроскопии? Да, был. Причём непосредственно с его директором Виноградовым. Это было ещё в прошлом веке. Он пригласил меня принять участие в конференции по спектроскопии. Я отослал доклад и получил ответ, в котором меня информировали, что конференция посвящена традиционным методам расчёта спектров, а я предлагаю нетрадиционный, поэтому мой доклад не может быть включён в программу конференции. 571. Энергия ионизации атома гелия или энергия удаления первого электрона из атома равна Ei1 =24,587eV, а атома водорода - Ei1 =13,598eV. Разве можно рассчитать спектр первого электрона атома гелия по математической модели закона (149) формирования спектров при такой большой разнице в энергиях ионизации атома водорода и атома гелия? Да, эта разница была главной преградой на пути теоретиковспектроскопистов в поиске закона формирования спектров атомов и ионов. Это и повело их по пути разработки приближённых методов расчёта спектров. Но нас эта разница не испугала и мы искали её причину более года и нашли. В результате оказалось, что энергия связи первого электрона атома гелия с протоном ядра в условиях, когда оба электрона находятся в атоме, равна 13,47eV и сразу заработал закон формирования спектров (формула 149). 572. Можно ли кратко описать, как это было? Для этого был составлен ряд экспериментальных энергий первого электрона атома гелия в виде разности между энергией ионизации первого электрона E i =24,587eV и энергиями возбуждения (таблица 8, 3-я колонка), взятыми из справочника. Таблица 10. Энергетические показатели стационарных энергетических уровней первого электрона атома гелия Энергия связи Энергии возб. Ev E f , eV Номер уровня, n Eb Ei Ev , eV 1 ? ? 2 3,627 20,96 3 3,367 21,22 4 1,597 23,01 5 1,497 23,09
98 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
0,847 0,547 0,377 0,277 0,217 0,167 0,137 0,117 0,097 0,077 0,067
23,74 24,04 24,21 24,31 24,37 24,42 24,45 24,47 24,49 24,51 24,52
573. Какой следующий шаг был сделан? Начался анализ каждой экспериментальной величины и сравнения её значений в разных справочниках. 574. Что было установлено в результате этого анализа? Прежде всего, было установлено некорректное правило заполнения экспериментальных таблиц, которое составители справочников обосновали так: «Наряду с экспериментально измеренными длинами волн в предлагаемых таблицах есть такие линии, длины волн которых рассчитаны по энергетическим уровням с учетом правил отбора. Это или до сих пор не обнаруженные линии тонкой структуры, или слабые, грубо измеренные спектральные линии. Законность такого расчета не вызывает сомнений, так как энергетические уровни устанавливаются по надёжно измеренным линиям с использованием вторичных стандартов». 575. Что же скрывалось в использовании вторичных стандартов? Произвол в заполнении энергетических уровней данными, которых не было в эксперименте. 576. Как можно прокомментировать этот произвол? Как нужда, вытекавшая из несовершенства приближённого метода расчёта спектров. 577. Почему же теоретики мирились с этим произволом? Причина одна – стереотип мышления, сформированный совокупностью всей предыдущей информацией о спектрах атомов и ионов. 578. Как была доказана ошибочность действий теоретиков-спектроскопистов? Вот ответ на этот вопрос. Он взят из нашей монографии. «Нам трудно согласиться с таким методом экспериментаторов. Взять, например, энергию возбуждения 23,01eV (таблица 10, третья колонка), соответствующую четвертому стационарному энергетическому уровню. В справочнике [6] её вообще нет, а в справочнике [7] она приводится без указания яркости линии, то есть как очень слабая или ненаблюдаемая. 579. Какое решение было принято в связи с этим? Было решено исключить сомнительную величину из рассмотрения при поиске закономерности формирования энергий возбуждения, соответствующих стационарным энергетическим уровням. 580. Был ли это единственный случай? Нет, конечно. В аналогичном положении находилась и энергия возбуждения, равная 20,96eV. Поэтому и она была исключена из рассмотрения. 581. Что же получилось в результате такой чистки произвола спектроскопистов? Результат – в таблице 11. Таблица 11. Энергии связи Eb первого электрона атома гелия с его ядром Номер энергети- Энергии возбуждения, Энергии связи, eV ческого уровня, n эксперимент Ev eV теория Eb E1 / n 2 1 24,586 ? 13,47 2 21,22 3,37 3,37 3 23,09 1,50 1,50 4 23,74 0,85 0,85 5 24,04 0,55 0,55
99 6 7 8 9 10 11 12 13 14
24,21 24,31 24,37 24,42 24,45 24,47 24,49 24,51 24,52
0,38 0,28 0,22 0,17 0,14 0,10 0,09 0,08 0,07
0,38 0,28 0,22 0,17 0,14 0,10 0,09 0,08 0,07
582. Как понимать результаты, представленные в очищенной экспериментальной таблице? Вторая и третья колонки – энергии возбуждения и связи первого электрона атома гелия с протоном ядра, взятые из справочника. Последняя колонка - результат расчёта энергий связей первого электрона атома гелия с протоном его ядра. 583. Как была получена первая энергия в последней колонке в таблице 9? Первая энергия в этой колонке была получена следующим образом. Известна экспериментальная величина энергии связи первого электрона с протоном ядра, соответствующая второму энергетическому уровню (таблица 11, 3-я колонка), при n=2 в третьей колонке - 3,37eV . Эта величина была умножена на квадрат квантового числа n=2 и в результате была получена энергия связи первого электрона атома гелия с протоном ядра, в момент пребывания его на первом (n=1) энергетическом уровне 13,47eV (таблица 11, четвёртая колонка). Полное совпадение данных четвёртой теоретической колонки и третьей - экспериментальной – убедительное доказательство правильности удаления двух энергий возбуждения, которые были введены в таблицу произвольно. 584. Какие ещё доказательства правильности корректировки экспериментальной таблицы спектров? Если формула (149) действительно является законом формирования спектров атомов и ионов, то с её помощью мы должны были получить экспериментальные значения энергий возбуждения. Подставляя в формулу (149) Ei 24,587 и E1 13,468 , получим (табл. 12). Таблица 12. Спектр первого электрона атома гелия Значения n 2 3 4 5 6 eV 21,22 23,09 23,74 24,04 24,21 E f (эксп.) E f теор.)
eV
21,22
23,09
23,74
24,05
24,21
Eb (теор.)
eV
3,37
1,50
0,84
0,54
0,37
585. Значит ли это, что возникнет необходимость повторить эксперименты по фиксированию спектральных линий атомов и ионов? Да, такая необходимость уже прояснилась 586. В чём её суть? Анализ уже полученных спектров атомов и ионов показывает достаточно большие расхождения в величинах энергий, соответствующих спектральным линиям и полученных различными авторами экспериментов. Эти расхождения надо уменьшать. Далее, не имея чёткого представления о законе Природы, формирующем спектры, экспериментаторы стремились только к фиксированию энергий спектральных линий, не уделяя особого внимания некоторым из них. 587. Каким же спектральным линиям надо было уделить особое внимание? Дело в том, что в математической модели закона формирования спектров атомов и ионов есть математический символ, соответствующий энергии связи любого электрона с протоном ядра, соответствующей первому энергетическому уровню. Но некоторые электроны лишены возможности оказываться на первых энергетических уровнях из за сложности структуры атома. В результате в спектре появляются лишь те самые нижние спектральные
100 линии, которые соответствуют доступному переходу электрона. Номер этого перехода в существующих спектрах остаётся неизвестным и приходится эмпирически перебирать нижние энергии, чтобы найти среди них те, которые принадлежать пребыванию электрона на дозволенном энергетическом уровне в данном атоме. Теперь, при известной модели атома, можно прогнозировать номер нижнего дозволенного энергетического уровня и точнее фиксировать его спектральную линию. 588. Как же согласовать экспериментальную величину энергии ионизации первого электрона атома гелия Ei 24,586eV с энергией связи первого электрона атома гелия с протоном E1 13,47eV ? Это очень интересный вопрос и мы дадим детальный ответ на него при анализе структуры атома гелия. 589. В чём особенность расчёта спектра атома лития? Закон расчёта спектров (149) един и методика его применения тоже едина. 590. Можно ли увидеть результаты использования закона формирования спектров для расчёта спектров всех трёх электронов атома лития и сравнения их с экспериментальными данными? Конечно, результаты в таблицах 13, 14 и 15. Таблица 13. Спектр первого электрона атома лития Значения n 2 3 4 5 6 eV 3,83 4,52 4,84 5,01 E f (эксп.)
E f (теор.)
eV
1,18
3,83
4,51
4,83
5,00
Eb (теор.)
eV
3,51
1,56
0,88
0,56
0,39
4 72,26
5 73,48
6 -
72,25
73,47
74,13
Таблица 14. Спектр второго электрона атома лития Значения n 2 3 eV 62,41 69,65 E f (эксп.) E f (теор.)
eV
62,41
69,62
eV 13,54 6,02 3,38 2,17 1,50 Eb (теор.) Таблица 15. Спектр третьего электрона водородоподобного атома лития и энергии связи Eb его с ядром атома на стационарных энергетических уровнях Значения n 2 3 4 5 6 eV 91,84 108,84 114,80 117,55 119,05 E f (эксп.) E f (теор.)
eV
91,84
108,85
114,80
117,55
119,05
Eb (теор.)
eV
30,61
13,60
7,65
4,80
3,40
591. Почему теоретическая величина энергии возбуждения первого электрона атома лития в момент пребывания его на втором энергетическом уровне имеется в таблице 13, а экспериментальной нет? Очень интересный вопрос. Это не единственный случай. Объясняется он тем, что теория даёт весь ряд энергий, соответствующий любому энергетическому уровню любого электрона, а некоторые электроны не дают соответствующих экспериментальных данных. Это относится в основном ко второму и третьему энергетическим уровням. Объясняется такое поведение электрона тем, что теория предсказывает наличие энергий, а у электрона их нет, так как он лишён возможности переходить на соответствующий энергетический уровень. Это обусловлено структурой атома. При анализе структуры атома лития мы увидим причину, которая не позволяет первому электрону этого атома опускаться на второй энергетический уровень. 592. Какие ещё особенности спектров раскроются при анализе их совместно со структурами атомов? Можно сказать удивительные особенности. Дальше мы увидим,
101 что энергии связи у всех электронов любого атома не равны, но близки к энергиям связи электрона атома водорода на соответствующих энергетических уровнях. 593. Если электроны взаимодействуют с протонами ядер линейно, то структура многоэлектронного атома будет подобна одуванчику. Так это или нет? Такое сравнение близко к реальности и мы познакомимся с этим детально. 594. А как же тогда появляются валентные электроны, связывающие атомы в молекулы? Ну, если речь пошла об одуванчике, то валентные электроны, поглощая фотоны переходят на энергетические уровни выше тех, на которых находятся все остальные электроны и таким образом вступают в контакт между собой и соединяют атомы в молекулы. 595. Есть ли дополнительные доказательства примерного равенства энергий связи всех электронов атомов с протонами ядер? Конечно, есть. Самое мощное из них – независимость экспериментальной зависимости закона излучения чёрного тела от материала этого тела, то есть от химического элемента, из которого он изготовлен. 596. Есть ли математические модели для расчёта энергии связи с протоном любого электрона любого химического элемента? Есть, конечно, и мы познакомимся с такими моделями и результатами использования их для расчётов, когда будем анализировать структуры атомов. 597. У атома бериллия четыре электрона. Позволяет ли закон формирования спектров атомов и ионов рассчитать спектры, формируемые всеми электронами этого атома? Ответ в таблицах 16, 1 7, 18. 598. Почему энергии связи E b всех четырех электронов атома бериллия с протонами ядер на одноимённых энергетических уровнях увеличиваются по мере увеличения номера электрона в атоме (таблицы 16, 17 и 18)? Потому что спектры снимаются при последовательном увеличении потенциалов возбуждения. В результате электроны покидают атом в такой же последовательности. После ухода из атома первого электрона, один протон в ядре остаётся свободным и следующий электрон начинает взаимодействовать и со своим протоном и с тем, что освободился и его энергия связи увеличивается. Когда в атоме остаётся один электрон, то он начинает взаимодействовать с четырьмя протонами ядра и его энергия связи, соответствующая первому энергетическому уровню, увеличивается в n 2 4 2 16 раз. Таблица 16. Спектр первого электрона атома бериллия Значения n 2 3 4 5 6 7 8 eV 5,28 7,46 8,31 8,69 8,86 8,98 9,07 E f (эксп.) E f (теор.)
eV
5,28
7,53
8,31
8,67
8,87
8,99
9,07
Eb (теор.)
eV
4,04
1,80
1,01
0,65
0,45
0,33
0,25
Таблица 17. Спектр второго электрона атома бериллия Значения n 2 3 4 eV 11,96 14,72 E f (эксп.)
5 15,99
6 16,67
E f (теор.)
eV
4,15
11,96
14,70
15,96
16,65
Eb (теор.)
eV
14,81
6,25
3,52
2,25
1,56
Таблица 18. Спектр третьего электрона атома бериллия Значения n 2 3 4 eV 123,7 140,4 146,3 E f (эксп.)
5 149,0
6 150,5
E f (теор.)
eV
123,7
140,5
146,3
149,0
150,5
Eb (теор.)
eV
30,22
13,43
7,56
4,84
3,36
102 Спектр четвёртого электрона атома бериллия является спектром водородоподобного атома бериллия, поэтому не представляет особого интереса. 599. Почему не приведена таблица результатов расчёта спектра четвёртого электрона атома бериллия? Четвёртый электрон атома бериллия остаётся в атоме последним при повышении потенциала возбуждения, поэтому его теоретическая энергия ионизации равна произведению энергии ионизации атома водорода 13,598eV на квадрат главного квантового числа n 4 2 16 , то есть Ei 13,598 16 217,568eV . В результате атом бериллия с одним электроном называется водородоподобным атомом и спектр его четвёртого электрона рассчитается и по нашей математической модели закона формирования спектров атомов и ионов (149) и по формуле Бора (144), поэтому мы не приводим таблицу с результатами расчёта спектра четвёртого электрона атома бериллия. 600. Если электроны взаимодействуют с протонами ядра не орбитально, а линейно, то есть основания полагать, что когда все четыре электрона атома бериллия находятся в атоме, то их энергии связи с протонами ядра должны иметь одинаковые значения на одноимённых энергетических уровнях. Есть ли доказательства достоверности такого предположения? Они в таблице 19. 601. Как интерпретировать результаты таблицы 19? В первой строке – энергии связи электрона атома водорода со своим протоном, а в остальных – энергии связи всех четырёх электронов атома бериллия на соответствующих энергетических уровнях в условиях, когда все четыре электрона находятся в атоме. Таблица 19. Энергии связи Eb электрона атома водорода eH и электронов (1, 2, 3, 4) атома бериллия Be с ядром в момент, когда все они находятся в атоме n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 13,6 3,40 1,51 0,85 0,54 0,38 0,28 0,21 0,17 eH 1 2 3 4
16,17 16,17 16,17 16,17
4,04 4,04 4,04 4,04
1,80 1,80 1,80 1,80
1,01 1,01 1,01 1,01
0,65 0,65 0,65 0,65
0,45 0,45 0,45 0,45
0,33 0,33 0,33 0,33
0,25 0,25 0,25 0,25
0,20 0,20 0,20 0,20
n
eH
10 0,14
11 0,11
12 0,09
13 0,08
14 0,07
15 0,06
16 0,05
17 0,05
18 0,04
1 2 3 4
0,16 0,16 0,16 0,16
0,12 0,12 0,12 0,12
0,10 0,10 0,10 0,10
0,08 0,08 0,08 0,08
0,07 0,07 0,07 0,07
0,06 0,06 0,06 0,06
0,05 0,05 0,05 0,05
0,05 0,05 0,05 0,05
0,04 0,04 0,04 0,04
602. Почему энергии связи всех четырёх электронов атома бериллия оказываются равными энергиям связи электрона атома водорода, начиная лишь с 13-го энергетического уровня? Дальше, при анализе структуры атома бериллия, мы увидим причину этого, а сейчас лишь поясним. Когда все четыре электрона, находятся в атоме и линейно взаимодействуют с протонами его ядра, то на нижних энергетических уровнях они взаимодействуют друг с другом. Поэтому они могут оставаться в атоме лишь при условии большей энергии связи со своими протонами, чем энергия связи электрона атома водорода со своим протоном. По мере перехода на более высокие энергетические уровни они удаляются друг от друга и, начиная с 13-го энергетического уровня, их влияние друг на друга исчезает и их энергии связи с протонами ядер оказываются такими же, как и у электрона атома водорода (таблица 19). 603. Откуда взяты цифры, представленные в таблице 19? Это результат обработки экспериментальных спектров всех четырёх электронов.
103 604. Есть ли математические модели для такой обработки? Конечно, есть, они приведены в монографии и мы приведём их при анализе структуры атома бериллия. 605. Какое решение было принято после установления закона формирования спектров атомов и ионов? Было принято решение не стремиться к расчёту спектров всех атомов и ионов, а рассчитывать только те из них, которые использовались в наших экспериментах. 606. Можно ли привести результаты расчётов некоторых из них? Можно, приводим. Таблица 20. Спектр 1-го электрона атома углерода Значения n 2 3 4 5 6 eV 7,68 9,67 10,37 10,69 10,86 E f (эксп.) E f (теор.)
eV
7,70
9,68
10,38
10,71
10,88
Eb (теор.)
eV
3,58
1,58
0,89
0,57
0,39
Таблица 21. Спектр первого электрона атома бора Знач. n 2 3 eV 4,96 6,82 E f (эксп.)
4 7,46
5 7,75
6 7,92
7 8,02
E f (теор.)
eV
4,96
6,81
7,46
7,76
7,93
8,02
Знач. E f (эксп.)
n eV
8 8,09
9 8,13
10 8,16
11 8,18
12 8,20
13 8,22
E f (теор.)
eV
8,09
8,13
8,16
8,18
8,20
8,22
Знач. E f (эксп.)
n eV
14 8,23
15 8,24
16 8,25
17 8,25
18 8,26
19 ...
E f (теор.)
eV
8,23
8,24
8,25
8,25
8,26
...
Таблица 22. Спектр первого электрона атома кислорода Значения n 2 3 4 eV 10,18 12,09 12,76 E f (эксп.) E f (теор.)
12,76
13,07
13,24
eV 3,44 1,53 Eb (теор.) Таблица 23. Спектр 1-го электрона атома хлора Значения n 2 3 eV 9,08 11,25 E f (эксп.)
0,86
0,55
0,38
4 12,02
5 12,34
6 12,53
11,24
11,99
12,34
12,54
eV 3,89 1,72 Eb (теор.) Таблица 2 4. Спектр 1-го электрона атома меди Значения n 5 6 eV 3,77 4,97 E f эксп.)
0,97
0,62
0,43
7 5,72
8 6,19
9 6,55
5,71
6,18
6,50
2,02
1,54
1,22
6 5,06
7 5,23
8 5,40
E f (теор.)
eV
eV
10,16
6 13,24
12,09
E f (теор.)
eV
5 13,07
9,08
3,77
4,98
eV 3,96 2,75 Eb (теор.) Таблица 25. Спектр 1-го электрона атома галлия Значения N 4 5 eV 4,11 4,71 E f эксп.)
E f теор.)
eV
4,12
4,70
5,04
5,27
5,42
Eb (теор.)
eV
2,93
1,87
1,30
0,96
0,73
104 Таблица 26. Спектр 1-го электрона атома натрия Значения n 2 3
4
5
6
E f (эксп.)
eV
-
3,68
4,31
4,62
4,78
E f (теор.)
eV
-
3,68
4,32
4,62
4,77
Eb (теор.)
eV
3,27
1,45
0,82
0,52
0,36
607. Какие сложности ожидают тех, кто будет пытаться рассчитывать спектры других атомов и ионов? Завершая изложение теории формирования спектров атомов и ионов, отметим важные моменты для тех, кто будет продолжать эти исследования. Прежде всего, это лишь начало. Оно базируется на результатах экспериментов. Если результаты эксперимента отличаются от реального спектра того или иного электрона, то резко усложняется процедура поиска энергии E1 . Поскольку величина этой энергии базируется на значении энергии возбуждения, которая стоит первой в ряду всех энергий возбуждения, соответствующих стационарным энергетическим уровням, то точное определение первой энергии возбуждения играет решающую роль. Но существующие справочники по спектроскопии не отвечают этому требованию. Возьмем, например, энергии возбуждения, соответствующие стационарным энергетическим уровням второго электрона атома углерода. В справочнике Стриганова содержится следующий ряд этих энергий [6]: 5,33; 9,29; 11,96; 13,71; 13,72; 14,45; 18,04; 19,49; 20,84; 21,49; 22,13; 22,47; 22,57; 22,82; 23,38; 26,58 eV. В справочнике Зайделя этот ряд имеет такие значения [7]: 9,30; 11,96; 13,72; 14,46; 16,32; 17,62; 18,04; 18,06; 18,66; 19,49; 20,14; 20,84; 20,91; 20,95;22,13; 22,54; 22,56; 22,90; 23,11; 24,27; 24,37; 24,59; 24,64; 25,98; 27,41; 27,47; 27,48 eV. Подчеркнутые значения энергий совпадают в обоих справочниках, а не подчеркнутые - не совпадают. Как видно, не так легко найти энергию, которая соответствует первому уровню возбуждения. Задача эта, видимо, должна решаться путем увеличения количества справочников, привлекаемых для анализа, и - разработке специальной компьютерной программы, которая обеспечивала бы решение поставленной задачи. Если встретятся такие ряды энергий, которые не подчиняются закону (149), то это будет означать, что ячейка такого электрона занимает нестандартное положение в атоме. Не исключено, что в ряде случаев придется повторить эксперименты для более точного определения первого потенциала возбуждения. 608. Существуют ли экспериментальные данные, кроме спектров атомов и ионов указывающие на отсутствие орбитальных движений электронов в атомах и линейного взаимодействия их с протонами ядер? Такие экспериментальные результаты уже существуют. Их получили европейские экспериментаторы. Они создали новое поколение электронных микроскопов, которые имеют разрешающую способность фотографировать кластеры молекул. Им удалось сфотографировать кластер бензола. Фотография воспроизвела структуру кластера бензола, в которой чётко видна молекула бензола. Её структура полностью соответствует структуре теоретической молекулы бензола, построенной нами из атомов углерода и водорода несколько лет назад. Теоретическая модель молекулы бензола на рис. 47, d, а её фотография в составе бензольного кластера показана на рис. 47 е. Мы не будем уточнять его точное название. Главное – структура. 609. Что показано на фото (рис. 47, е)? На рис. 47, d, вверху показана теоретическая модель молекулы бензола, а внизу - фото бензольного кластера и результат компьютерной обработки этой фотографии. 610. Как правильно интерпретировать компьютерную фотографию бензольного кластера? Молекула бензола С6Н6 (рис. 47, d). Это значит, что в её структуре 6 атомов углерода С и шесть атомов водорода Н. На рис. 47, е представлено фото кластера из последовательно соединённых друг с другом колец из атомов углерода.
105 611. На чём основывается такая интерпретация? На теоретической модели атома углерода, представленной на рис. 47, с. В ней 6 электронов e линейно связаны с ядром N, которое расположено в центре атома. 612. А как устроено ядро атома углерода? Структура ядра атома углерода показана на рис. 46, b. Внутренние тёмные шары – нейтроны, а наружные (светлые) – протоны. 613. Из рис. 47, b и с следует, что электроны взаимодействуют с протонами ядра не орбитально, а линейно. В чём сущность этого взаимодействия? Она следует из структуры атома водорода, представленного на рис. 47, а. Как видно, электрон e взаимодействует с протоном Р линейно, а не орбитально [1].
Рис. 47. 614. Какие силы сближают электрон атома водорода с протоном и какие ограничивают их сближение? Электрон и протон имеют разноименные электрические заряды и магнитные моменты, а значит и магнитные полюса: серенный и южный. Следовательно, их могут сближать разноимённые электрические заряды, а ограничивать сближение - одноимённые магнитные полюса, силовые магнитные линии которых наиболее интенсивно взаимодействуют друг с другом, когда их магнитные полюса располагаются на одной линии. В результате и формируется линейное взаимодействие электрона с протоном ядра. 615. Как интерпретировать светлые внешние шарики на рис. 47, е, внизу? Это электроны атомов водорода. На реальном фото (рис. 47, е, вверху) их нет, так как размер электрона на 4-5 порядков меньше атома углерода (рис. 47, с) и микроскоп не видит их. 616. Из изложенного следует, что формирование структур атомов и молекул начинается с формирования ядер атомов. Так это или нет? Представленная визуальная экспериментальная и теоретическая информация даёт однозначно положительный ответ на поставленный вопрос. 617. Значит ли это, что изучение атомов и молекул надо начинать с изучения структур ядер атомов? Ответ однозначно положительный. 618. Значит ли это, что лиц, препятствующих этому изучению уже можно относить к научным инквизиторам? История науки уже представила их такими. 619. Неужели нашлись и модераторы, которые препятствуют публикации этой информации в Интернете? К сожалению, нашлись.
106 620. Можно ли привести примеры? Можно. Мне прислали адрес форума по физике студентов МГУ. Я решил принять участие в нём. Написал краткое вступительное обращение к студентам. Уважаемые студенты МГУ! Я намереваюсь познакомить Вас с неведомыми пока Вам научными результатами по физике, химии, астрофизике и другим смежным наукам. Однако, в правилах форума записано, что реклама на нём запрещена. В результате я оказываюсь в затруднении. Если я начну сообщать Вам результаты своих 30-ти летних научных исследований, то будет ли это реклама или нет, я не знаю. Я хотел бы опубликовать вначале аннотацию своей монографии «Начало физхимии микромира» http://kubsau.ru/science/prof.php?kanarev и её содержание, чтобы Вы получили представление о круге научных вопросов, которые я собираюсь обсуждать с Вами. После этого я намереваюсь начать публиковать вопросы по проблемам научного познания и по структуре и поведению основных обитателей микромира: фотонов, электронов, протонов, нейтронов, ядер, атомов, молекул и кластеров. Таких вопросов и ответов на них будет более 1000. Вы можете включиться в процесс обсуждения ответов на поставленные вопросы и предлагать свои вопросы и свои ответы. Думаю, что такая форма общения между нами - наиболее продуктивна в познании безумно сложного мироздания, в котором мы появляемся временно и пытаемся познать его. Я бы хотел получить от модераторов одобрение или отрицание моих намерений, чтобы освободить их от проблемы: удалять или нет предложенную мною тему для обсуждения? Эта проблема неминуемо возникнет перед ними, так как ответы на поставленные вопросы будут значительно отличаться от стандартных ответов. Я называю свою тему так: «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ». Всего доброго. К.Ф.М. 30.04.10. Зашёл на сайт форума, зарегистрировался и получил сообщение, что факт моей регистрации и порядок входа на форум будет прислан мне по электронной почте. Но его до сих пор нет. 621. Есть ли ещё примеры подобных инквизиторских действий? К сожалению есть. Модератор форума МГУ по химии ХИМИЧЕСКИЙ ФОРУМ http://www.chemport.ru/guest2 закрыл мне доступ для участия в форуме. Аналогичным образом поступил модератор форума по физике «Наука и жизнь» http://www.nkj.ru/forum/ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Спектры атомов, ионов и молекул – самый большой массив экспериментальной информации об обитателях микромира, но человек научился извлекать из этих спектров мизерную часть пользы, которую они содержат. Причина такого состояния – барьер приближённых методов расчёта спектров атомов ионов. Теперь он удалён, и новое поколение учёных будет продвигаться быстрее и плодотворнее в извлечении пользы из указанных спектров. 9. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ О ЯДРАХ АТОМОВ Анонс. Современная наука собрала огромное количество различной экспериментальной информации о ядрах атомов. Однако, приемлемой интерпретации физической сути этой информации до сих пор нет. Попытаемся найти её [1]. 622. Сколько магнитных полюсов у магнитного поля электрона? Два. 623. Сколько магнитных полюсов у магнитного поля протона? Два. 624. Сколько магнитных полюсов у магнитного поля нейтрона? Шесть. 625. Появились ли результаты, которые проясняют физическую природу ядерных сил? Такие результаты уже существуют. Анализ структуры протона показал, что его магнитное поле подобно магнитному полю стержневого магнита. Величина напряженности
107 этого поля вблизи его геометрического центра имеет колоссальную величину, равную H P 8,507 1014 Òåñëà. 626. Есть ли основания полагать, что напряженность магнитного поля нейтрона близка к напряжённости магнитного поля протона? Такие основания существуют, и расчёты подтверждают это. 627. Есть ли основания полагать, что колоссальные напряжённости магнитных полей протона и нейтрона генерируют магнитные силы, соединяющие эти частицы, и их называют ядерными силами? Да, есть все основания для формулировки такой гипотезы и её изучения. 628. Чему равна напряженность магнитного поля в зоне контакта протона с нейтроном? Точного ответа на этот вопрос пока нет, но можно полагать, что она равна напряженности, соответствующей ядерным силам. 629. Какова природа ядерных сил и почему их величина быстро убывает при удалении от центра ядра? Природа ядерных сил ещё не установлена, но наличие столь большой напряжённости магнитного поля вблизи центра симметрии протона и, видимо, близкой к этой величине в центре симметрии нейтрона, позволяет предполагать, что магнитные силы протонов и нейтронов являются ядерными силами [1]. 630. Почему ядра атомов состоят из двух частиц: протонов и нейтронов? Поскольку протоны имеют одноимённый заряд, отталкивающий их друг от друга, то нужна частица, которая, соединяя протоны, выполняла бы роль экрана между ними. Вполне естественно, что такая частица также должна иметь магнитное поле, но не иметь заряда. Это первое условие, обеспечивающее формирование ядра атома. 631. Изучение столь сложных процессов, как процесс формирования ядер атомов, невозможно без формулировки предварительных предположений, которые подтверждались бы последующими результатами раскрытия структур ядер атомов. В связи с этим возникает такой вопрос: какую главную гипотезу потребовалось сформулировать для раскрытия законов, управляющих формированием ядер атомов? Самая главная гипотеза, которая проясняет принцип, которым руководствуется Природа при формировании ядер атомов, касается структуры магнитного поля нейтрона. Если предположить, что нейтрон имеет шестиполюсное магнитное поле, то все остальные процессы формирования ядер атомов проясняются автоматически и появляется возможность связывать их с результатами экспериментов. 632. Почему ядра атомов имеют положительный заряд? Потому, что положительно заряженные протоны распложены на их поверхностях. 633. Реализуется ли закон формирования спектров атомов и ионов, из которого следует отсутствие орбитального движения электрона в атоме, в структурах ядер атомов? Конечно, реализуется, причём автоматически. Все протоны оказываются на поверхности ядер (рис. 48). Эта особенность вытекает из необходимости линейного взаимодействия электронов атомов с протонами ядер [1]. 634. Согласуются ли принципы формирования ядер атомов с Периодической таблицей химических элементов Д.И. Менделеева? Согласие полное. Элементы простых ядер появляются в структурах более сложных ядер в полном соответствии с Периодической таблицей химических элементов Д.И. Менделеева. 635. Почему существует, так называемая, тяжёлая вода? Одной из причин существования тяжёлой воды является существование ядер атомов водорода с одним или двумя нейтронами, присоединившимися к протону (рис. 48). 636. Какая структура ядра атома гелия ближе к реальности (рис. 48) и почему? Нелинейная структура ядра атома гелия ближе к реальности, так как она может формировать атом гелия без магнитного момента. 637. Почему большинство ядер лития имеют четыре нейтрона? Наличие четвёртого нейтрона удаляет третий электрон на большее расстояние от остальных двух и это повышает устойчивость структуры атома лития.
108
Рис. 48. 638. Почему интенсивность смещённой линии лития в эффекте Комптона максимальна по сравнению со смещёнными линиями, полученными в экспериментах с другими химическими элементами? Потому что у ядра атома лития наименьшее количество протонов на поверхности ядра, а у самого атома – наименьшее количество электронов, линейно взаимодействующих с протонами. В результате рентгеновские фотоны имеют возможность взаимодействовать с каждым электроном в отдельности. Поверхность многоэлектронных атомов заполнена плотнее и у рентгеновских фотонов уменьшается возможность контактировать с отдельными электронами. 639. Почему 100% ядер атома бериллия имеют 5 нейтронов? Потому, что нейтроны контактируют друг с другом линейно. При четырёх нейтронах, как это видно на рис. 48, такой контакт невозможен. 640. Какое главное следствие следует из пятинейтронного ядра атома бериллия? Из структуры ядра атома бериллия следует, что нейтрон имеет в одной плоскости, проходящей через его центр, минимум 4 магнитных полюса. 641. Почему 80% ядер атома бора имеют 5 протонов и 6 нейтронов, а остальные лишь 5 нейтронов (рис. 48)? Шестой нейтрон удаляет 5-й осевой протон дальше от остальных четырёх протонов, за счёт этого уменьшаются силы отталкивания, действующие между протонами, и повышается устойчивость ядра. 642. Почему ядро атома углерода имеет две структуры: плоскую с шестью кольцевыми нейтронами и протонами, и пространственную с 7-ю или 5-ю нейтронами и 6-ю протонами (рис. 49)? У плоской структуры ядра все нейтроны соединены друг с другом по кольцу, а у пространственной – вдоль осей декартовых координат. Плоская структура ядра атома углерода принадлежит органическим атомам углерода благодаря своей идеальной симметричности в плоскости и графиту, а пространственная – алмазу, обеспечивая ему небывалую прочность благодаря идеальной пространственной симметричности. 643. Следует ли из структуры ядра атома азота химическая инертность его молекулы в газообразном состоянии (рис. 49)? Химическая инертность молекул азота следует из ядра его атома автоматически и мы увидим это при анализе атома и молекулы азота. Эта инертность следствие того, что с одной стороны оси ядра расположен протон, а с другой – нейтрон. Поскольку электроны атома взаимодействуют с протонами ядер линейно, то шесть кольцевых электронов атома азота своим суммарным статическим полем удаляют осевой электрон от ядра и он становится главным валентным электроном. Когда валентные осевые электроны двух атомов соединятся, то получается симметричная структура,
109 внутри которой вдоль оси располагаются и протоны, и электроны, а наружные концы оси молекулы завершаются нейтронами. В результате отсутствия осевых наружных электронов и в результате одинакового расположения всех кольцевых электронов от оси молекулы она имеет слабую химическую активность, когда находится в газообразном состоянии.
Рис. 49. 644. Какое количество ядер атомов кислорода имеют 8 нейтронов и 8 протонов (рис. 49)? В Природе 99,762% атомов кислорода имеют восемь нейтронов и восемь протонов. Анализ схемы симметричного ядра атома кислорода показывает, что между верхним и нижним центральными протонами могут вклиниваться дополнительные нейтроны и тогда образуются ядра изотопов кислорода. 645. Сколько ядер атомов кислорода с одним и двумя лишними нейтронами (рис. 48)? . В Природе 0,038% ядер атома кислорода с одним лишним нейтроном и 0,200% - с двумя лишними нейтронами. 646. Какое максимальное количество лишних нейтронов может иметь ядро атома кислорода? Ядро атома кислорода может иметь до пяти лишних нейтронов. 647. Почему ядру атома кислорода приписывают магические свойства (рис. 49)? Они обусловлены симметричностью ядра и его симметричной зарядовой архитектоникой. 648. Определяет ли структура ядра атома кислорода химическую активность его атома и молекулы (рис. 49)? Положительный ответ на этот вопрос следует автоматически из структуры ядра. Линейное взаимодействие электронов с протонами ядра приводит к тому, что шесть кольцевых электрона удаляют оба осевые электроны от ядра и они становятся главными валентными электронами, которые соединяют два атома в молекулу и у молекулы также присутствуют осевые электроны, обеспечивая химическую активность молекуле почти такую же, как и атому. 649. Какую ещё роль выполняют кольцевые протоны ядер углерода, азота и кислорода (рис. 49)? Они обеспечивают одновременный переход всех шести электронов на нижние энергетические уровни. В результате все кольцевые электроны излучают фотоны,
110 размеры которых на 5-6 порядков больше размеров электронов. Это главный фактор, повышающий давление в зоне процесса одновременного излучения фотонов и определяющий взрывчатые свойства этих химических элементов. Террористы пользуются этим, используя азотные удобрения (селитру) в качестве взрывчатых веществ. 650. Почему фтор расположен в одной группе с водородом в Периодической таблице химических элементов (рис. 50)? Потому что электроны, вступающие в связь с осевыми протонами ядра, являются главными валентными электронами и атома, и молекулы фтора и формируют линейную структуру подобную структуре атома и молекулы водорода и близкую к ним по химической активности. 651. Почему натрий расположен в первой группе химических элементов таблицы Менделеева (рис. 50)? Потому что в его структуре явно выраженное ядро атома лития, расположенного в этой же группе. Электроны, связанные с протонами, представляющими ядро атома лития в ядре атома натрия, дальше других электронов удалены от ядра атома и их валентные функции аналогичны валентным функциям электронов атома лития. 652. Почему неон находится в конце второго периода таблицы химических элементов (рис. 50)? Неон расположен в той же группе таблицы химических элементов, что и гелий, поэтому в структуре его ядра должно присутствовать ядро атома гелия, что мы и наблюдаем (рис. 50). Это является веским доказательством правильности разработанной нами методики построения ядер атомов.
Рис. 50. 653. Почему ядро атома магния располагается в той же группе химических элементов, что и ядро атома бериллия (рис. 50)? Потому что в структуре ядра атома магния (рис. 50) присутствует явно выраженное ядро атома бериллия, электроны которого подсоединённые к протонам ядра проявляют химические свойства близкие к химическим свойствам атома магния. 654. Почему атом алюминия располагается в таблице химических элементов в одной группе с атомом Бора? Как видно (рис. 50), в структуре ядра атома алюминия содержится ядро атома бора. Электроны, связанные с протонами этой части ядра атома алюминия, проявляют валентные свойства близкие к валентным свойствам электронов атома Бора. 655. Сохраняется ли описанная повторяемость структур ядер простых химических элементов в структурах ядер более сложных химических элементов? Мы построили ядра 29 химических элементов и повторяемость структур ядер простых химических эле-
111 ментов в структурах ядер более сложных химических элементов полностью соответствует таблице химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева. 656. Почему номер ядра атома кальция считается магическим числом? Потому что ядро этого химического элемента (рис. 51), так же как и ядра атомов гелия и кислорода имеют предельно симметричные структуры.
Рис. 51. 657. Процесс синтеза атомов сопровождается сближением электронов с протонами ядер и последующими переходами электронов по энергетическим уровням, при которых излучаются фотоны. Существуют ли аналогичные энергетические уровни у протонов ядер при их синтезе? Существование энергетических уровней протонов при синтезе ядер – экспериментальный факт. Существуют и энергии возбуждения ядер, аналогичные энергиям возбуждения электронов в атомах. На рис. 51 показаны спектры ядер атомов Бора и углерода и энергии возбуждения. 658. Какие фотоны излучаются электронами при синтезе атомов и молекул? При синтезе атомов и молекул излучаются фотоны от реликтового диапазона до ближнего рентгеновского. 659. Какие фотоны излучаются при синтезе ядер атомов? При синтезе ядер излучаются фотоны дальнего рентгеновского диапазона и гамма диапазона. 660. Какие фотоны формируют тепловую энергию в ядерных реакторах атомных электростанций? Фотоны, излучаемые при синтезе атомов новых химических элементов, которые рождаются в результате ядерных реакций. 661. Ядра каких химических элементов рождаются в реакторах атомных электростанций? Из реакций (1) и (2), что на рис. 51 следует, что в ядерных реакторах атомных электростанций рождаются ядра атомов нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm,
112 662. Какие фотоны излучаются при синтезе новых ядер? Процессы синтеза новых ядер сопровождаются излучением гамма фотонов и рентгеновских фотонов. 663. Какая элементарная частица ядра излучает гамма фотоны? Протон. 664. Являются ли рентгеновские фотоны и гамма фотоны носителями тепловой энергии? Строгий ответ на этот вопрос требует определения понятия «тепловая энергия». Поскольку оно еще не определено, то из наших обыденных представлений о тепловой энергии гамма фотоны и фотоны рентгеновского диапазона такую энергию не генерируют. 665. Каким образом осуществлена защита от рентгеновских и гамма фотонов в реакторах атомных электростанций? Известно, что роль такой защиты выполняют бетонные стены. 666. Какие фотоны излучаются при синтезе атомов нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm? Синтез указанных атомов сопровождается излучением тепловых фотонов с радиусами (длинами волн) большими радиусов (длин волн) рентгеновских фотонов. 667. Какую функцию выполняют тепловые фотоны, рождающиеся при синтезе атомов новых химических элементов в ядерных реакторах атомных электростанций? Главную. Они нагревают теплоноситель (воду), энергия которого служит для получения электрической энергии. 668. Почему ядра радиоактивных элементов легко излучают ядра именно гелия, называемые альфа частицами и почему они опасны для живых организмов? Потому, что ядро атома гелия широко представлено в структуре всех ядер и располагается на их поверхности. С увеличением количества нейтронов в ядре силы связи у этой совокупности протонов и нейтронов ослабевают, и она излучается. Имея размер меньше ядер обычных химических элементов, ядро гелия проникает вглубь организма и может вызывать трансмутацию ядер любых его атомов. 669. Почему трансмутация ядер атомов может проходить при температуре значительно меньшей, чем считалось до сих пор? Естественная трансмутация ядер в Природе идет непрерывно, в том числе и в живых организмах. 670. Ядро какого химического элемента лидирует в процессах естественной трансмутации ядер? Давно известно, что лидером естественной трансмутации ядер является ядро атома кальция. 671. Какие существуют доказательства наличия процесса трансмутации ядра атома кальция? Таких доказательств уже немало. Проводились эксперименты по лишению ряда морских моллюсков и раковин, имеющих панцири из кальция, пищи, содержащей кальций, но это не остановило рост панцирей. 672. Если ядра атомов кальция трансмутируют при обычной температуре, то этот процесс должен отражаться и в космических масштабах. Есть ли этому доказательства? Астрофизики определяют возраст звёзд по последовательности появления в их спектрах спектральных линий химических элементов. У самых молодых звёзд фиксируются спектральные линии атомов водорода и гелия. По мере старения звёзд в их спектрах появляются спектральные линии атомов лития, бериллия, бора, углерода и так далее, в точном соответствии с номерами химических элементов в их таблице. Неожиданным оказалось появление спектральных линий атома кальция – 20-го химического элемента, вслед за спектральными линиями атома кислорода – 8-го химического элемента. 673. Какая элементарная частица соединяет ядра разных химических элементов в одно новое ядро? Анализ процесса формирования ядра атома кальция (рис. 52) показывает, что эту функцию выполняют нейтроны. 674. Какие нейтроны ядер атомов могут вступать во взаимодействие друг с другом, чтобы синтезировать новые ядра? Так как протоны ядер всех атомов расположены на поверхности, то они экранируют нейтроны и лишают большую часть из них вступать в
113 контакт с нейтронами ядер соседних атомов. Лишь немногие ядра имеют на поверхности неэкранированные нейтроны. Они и участвуют в синтезе новых ядер.
Рис. 52. 675. Ядра каких атомов имеют неэкранированные нейтроны? Ядра первых, наиболее простых атомов имеют на поверхности неэкранированные нейтроны. Это атомы гелия, лития, бериллия, бора и азота. 676. Можно ли представить ядро атома кальция в разобранном виде, чтобы увидеть неэкранированные поверхностные нейтроны первичных ядер, из которых трансмутируется ядро атома кальция? На рис. 52, а показано ядро атома кальция в так называемом собранном виде, а на рис. 52, b – в разобранном. 677. Какие нейтроны являются неэкранированными? На рис. 52, b ядра атома азота под номерами 1 и 7. У первого ядра неэкранирован нижний осевой нейтрон, а у нижнего (7) ядра атома азота неэкранирован верхний осевой нейтрон. У ядра 4 атома лития и у ядра 6 атома гелия неэкранированы средние нейтроны. К одному незанятому магнитному полюсу среднего нейтрона ядра 4 атома лития присоединяется протон 3. Вероятнее всего это протон атома водорода, отделившийся от молекулы воды. Итак, чтобы сформировалось ядро атома кальция, уже готовые ядра 1 и 7 атома азота должны соединиться с ядрами лития 4 и гелия 6. Этот процесс будет успешным, если найдутся два дополнительных нейтрона 2 и 5. В результате после соединения всех элементов образуется ядро атома кальция (рис. 52, а). 678. Можно считать, что есть основания для признания описанного процесса синтеза ядра атома кальция на звёздах, где очень большая температура. Но как можно представить реализацию описанного процесса в живых организмах? С первого взгляда кажется, что этот процесс невозможен в живых организмах, но при внимательном анализе появляются основания для признания такой возможности. Сущность этой возможности в следующем вопросе. 679. Если после такого синтеза ядра атома кальция начнётся синтез атома кальция и все 20 электронов, приближаясь к своим протонам, будут излучать фотоны, то выделится очень большое количество тепловой энергии и, если этот процесс идет в жи-
114 вом организме, то он, образно говоря, сжарится. Так это или нет? Нет, конечно, не так. Все ядра имеют электроны, связанные с поверхностными протонами. В результате они синтезируют новое ядро будучи связанными со своими электронами и процесс синтеза атома кальция отсутствует. Единственный неприятный факт – соединение 3-го протона вместе со своим электроном, принадлежащим атому водорода, будет сопровождаться излучением гамма или рентгеновских фотонов. В результате формируется так называемое фоновое гамма излучение. Оно очень слабое и фиксируется постоянно. 680. Излучают ли нейтроны в процессе соединения ядер разных атомов в новое ядро? Известно, что многие процессы синтеза сопровождаются излучениями. Если нейтроны излучают при синтезе новых ядер, то продуктом этих излучений могут быть гамма фотоны или рентгеновские фотоны, опасные для организма. Поэтому есть основания полагать, что нейтроны в данном процессе синтеза ядер не излучают гамма или рентгеновские фотоны, но излучают, так называемые нейтрино. Но это надо ещё уточнять. 681. Следует ли из этого, что процесс синтеза ядер сопровождается излучениями, которые формируются только протонами, соединяющимися с нейтронами? Да, изложенная информация требует формулировки такой гипотезы. 682. Значит ли это, что формирование новых ядер сопровождается излучениями гамма фотонов или рентгеновских фотонов только тогда, когда соединяются протоны с нейтронами? Это - естественное следствие, вытекающее из изложенной информации, и оно заслуживает детального анализа. Его надо основательно проверять, используя имеющуюся экспериментальную информацию, полученную на ускорителях элементарных частиц. 683. Какое ещё важное следствие следует из описанного процесса синтеза сложных ядер? Мы уже упомянули об отсутствии процесса излучения тепловых фотонов. Это следует из того, что компоненты простых ядер объединяются в сложные ядра не в голом состоянии, а вместе со своими электронами. Конечно, энергетические уровни электронов при этом могут меняться, но энергия, которую они при этом излучают многократно меньше энергии, которую они излучают при рождении атома. Компоненты простых ядер объединяются в сложные ядра со своими электронами, взаимодействующими с протонами, которые не участвуют в процессе синтеза новых ядер. В рассмотренном случае новое ядро формируют нейтроны со свободными магнитными полюсами более простых ядер и дополнительные нейтроны. 684. Можно ли сформулировать попроще главное условие для холодной трансмутации ядер атомов? Анализ рис. 52, b показывает, что процесс синтеза сложных ядер идёт в условиях, когда осевые нейтроны более простых ядер свободны от протонов. В этом случае зоны действия таких нейтронов свободны и от электронов атомов. Если к такому нейтрону присоединяется ещё один нейтрон, то это ослабляет действие в этой зоне и протонов ядра и электронов атомов. В результате осевые нейтроны ядер других атомов получают возможность приблизиться к таким нейтронам и соединиться с ними, образуя более сложное ядро без процессов синтеза новых атомов, а значит и без выделения значительной тепловой энергии, сопровождающей этот процесс. 685. Существуют ли экспериментальные данные о трансмутации ядер? Мы получили патент на установку по трансмутации ядер при плазменном электролизе воды. Анализ содержания новых химических элементов на поверхности электродов, проработавших по 10 часов в плазме атомарного водорода, проводился в лаборатории одного из университетов Японии, с которым мы сотрудничали. Результаты этих экспериментов опубликованы в нашей монографии. 686. Как велики достижения в области искусственной трансмутации ядер атомов? Они так быстро обновляются, что ответ на этот вопрос затруднителен. 687. Можно ли получить золото методом трансмутации ядер? Оно уже получено, причем, зелёного цвета, которого нет в Природе. Это - неофициальная информация.
115 688. Ядро какого химического элемента вероятнее всего трансмутируется в ядро атома золота? Ближайшим соседом золота является свинец. 689. Проводил ли автор эксперименты по холодному ядерному синтезу? Проводил. Результаты - в продолжении. 690. Какое оборудование использовалось в эксперименте по холодному ядерному синтезу? Для этого была изготовлена и запатентована (патент № 2210630) лабораторная модель плазмоэлектролитического реактора (рис. 53).
Рис. 53. 691. В чём суть работы плазмоэлектролитического реактора? Площадь поверхности катода 7 в 30-50 раз меньше площади анода 11. В результате на катоде возникает устойчивая плазма атомарного водорода. Газы: водород и кислород, и пары воды поступают в охладитель 16. Здесь пары воды конденсируются, а смесь газов выходит через патрубок 23. Сконденсированная вода вновь поступает в реактор через канал 12. В результате реактор может работать достаточно долго без изменения режимов работы [1]. 692. Из какого материала была головка 7 катода и как долго длился процесс работы? Головка катода была из простого железа. Длительность непрерывной работы составляла ровно 10 часов. 693. В чём сущность процесса трансмутации ядер атомов железа на поверхности катода? При плазменном электролизе протоны атомов водорода отделяются от молекул и ионов воды и под действием отрицательного электрического потенциала, который формируют электроны, пришедшие по внешней цепи от анода к поверхности катода, устремляются из раствора к поверхности катода, бомбардируя её. В результате получается миниатюрный ускоритель протонов. После 10 часов работы поверхность катода становится, если так можно сказать, шершавой. 694. Как реагировала головка катода на результаты такой бомбардировки? Верхняя крышка реактора была сделана из фторопласта. Несмотря на малость протонов, весь катод за 10 часов работы поднимался вверх и его головка утопала в отверстии фторопласта, несмотря на то, что диаметр головки катода был почти в 2 раза больше диаметра стержня, к которому он крепился. 695. Прослушивались ли какие-нибудь шумовые эффекты? Плазмоэлектролитический процесс сопровождается шумом, который формируют микровзрывы синтезируемых ато-
116 мов водорода и кислорода в окрестностях плазмы атомарного водорода. Это - часть водорода и кислорода, не имея возможности выйти из раствора, вновь синтезирует молекулы воды, формируя микровзрывы. 696. С какими растворами проводились испытания? С растворами КОН и NaOH. 697. Какие получены результаты? Они представлены в таблицах на рис. 53. На поверхности катода, работавшем в растворе КОН, появились, кроме железа, атомы кремния, калия, хрома и меди, а на поверхности катода, работавшего в растворе NaOH, появились атомы алюминия, кремния, хлора, кальция , калия, хрома и меди. 698. В какой лаборатории и кем проводился анализ поверхностей катода? В то время автор сотрудничал с рядом японских физиков. Один из них Tadahiko Mizuno – работающий в Division of Quantum Energy Engineering Research group of Nuclear System Engineering, Laboratory of Nuclear Material System, Faculty of Engineering, Hokkaido University, Kita-ku, North 13, West-8 Sapporo 060-8628, Japan любезно согласился провести химический анализ образцов катодов методом ядерной спектроскопии (EDX). На поверхности не работавшего катода он зафиксировал 99,90% железа (Fe), а результаты анализа работавших катодов представлены в таблицах на рис. 53. 699. Что дал анализ результатов этого эксперимента? Он детально описан в нашей монографии. Здесь мы можем упомянуть лишь отдельные фрагменты этого анализа. Были построены ядра всех химических элементов, обнаруженных на поверхности катодов и проведён зримый анализ процесса их формирования из ядра атома железа, которое разрушалось ускоренными протонами. Уже описанный нами процесс трансмутации ядра атома кальция подтвердился и при анализе результатов данного эксперимента. 700. Появились ли в результате анализа какие-либо неожиданности? Да, появились. Отсутствие натрия на поверхности катодов показало, что ядра атома натрия разрушались полностью. 701. Измерялось ли излучение в зоне плазмы? Измерялось гамма излучение. Многократные измерения показывали, что гамма излучение вблизи плазмы ниже фонового. 702. Как интерпретируется этот результат? Для правильной интерпретации надо было измерить нейтронное излучение, но у нас не было соответствующего прибора. Однако, японцы измеряли и нейтронное излучение в зоне плазмы и установили его значительное увеличение. Причина известная. Часть свободных электронов, встречаясь со свободными протонами разноимёнными магнитными полюсами, поглощалась протонами и образовывались нейтроны. Это веское доказательство одновременности двух процессов соединения электронов с протонами. Когда их сближают только разноимённые электрические заряды и ограничивают сближение одноимённые магнитные полюса, то образуются атомы водорода, формируя плазму. Когда электрон и протон сближают и разноимённые электрические заряды и разноимённые магнитные полюса, то протоны поглощают электроны и образуют нейтроны. Это известное явление. 703. Были ли обращения к автору за консультациями по повторению этого эксперимента после опубликования его в печати? Были и немало, как русскоязычных, так и англоязычных. 704. Сообщали ли они результаты своих экспериментов? Некоторые сообщали и подтвердили наличие процесса трасмутации ядер атомов катода при плазмоэлектролитическом процессе. 705. Почему массы совокупности свободных протонов и нейтронов, формирующих любое ядро, больше массы ядра? Этот чёткий экспериментальный факт новая теория микромира объясняет так. Процесс синтеза ядер атомов аналогичен процессу синтеза самих атомов. При синтезе атомов электроны излучают так называемые тепловые фотоны, а при синтезе ядер протоны излучают гамма фотоны и рентгеновские фотоны. Таким образом, фотоны уносят массу, формируя, так называемый, дефект масс атомов и ядер.
117 706. Почему с увеличением количества протонов в ядре доля лишних нейтронов увеличивается? Потому что при недостатке нейтронов в сложных ядрах (рис. 54) усложняются условия экранизации протонов. 707. Правильно ли определяется удельная энергия связи ядер путем учета количества нуклонов в ядре? Нет, не правильно, так как удельная энергия связи зависит не от количества нуклонов, а от количества связей между ними. Так, например, если взять ядро урана 238, то оно имеет 238 нуклонов, которые связаны между собой, примерно, 279 связями. Так что фактическая удельная энергия связи между нуклонами этого ядра в 1,17 раз меньше. 708. Почему с увеличением количества протонов и нейтронов в ядре увеличивается их радиоактивность? Совокупность протонов и нейтронов в ядре аналогична совокупности молекул в кластерах. Сложные ядра также имеют линейную протяжённость (рис. 54, e и j), как и молекулы, поэтому с увеличением этой протяжённости слабеют энергии связи между осевыми нуклонами, и ядра разрушаются.
Рис. 54: а) схема ядра атома лития; b) схема ядра атома бериллия; с) схема ядра атома графита; d) схема ядра алмаза; е) схема ядра атома калия; j) схема ядра атома меди 709. Почему ядро атома гелия – наиболее распространённый элемент радиоактивного заражения? Потому, что совокупность двух протонов и двух нейтронов – наиболее распространённое образование в структуре всех ядер. Эта совокупность имеет наибольшую энергию связи и, выделяясь из ядра, загрязняет окружающую среду, как радиоактивный элемент с положительным зарядом, который обеспечивает ему активность. 710. Сколько ядер построено на основании выявленных принципов их формирования? Мы остановились на ядре атома меди – 29 химическом элементе (рис. 54, j). Описанные принципы формирования ядер позволяют построить структуру любого ядра, так что дорога любознательным открыта.
118 711. Почему считается, что ядерные силы являются не центральными? Центральными силами называются такие силы, линии действия которых пересекаются в центральной точке (точке симметрии) или пересекают центральную ось. Обратим внимание на сложные ядра атомов калия и меди (рис. 54 e, j). Сразу видно, что далеко не все силы, действующие между нейтронами и между нейтронами и протонами, пересекают ось симметрии ядра. Так что, в общем случае ядерные силы не являются центральными. Однако, если мы посмотрим на ядро алмаза (рис. 54, b, c), то у этого ядра все силы являются центральными, так как линии их действия пересекаются в начале декартовой системы координат. Это главная причина прочности алмаза. 712. Достаточно ли уже информации о ядрах, чтобы приступить к детальному анализу энергетики процессов, протекающих в так называемых неисчерпаемых источниках энергии, которые планируется реализовать в устройствах - Токамак? Да, новой информации о поведении обитателей микромира уже достаточно для анализа указанных процессов и мы представим их результаты в продолжении. 713. Можно ли перед началом анализа процессов в Токамаке представить более подробное описание процессов в реакторах атомных электростанций, чтобы легче было ориентироваться в научных проблемах, которые существуют здесь и которые остаются пока непонятными? Прежде всего, почему энергетику синтеза ядер нельзя приписывать тепловой энергии, генерируемой атомной электростанцией? Ответ однозначный – нельзя. Нужен тщательный расчёт энергетического баланса ядерного реактора, который, как мы полагаем, ещё не проводился, так как нет публикаций по балансу этой энергии, описанному нами. Если кратко, то энергия синтеза ядра атома гелия равна 17,6 Мэв, а энергия синтеза атома не может быть больше суммы энергий ионизации двух электронов этого атома (54,416 + 24,587)=79,003 eV, которая излучается при последовательном соединении двух его электронов с двумя протонами ядра. Если же эти электроны вступают в связь с ядром одновременно, то каждый из них не может излучить энергию, большую энергии связи с протоном, соответствующей первому энергетическому уровню. Она известна и равна E1 13,468eV . Два электрона излучат 26,936 eV. Это реальная тепловая энергия, которая выделится при синтезе атома гелия. Энергия 17,6 МэВ принадлежит гамма фотонам, которые не являются тепловыми и излучаются не электронами, а протонами. Мы не будем углубляться в дальнейший анализ этих сложных процессов, но отметим: изложенное показывает, что современные физики ещё далеки от понимания тонкостей процессов, протекающих в ядерных реакторах и, конечно же, они глубоко ошибаются, приводя энергии синтеза ядер атомов для доказательства обилия энергии в процессах, протекающих в ядерных реакторах. Бесспорную полезную энергию генерируют только процессы синтеза атомов, но не ядер. 714. Следует ли из ответа на предыдущий вопрос правильность направления исследований по созданию термоядерного источника энергии, называемого «Токамак»? Этот источник разрабатывается учеными нескольких стран уже не одно десятилетие. Сообщается, что на его разработку израсходовано несколько десятков миллиардов долларов, а конечный результат пока не просматривается. У нас нет оснований упрекать в этом международные коллективы учёных, занимающиеся этой проблемой. Совокупность старых знаний о микромире, которыми они владеют, не исключает реализацию их научной идеи. Однако, новые знания о микромире ставят реализацию этой идеи под серьёзное сомнение. Мы теперь хорошо знаем, что носителем тепловой энергии являются тепловые фотоны. Главное их свойство – прямолинейность движения. Магнитные поля не могут изменить это свойство. Это значит, что невозможно создать устойчивую кольцевую плазму в Токамаке и длительно удерживать её в этом кольце. Не случайно нет ещё ответа на вопрос: какой вид энергии предполагается получать в этом устройстве? Если тепло, то, как планируется передавать его теплоносителю?
119 Если учесть, что при синтезе ядер гелия излучаются гамма фотоны, которые не являются носителями тепла, то их фантастические МэВ – источник только вреда, но не пользы. 715. Можно ли провести детальный анализ процессов, которые, как предполагается, будут протекать в термоядерном реакторе Токамак (ИТЭР)? Такая возможность существует и мы представляем её. 716. Где протекают процессы синтеза ядер гелия, представленные на рис. 55, b, c? Такие процессы протекают на звездах, в том числе, и на Солнце.
Рис. 55. 717. Как понимать энергетику этих реакций на Солнце? Считается, что реакции синтеза ядер гелия – главные источники энергии Солнца и звёзд. Надо чётко понимать, что нас греют фотоны, которые излучаются при синтезе атомов водорода и гелия, но не ядер гелия. При синтезе ядра атома гелия излучается фотон или совокупность (не более 10) гамма фотонов, которые не являются носителями тепловой энергии. Так что некорректно приводить величину энергии 17,6 МэВ для доказательства необходимости продолжения финансирования этого направления поиска нового источника энергии. 718. Почему эти реакции называются термоядерными? Потому что, как предполагается, они возможны только при очень высокой температуре. 719. Удалось ли человеку провести искусственно такие ядерные процессы? Эти процессы реализуются при взрывах водородных бомб. 720. Когда родилась идея реализации этих процессов для получения полезной энергии? Точную дату трудно назвать, но, видимо, в начале шестидесятых годов прошлого века. 721. Кому принадлежит эта идея и в чём её суть? Техническая идея реализации указанных на рис. 55 процессов, принадлежит, по-видимому, советским ученым. Суть её заключается в том, что можно найти такое техническое решение, которое позволило бы локализовать плазму, подобную солнечной, в земных условиях. Поскольку материалов для локализации плазмы со столь высокой температурой не существует, то решили локализовать этот процесс с помощью магнитных полей. Предполагалось, что удастся создать такое сильное магнитное поле, что оно будет удерживать плазму с температурой, при которой реализуются указанные ядерные реакции, то есть с температурой, существующей в недрах Солнца и других звёзд (рис. 55). 722. Академик Е. Велихов уже объявил, что путь к неисчерпаемым источникам энергии открыт. Можно ли уверенно прогнозировать перспективу реализации термо-
120 ядерной энергетики? Да, мы уже владеем столь глубокими знаниями о поведении обитателей микромира, которые позволяют нам уверенно оценить прогноз академика Е. Велихова: «Теперь мы верим, что в этом веке термоядерный реактор будет построен». Построить можно, а вот будет ли он работать? 723. Будет ли дан ответ на предыдущий вопрос в последующих вопросах и ответах? Мы не собирались подробно анализировать проблемы термоядерного реактора, однако рекламная информация о термоядерном реакторе, размещённая на сайте «Известия науки», вынуждает нас продолжить обсуждение этой проблемы. В печати уже сообщалось, что академики Российской академии наук считают научные публикации в Интернете, которые не имеют рецензий, научной канализацией и не читают такие публикации. Читатель чувствует возможность появления эмоционального комментария на такое отношение к науке, но мы воздержимся от этого. Наука – самая сложная область деятельности человека, поэтому научные заблуждения - её естественное свойство. Выход из этих заблуждений один – гласное обсуждение научных противоречий и поиск путей их устранения. Существующая система академического рецензирования научных работ прочно закрыла этот выход. Приход Интернета открыл его и оказалось, что дирижёры рецензионных научных идей – голые научные короли и весь мир получил возможность видеть эту наготу. Ошибочность реализации идеи управляемого термоядерного синтеза с помощью плазменного кольца, локализуемого магнитным полем, уже давно описана в наших книгах, изданных без рецензий. Очевидность этой ошибочности оказалась недоступной для понимания зарецензированному академическому интеллекту. 724. Каким образом предполагалось транслировать энергию локализованного плазменного кольца к потребителю? К сожалению, мы не владеем информацией для ответа на этот вопрос. 725. В каком виде планируется получать энергию в плазменном кольце: в виде тепла или электричества? Мы не имеем ответа на этот вопрос. 726. Учёные каких стран ведут эти исследования? Раньше эти исследования планировалось вести совместными усилиями учёных: России, США, Евросоюза, Китая, Японии, Южной Кореи и Индии. Из последней информации следует, что этот клуб поредел и в нем остались лишь Россия, Франция и Индия. Последняя телеинформация – подписание договора между Россией и Италией о строительстве в России Токамака, разработанного итальянскими физиками с учётом, как было сказано, достижений российских физиков. 727. Что явилось базой для предложений итальянских физиков? Результаты почти 100% ошибочной теоретической физики ХХ века. 728. Позволяет ли теоретическая физика ХХ века видеть все проблемы, связанные с реализацией этой идеи? К сожалению, не позволяет. 729. Какая проблема является главной в реализации этой идеи? Проблема удержания фотонов – главных носителей тепловой энергии, в плазменном кольце с помощью магнитных полей. 730. В чём суть этой проблемы? Суть в том, что магнитное поле прозрачно для фотонов всех диапазонов излучений. 731. Что означает понятие прозрачно? То, что магнитное поле не является барьером для фотонов, они свободно проходят через магнитные поля. Поскольку фотоны движутся только прямолинейно, а плазменное кольцо криволинейно, то это автоматически исключает возможность удержания фотонов в кольцевой плазме, а без них невозможно поддержание в кольцевой плазме нужной температуры. 732. Значит ли это 100% отсутствие возможности поддерживать высокую температуру в кольцевой плазме? Это отсутствие явно, однозначно и неопровержимо. 733. Но ведь уже удалось поддерживать плазму несколько секунд? Да, пока в плазме имеются источники фотонов, она существует, но как только все фотоны улетают, так плазма сразу исчезает, так как все родившиеся ранее фотоны не остаются в плазменном
121 кольце, а покидают его. Видимость плазмы в магнитном кольце – свидетельство ухода фотонов из него. Если бы они оставались в кольце, то оно было бы невидимым, как вымышленная чёрная дыра. 734. А если улетающие из магнитного кольца фотоны направить на теплоноситель? Это возможно, но их суммарная тепловая энергия будет на много порядков меньше энергии нетепловых гамма фотонов, излучаемых при синтезе ядер водорода или гелия. 735. Значит ли это невозможность реализации ядерных реакций, представленных на рис. 55, в устройствах Токамак или ИТЭР на пользу человечеству? Ответ однозначный и неопровержимо положительный. Давно надо было прекратить эту затею. 736. Главная причина, задерживавшая прекращение этих безперспективных исследований? Сила стереотипа ошибочного научного мышления, облечённая неограниченной властью для защиты своей научной бесплодности. 737. На эти исследования затрачены десятки миллиардов долларов, кто виноват в их бесполезном расходовании? Нет здесь виновных. Это - естественное свойство научного поиска. Конечно, есть факторы, которые умышленно или неумышленно, но консервировали процесс анализа проблем реализации этой идеи. Будущие поколения, конечно, изучат их и примут меры к тому, чтобы они не повторялись. 738. Для доказательства необходимости исследований по созданию систем Токамак или ИТЭР учёные приводят реакции с ошеломляющими энергетическими эффектами, представленные на рис. 55. Действительно ли они могут реализоваться в этих устройствах? Численные значения энергий в указанных реакциях – экспериментальные факты. Однако их значимость для выработки энергии указанными устройствами интерпретируется совершенно неправильно. Энергии этих реакций принадлежат гамма фотонам, которые не имеют никакого отношения к тепловой энергии. Тепловую энергию формируют фотоны, излучаемые при синтезе атомов и величина её на много порядков меньше энергии, указанной в этих реакциях. 739. Как велика тепловая энергия, выделяющаяся при синтезе атома гелия? Она легко рассчитывается и равна сумме энергий связи электрона с протонами ядер в момент пребывания их на первых энергетических уровнях 26,936 eV. 740. Каким же образом понимать величину энергии 17,6 МэВ? Это энергия синтеза ядра атома гелия. Она принадлежит гамма фотонам, которые не являются носителями тепловой энергии. 741. А как же тогда функционирует Солнце или ядерные реакторы атомных электростанций? Температуру Солнца формируют фотоны, рождающиеся при синтезе атомов водорода, гелия и других элементов, но не их ядер. Источником тепловой энергии в ядерных реакторах атомных электростанций также являются процессы синтеза атомов нептуния, плутония, америция и кюрия. Плазма Солнца удерживается в компактном состоянии его гравитационным полем. 742. В чём сущность процесса альфа – распада? Альфа – частица является устойчивым ядром атома гелия. Она выделяется из ядра после поглощения гамма фотона протоном альфа частицы. В результате уменьшается энергия связи этой частицы с ядром до величины, меньшей кулоновских сил, выталкивающих протоны из ядра, и она покидает ядро. Это происходит в ядрах с большим количеством нейтронов. 743. В чём сущность бета распада ядер? Бета распад идет в сложных ядрах с большим количеством нейтронов. Он заключается в том, что протон ядра может захватывать электроны и перерождаться в нейтрон. Уменьшение протонов в ядре переводит это вещество в левую сторону таблицы химических элементов. Возможен вариант бета распада, когда нейтрон излучает электроны и превращается в протон. В этом случае новое ядро формирует химический элемент, сдвинутый вправо в таблице Д.И. Менделеева 744. Позволяют ли новые знания микромира детально описать динамику атомного взрыва? Новая теория микромира позволяет детально описать последовательность всех процессов ядерного взрыва и объяснить все явления, которые сопровождают его. В част-
122 ности уже ясна динамика формирования грибовидной формы ядерного взрыва в атмосфере и причина роста ножки этого грибы от Земли к центру взрыва. Однако нужды в детальном описании этих процессов нет. На повестку дня уже поставлен вопрос о спасении человечества и оно уже ждёт гениев, которые убедят политиков в необходимости разработки программы поэтапного сокращения и последующей ликвидации ядерного оружия и переключения внимания и средств на защиту от общей для всех опасности - экологической. 745. Влияет ли возраст президентов на политическое здравомыслие? Мы являемся свидетелями положительного ответа на этот вопрос. Деятельность нашего молодого президента в этом направлении нашла понимание и поддержку у молодого американского президента. Вряд ли такое взаимопонимание было бы, если бы к власти в США пришёл бы республиканец – ветеран Вьетнамской войны. Так что у нас есть основания благодарить судьбу, приведшую к власти в России и США молодых президентов. 746. Ядра – начало формирования атомов. Что нового новая теория микромира даёт о структурах атомов? Новая теория микромира позволяет познать структуры атомов значительно глубже старой. Анализ структур атомов и ионов – следующий этап познания микромира. 10. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ОБ АТОМАХ, МОЛЕКУЛАХ И КЛАСТЕРАХ Анонс. Ответы на вопросы об атомах, молекулах и кластерах – яркое доказательство мощи новой российской теории микромира, которая опережает все, так называемые ортодоксальные теории, посвященные этой проблеме, минимум на 50 лет. 747. Как уравнение Шредингера представляет электрон в атоме водорода? Уравнение Шредингера содержит статистическую информацию о положении электрона в атоме водорода и представляет это положение в виде плотности вероятности пребывания электрона в атоме, которая изображается графически в виде сферы (рис. 56, а). 748. Какая структура атома водорода следует из новой теории микромира? Она показана на рис. 56, b. 749. Есть ли экспериментальные данные, подтверждающие связь новой теории микромира с реальностью и, в частности, связь теоретической модели атома водорода с его реальной структурой? Экспериментальные данные, доказывающие связь теоретической модели атома водорода с его реальной структурой, уже имеются. Это фото кластера бензола (рис. 56, с). Конечно, атом водорода пока не удалось сфотографировать, но фотографии кластеров с атомами водорода уже имеются и достаточно чёткие (рис. 56, с). Они убедительно доказывают достоверность линейной теоретической структуры атома водорода (рис. 56, b, c и d). 750. Можно ли детальнее описать ответы на предыдущие вопросы? Из новой теории микромира следует линейное взаимодействие электронов с ядрами атомов. В результате уже построенные модели ядер атомов позволяют строить теоретические модели самих атомов и их молекул. На рис. 56, d представлена теоретическая модель молекулы бензола, хорошо изученная химиками, но представлявшаяся им в тумане шредингеровской плотности вероятности пребывания электронов в атомах, следующая из их орбитального движения вокруг ядер. Новая теория микромира, устанавливающая линейное взаимодействие электронов с протонами ядер, убирает шредингеровский туман (рис. 56, a) и представляет атом водорода в виде, показанном на рис 56, b. На рис. 56, c – фотография бензольного кластера, а внизу - результат её компьютерной обработки, который представляет электроны на внешней поверхности кластера в виде шариков и это естественно, так как согласно рис. 56, b электрон атома водорода на 2 порядка меньше самого атома. Нетрудно видеть полное сходство теоретической модели бензола (рис. 56, d) с его структурой в составе
123 бензольного кластрера (рис. 56, c), а также острые выступы на фото кластера бензола (hbc/ 56, c), которые соответствуют атомам водорода (рис. 56, b и d).
а)
b)
c) d) Рис. 56. 751. Упростит ли отсутствие орбитального движения электронов в атомах описание и понимание процессов синтеза и диссоциации молекул и кластеров? Конечно, упростит, особенно после создания мультимидийного фильма. 752. Упростит ли отсутствие орбитального движения электронов в атомах учебники по химии и повысит ли это привлекательность химии, как науки, для молодёжи? Это - очевидное следствие. 753. Если электроны летают по орбитам вокруг ядер атомов, то каким образом они соединяют атомы в молекулы? Около 100 лет потребовалось, чтобы установить отсутствие ответа на этот вопрос. 754. Какие силы соединяют атомы в молекулы при орбитальном движении электронов? Нет ответа на этот вопрос. 755. Каким образом устраняются помехи взаимного влияния друг на друга электронов, летающих по орбитам, на процессы формирования молекул разной сложности? Нет ответа и на этот вопрос.
124 746. Каким образом формируются кластеры молекул при орбитальном движении электронов в атомах? Ответа нет. 757. Почему ошибочная орбитальная теория движения электронов в атомах, имея массу противоречий, безоговорочно признаётся современными физиками и химиками? Это вопрос историкам науки. Но уже сейчас ясен ответ на него. Сила стереотипа научного мышления формирует рабское поведение учёных при поиске научных истин. Они легко и бездумно соглашаются с точкой зрения сомнительных научных авторитетов, творят свои научные сочинения на базе ошибок своих авторитетов и потом без оглядки яростно защищают их. Без этого невозможно не быть при жизни свидетелем превращения собственных «научных» творений в горы макулатуры. Это мы и наблюдаем сейчас. Рабское научное поведение – главное, надёжное и гарантированное средство получения академических званий и различных премий. Оно формируется, начиная со школы. Не будешь почитать А. Эйнштейна – не поступишь в ВУЗ. В ВУЗе не будешь почитать А. Эйнштейна, Бора, Шредингера, Максвелла и др. гениев науки своего времени – не получишь диплом и не поступишь в аспирантуру и раб научного мышления готов. Чтобы стать академиком, надо в своих научных трудах показать максимум усердия в почитании всё тех же «гениев» науки. Результат - РАН лишь на словах считается научной организацией, а на деле - в ней мизерная часть академиков занимается полезным научным экспериментальным делом, а остальные…….. – научным словоблудием по прославлению всё тех же «гениев» науки и увеличению гор своей научной макулатуры и макулатуры своих научных авторитетов. Это – кратко, а детали опишут историки науки. 758. Каким образом электрон атома водорода, не имеющий орбитального движения в атоме, взаимодействует с протоном? На рис. 56, b видно, что спины электрона и протона атома водорода направлены вдоль линии, соединяющей их геометрические центры, в одном направлении, а векторы магнитных моментов в – противоположном. 759. Какие силы сближают электрон с протоном в атоме и какие - ограничивают это сближение? Разноименные электрические поля сближают электрон и протон, а одноименные магнитные полюса ограничивают это сближение (рис. 56, b). 760. Во сколько раз размер атома водорода больше размера протона и электрона? Если верен закон Кулона, то атом водорода в невозбужденном состоянии на два порядка больше электрона и на пять порядков больше протона (рис. 56, b). Фотография кластера бензола подтверждает эту информацию. Обратите внимание, что на внешнем контуре фотографии бензольного кластера электроны вообще не просматриваются. На компьютерной модели (внизу) они появились благодаря химической формуле молекулы бензола и (не физической) химической информации о том, что атом водорода – идеальное соединительное звено между атомами в молекулах и кластерах. 761. Какова структура молекулы водорода, следующая из уравнения Шредингера? Статистическая информация уравнения Шредингера представляет молекулу водорода в виде двух взаимодействующих сфер, имитирующих вероятность расположения электронов в молекуле (рис. 57, а). 762. Какой номер энергетического уровня электрона атома водорода является начальным в момент установления контакта между электроном и протоном, и из какого эксперимента он следует? Анализ спектра реликтового излучения показывает, что процессы соединения электрона с протоном и - формирования атома водорода начинаются со 108 энергетического уровня (рис. 57, b). 763. Какой фактор ограничивает верхний энергетический уровень электрона в атоме? Существование в Природе фотона с максимальным радиусом или максимальной длиной волны и минимальной массой ограничивает верхний энергетический уровень. Для формирования более высоких энергетических уровней электрона в атоме нужны фотоны с большей длиной волны, а их нет, так как предельно большая длина волны или предельно большой радиус фотона определяются способностью его внутренних электромагнитных или магнитных сил удерживать структуру фотона в локализованном состоянии.
125 764. В каком природном явлении отражена статистика фотонов, излучаемых атомом водорода при его формировании? В формировании спектра реликтового излучения. 765. Почему отсутствует спектральная линия, соответствующая энергии ионизации атома водорода? Потому что электрон атома водорода не может перейти со 108 энергетического уровня сразу на первый и излучить фотон с энергией ионизации Ei=13,598eV, которая соответствует фотону далёкой ультрафиолетовой области спектра. Реализация такого процесса ограничивается существованием градиента температуры среды, окружающей рождающийся атом водорода.
c) ортоводород
d) ортовоород
e) параводород Рис. 57. 766. Почему атомы водорода существуют в свободном состоянии только при температуре больше 2500С? Потому что это - исходная температура среды с максимумом фотонов, энергия которых разрывает связи между атомами водорода в его молекуле. Она легко рассчитывается. Известна энергия синтеза молекулы водорода. Она равна 4,53 eV. Так как в формировании связи молекулы водорода участвуют два электрона и два протона, то энергия 4,53 eV разделится между ними поровну. Поэтому для диссоциации молекулы водорода каждый электрон, формирующий связь, должен поглотить по два фотона с
126 энергией 4,53 eV/4=1,13 eV. Радиус фотона с такой энергией равен 1,096 10 6 ì (формула 1, на рис. 57). Формула Вина даёт соответствующую температуру (формула 2, на рис. 57). 767. На каких энергетических уровнях находятся электроны атомов водорода в момент формирования молекулы водорода? Расчёты и спектры атома водорода и молекулы водорода показывают, что формирование молекулы начинается теми атомами водорода, электроны которых оказываются на 4-х энергетических уровнях. 768. Как уравнение Шредингера описывает молекулы ортоводорода и параводорода? Никак. 769. Каким образом два атома водорода образуют молекулу водорода? Какие силы сближают эти атомы и какие - ограничивают их сближение? Разноимённые электрические заряды сближают электроны с протонами, а их одноимённые магнитные полюса ограничивают это сближение или разноименные магнитные полюса сближают электроны, а их одноимённые заряды ограничивают это сближение (рис. 57, c, d, e). 770. Почему векторы спинов h всех электронов и всех протонов в молекулах водорода направлены в одну сторону? Потому, что вращение элементарных частиц в одну сторону – главное условие их сближения (рис. 57), которое мы уже рассмотрели на примере анализа взаимодействия спинов фотонов с одинаковой циркулярной поляризацией. 771. Почему существуют молекулы ортоводорода и параводорода? Существование ортоводорода и параводорода обусловлено разными вариантами соединения атомов водорода в молекулу (рис. 57, c, d, e). 772. Магнитный момент какой частицы разделяет молекулы водорода на молекулы ортоводорода и параводорода? Магнитный момент электрона почти на два порядка больше магнитного момента протона, поэтому электрону принадлежит приоритет в формировании ортоводорода или параводорода. 773. Почему магнитный момент электрона положителен, а протона отрицателен? Потому, что у электрона векторы спина и магнитного момента совпадают, а у протона они противоположны. 774. Почему при понижении температуры все молекулы водорода приобретают структуру параводорода? В смеси молекул водорода ¾ - молекулы ортоводорода (рис. 57, с, d). Однако при уменьшении температуры газа все молекулы ортоводорода превращаются в молекулы параводорода (рис. 57, e). Причиной этого является увеличение сил отталкивания между электронами ортоводорода. При уменьшении температуры расстояние между этими электронами уменьшается, электростатические силы отталкивания увеличиваются и молекула ортоводорода (рис. 57, c, d) разрушается, превращаясь в молекулу параводорода (рис. 57, e). Поскольку векторы магнитных моментов электрона и протона, расположенных на краях молекулы параводорода (рис. 57, e), направлены противоположно, то общий магнитный момент такой структуры близок к нулю (рис. 57, e). Поэтому посчитали, что векторы магнитных моментов протонов у такой структуры направлены противоположно и назвали её параводородом. 775. Как направлены векторы спинов и магнитных моментов протонов и электронов в атомах и молекулах водорода? Векторы спинов и магнитных моментов электронов направлены в одну сторону, а векторы спинов и магнитных моментов у протонов – противоположно. 776. Каким образом электрон поглощает и излучает фотоны при энергетических переходах в атомах, ионах и молекулах? Детали процесса излучения электроном фотона мы уже описали, а гипотеза поглощения фотонов электронами такова. Фотон имеет 6 явно выраженных магнитных полюса по периферии его базового кольца. Поэтому достаточно контакта одного из его магнитных полюсов с противоположным полюсом электрона и электрон поглотит фотон. Важно то, что в соответствии с законом Вина валентные электроны молекул поглощают только те фотоны, количество которых максимально в данный момент в зоне расположения молекул.
127 777. Почему атом гелия не имеет магнитного момента? Сложный вопрос. Если нейтроны и протоны атома гелия соединяются линейно (рис. 58, а), то автоматически получается линейная структура атома гелия с различными магнитными полюсами на концах линейной структуры, что требует наличия магнитного момента у атома гелия. Но экспериментаторы утверждают, что магнитный момент атома гелия равен нулю. Поиск путей реализации этого факта в рамках новой теории микромира приводит к структуре ядра и атома гелия, показанной на рис. 58, b. Только при такой компоновке ядра атома гелия его магнитный момент может быть равен нулю.
а) [8]
b) [8]
c) [8]
E1 Eb 2 ....(1) n EH l 2 Eb ....(2) 2 n
d) Схема молекулы лития
Таблица 1. Энергии связи Eb электрона атома водорода eH , первого электронов атома гелия He с ядрами n 1 2 3 4 5 6 7 13,6 3,40 1,51 0,85 0,54 0,38 0,28 eH 3,37 1,50 0,85 0,55 0,38 0,28 e1 54,4 13,6 6,04 3,40 2,18 1,51 1,10 e2
e1 и второго e2 8 0,21 0,22 0,85
9 0,17 0,17 0,67
Таблица 2. Энергии связи Eb электрона атома водорода eH и первого, второго и третьего электронов атома лития Li с ядром n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 13,6 3,40 1,51 0,85 0,54 0,38 0,28 0,21 0,17 eH 1 2 3
14,06 54,16 122,5
3,51 13,54 30,6
1,56 6,02 13,6
0,88 0,56 3,38 2,17 7,65 4,90 Рис. 58
0,39 1,50 3,40
0,29 1,10 2,50
0,22 0,85 1,91
0,17 0,67 1,51
778. Почему энергия ионизации атома гелия Ei=24,587eV почти в два раза больше энергии ионизации атома водорода Ei=13,598eV? Почти одинаковые энергии связи электрона атома водорода и первого электрона атома гелия с их ядрами и почти двукратное различие в энергиях возбуждения (табл.1, рис. 58) дают основание полагать, что
128 энергии возбуждения первого электрона атома гелия соответствуют фотонам, которые поглощаются не одним, а двумя электронами сразу. В этом случае оба электрона атома гелия будут иметь одинаковые энергии связи со своими протонами в ядре: 3,37 eV, 1,50 eV, 0,84 eV и т. д. Из этого следует, что энергии поглощаемых фотонов распределяются между двумя электронами и оба они одновременно переходят на другие энергетические уровни. Расчёт энергий связи первого электрона атома гелия по формулам 1 и 2 (рис. 58), отражающих закономерности изменения энергий связи электронов с протонами ядер любого атома, дают один и тот же результат, доказывая правильность высказанных предположений. Поглощение фотонов обоими электронами продолжается до тех пор, пока один из них не потеряет связь с ядром. Происходит это при энергии ионизации, равной Ei=24,587eV. Как только электрон остаётся один, он начинает взаимодействовать с двумя протонами ядра и его энергия связи, соответствующая первому энергетическому уровню, становится равной его энергии ионизации E1=Ei=54,40eV. Оставшись в атоме один, второй электрон начинает формировать свой спектр. Чтобы оценить возможность поглощения одного фотона обоими электронами атома гелия, вычислим величину радиуса или длины волны фотона, соответствующего энергии ионизации первого электрона атома гелия. Она оказывается равной 5,04 10 8 ì . Это - фотон ультрафиолетового диапазона. Его радиус почти на два порядка больше размера атома гелия, что и определяет возможность формирования таких условий, когда оси вращения атома и фотона совпадают, а сам атом оказывается фактически внутри фотона. 779. Почему энергия связи первого электрона атома лития (рис. 58, табл. 2) так же как и энергия связи первого электрона атома гелия (рис. 58, табл. 1) близки к энергиям связи электрона атома водорода на соответствующих энергетических уровнях? Анализ схемы атома лития на рис. 58, d показывает, что симметрично расположенные электроны будут иметь одинаковые энергии связи с ядром. На электрон, расположенный справа от ядра, будут действовать электростатические силы отталкивания двух других электронов, поэтому он будет расположен дальше от ядра и его энергия ионизации будет наименьшей. Этому электрону мы присваиваем первый номер и обратим внимание на то, что энергия ионизации его E=5,392eV меньше соответствующей энергии ионизации атома водорода Ei=13,598eV. Схема атома лития (рис. 58, с) позволяет понять причину такого различия. Как видно, два симметрично расположенных осевых электрона (2 и 3) своими электростатическими полями удаляют первый электрон от ядра, уменьшая его энергию связи с протоном, а значит и его энергию ионизации. Анализируя таблицу, принадлежащую атому лития (рис. 58), видим близость энергий связи электрона атома водорода и первого электрона атома лития на первом, втором и третьем энергетических уровнях и почти полное совпадение на всех остальных. Это – одно из доказательств того, что первый электрон атома лития взаимодействует с одним протоном ядра. Формула (2 рис. 58) также подтверждает это. Постепенное уменьшение разницы между энергиями связи электрона атома водорода и первого электрона атома лития по мере увеличения номера n энергетического уровня объясняется уменьшением взаимного влияния всех трех электронов атома лития друг на друга. Начиная с 9-го энергетического уровня (рис. 58, табл. 2) это влияние исчезает и энергии связи этих электронов со своими протонами оказываются одинаковыми. Нетрудно видеть, что если в атоме лития останется один (третий) электрон, то он начнет взаимодействовать сразу с тремя протонами и его энергия связи с ядром, соответствующая первому энергетическому уровню, определится по формуле (2). 780. Позволяет ли формула (2) на рис. 58 рассчитать энергию связи электрона с протоном ядра в момент пребывания электрона на любом энергетическом уровне? Конечно, позволяет. Для этого надо взять энергию ионизации атома водорода Ei=13,569eV умножить её на квадрат количества протонов в ядре атома и разделить на квадрат n 2 энергетического уровня и сравнить результат с экспериментальными данными таблицы (рис. 58). Совпадение теоретических результатов с экспериментальными - полное.
129 781. Какой электрон атома лития является главным валентным электроном? Это первый электрон с наименьшей энергией ионизации. Он дальше других расположен от ядра атома, поэтому имеет преимущества, перед другими электронами, вступить в связь с аналогичным электроном соседнего атома и сформировать молекулу (рис. 58, d). 782. Почему 100% ядер атома бериллия (не считая изотопы) имеют 5 нейтронов и 4 протона (рис. 59)? Потому что только 5 нейтронов позволяют соединить 4 протона линейно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, с помощью магнитных полюсов.
Рис. 59. 783. Почему энергии связи всех четырёх электронов атома бериллия (рис. 59, табл.) одинаковы на одноименных энергетических уровнях в условиях, когда они все находятся в атоме? Потому, что это симметричный атом (рис. 59). Каждый из его четырёх электронов взаимодействует со своим протоном ядра. Симметричность ядра порождает симметричность атома и симметричность электростатических сил, действующих между его электронами. В результате, когда они все находятся в атоме, то энергии связи у них с протонами ядра одинаковые на одноимённых энергетических уровнях, что хорошо видно в экспериментальной таблице на рис. 59. 784. Следует ли из экспериментов равенство энергий связей всех электронов атома бериллия на одноимённых энергетических уровнях? Анализируя таблицу (рис. 59), обратим внимание на то, что при удалении всех электронов от ядра атома их энергии связи с протонами уменьшаются и, начиная с 13 энергетического уровня, оказываются равными энергии связи электрона атома водорода с его ядром. 785. Почему энергии связи всех четырех электронов атома бериллия (рис. 59) имеют энергии связи с протонами ядра, аналогичными энергиям связи электрона атома водорода, начиная лишь с 13-го энергетического уровня? Потому что на более низких энергетических уровнях они взаимодействуют друг с другом и для их удержания в атоме требуется энергия связи большая, чем у электрона атома водорода. По мере удаления от
130 ядра и перехода на более высокие энергетические уровни расстояния между электронами увеличиваются, они перестают взаимодействовать друг с другом и их энергии связи с протонами ядра, начиная с 13-го энергетического уровня становятся такими же как энергии связи электрона атома водорода со своим единственным протоном. 786. Откуда взяты энергии связи электронов атома бериллия, представленные в таблице на рис. 59? Это результаты расчёта по уже приведённой формуле. В их основе лежат экспериментальные значения энергий связи всех четырёх электронов со своими протонами. 787. Не считает ли автор слишком резким и слишком обобщающим ответ на 786 вопрос? Для прояснения ситуации приведём вопрос и фрагмент ответа на него. 788. Почему ошибочная орбитальная теория движения электронов в атомах, имея массу противоречий, безоговорочно признаётся современными физиками и химиками? …..Рабское научное поведение – главное, надёжное и гарантированное средство получения академических званий и различных премий. Оно формируется, начиная со школы. Не будешь почитать А. Эйнштейна – не поступишь в Вуз. В Вузе не будешь почитать А. Эйнштейна, Бора, Шредингера, Максвелла и др. гениев науки своего времени – не получишь диплом и не поступишь в аспирантуру и раб научного мышления готов. Чтобы стать академиком, надо в своих научных трудах показать максимум усердия в почитании всё тех же «гениев» науки. Результат - РАН лишь на словах считается научной организацией, а на деле - в ней мизерная часть академиков занимается научным экспериментальным делом, а остальные…….. – научным словоблудием по прославлению всё тех же «гениев» науки и увеличению гор своей научной макулатуры и макулатуры своих научных авторитетов. Это – кратко, а детали опишут историки науки. 789. Можно ли конкретнее ответить на 788 вопрос, чтобы меньше было обидевшихся? Видимо, надо сделать это. Конечно, в РАН академики всех научных направлений, а мы обсуждаем лишь проблемы точных наук, поэтому нельзя в этом случае делать столь обширное обобщение. Наша критика относится в основном к физикам и химикам - теоретикам. Поскольку теоретической базой точных наук является математика, то наши критические замечания относятся и к ним. Мы уже опубликовали в Интернете учебное пособие по механодинамике. В процессе работы над ним явно проявлялась вина математиков, которые, конечно, великолепно знают математику и пытаются с её помощью описывать механические, физические, химические и другие процессы, не имея глубоких знаний об их сути. В результате мы получаем, например, процессы дифференцирования и интегрирования с завораживающей для нас математической логичностью, но с результатами, противоречащими реальности, а часто и здравому смыслу. Взять, например, понятия «ударный импульс» и «ударная сила». Процесс получения математических моделей, описывающих эти понятия, можно назвать фрагментами математической симфонии, а когда начинаешь вникать в физическую суть, описываемую этими моделями, то получается полный абсурд. Судите сами. В понятии импульс заключён смысл кратковременности действия, в данном случае, действия силы. А математическая модель для расчёта ударной силы, полученная с помощью симфонических математических действий, противоречит смыслу понятия «импульс». И ударный импульс и ударная сила имеют размерность силы (Н), умноженной на время её действия. Вот и получается, чем дольше будет действовать сила, тем больше её ударный импульс. Абсурд. В реальности, наоборот, чем меньше время действия одной и той же силы, тем больше её ударное действие. Попробуйте с помощью таких математических симфонических действий математиков рассчитать ударную силу, выстрелившую 2й энергоблок СШГ, и у Вас ничего не получится, так как математическая модель ударной силы лишает Вас возможности правильно определить время действия ударной силы. Конечно, давно надо было разрешить эту абсурдную ситуацию, но математикам это оказалось не под силу. Причина – отсутствие профессиональных знаний по механике. Теперь эта проблема решена. Общая сила сопротивления подъёму 2-го энергоблока составила
131 72364 тонны. Полет блока на высоту 14м длился 1,68с, а ударная сила, выстрелившая энергоблок, была около 700000 тонн. Убытки от аварии на СШГ блекнут по сравнению с убытками, последовавшими после того, как математики ошиблись в расчётах средней величины импульсной мощности. В результате этой ошибки счётчики электроэнергии завышают реальный её расход в условиях, когда она потребляется импульсами напряжения и тока, в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. Много это или мало? Уже разработаны и многократно испытаны тепловые ячейки, потребляющие электрическую энергию импульсами со скважностью, равной 100. Это значит, что все современные счётчики электроэнергии завышают её расход в 100 раз и таким образом закрывают дорогу отопительным системам с таким показателем экономии энергии в наши дома и промышленные предприятия. Мы привели лишь два фрагмента вреда математиков в решении научных проблем точных наук, а, в общем, таких фрагментов в физике, астрофизике, химии и других смежных науках тысячи, и теоретики продолжают плодить их, сочиняя струнные теории, которые базируются на волновом уравнении Луи Де Бройля, противоречащем главному критерию достоверности – аксиоме Единства. Мы преклоняемся перед достижениями математиков в решении таких математических практических задач, как программирование, но считаем, что их нельзя допускать к решению задач механики, физики, химии без диплома о высшем образовании по этим дисциплинам, причём полученного до получения диплома математика. Этим мы сэкономим неисчислимые миллиарды. Конечно, у академиков - экспериментаторов РАН всех научных направлений - солидные научные достижения и мы гордимся ими, жаль, конечно, что абсолютное большинство этих достижений получено методом проб и ошибок и не имеет теоретических доказательств связи их с реальностью, а значит и не понимается их физическая или химическая суть. 790. Можно ли привести список учебников, которые содержат фундаментальные ошибки и продолжают издаваться? У нас есть каталог издательства «Лань» и мы приведём список учебников, которые продолжают издаваться с многочисленными ошибками. 791. Изменяется ли энергия электрона при излучении им фотонов в момент формирования атомов и ионов? Конечно, изменяется. 792. Изменяется ли масса электрона при поглощении и излучении им фотонов? Конечно, изменяется. 793. Изменяется ли радиус электрона при поглощении и излучении им фотонов? Изменяется. 794. Чему равна предельная энергия фотона, излучённого электроном при формировании атомов и ионов? Ответа на этот вопрос пока нет. 795. Поскольку размеры фотонов, излучаемых электроном, могут быть на много порядков больше размеров электронов, то не является ли это главным фактором, определяющим дальность стрельбы? Да, это - главный фактор, определяющий дальность стрельбы. Существовавшее до этого представление о том, что снаряд выстреливается из ствола орудия за счет давления образующихся газов, глубоко ошибочно. Существующие расчётные формулы приписывают повышение давления в патроне газам, а фактически это давление формируется фотонами, излученными при воспламенении пороха в патроне. Газы принимают участие в формировании давления, но их доля в этом очень мала. 796. Какие существуют доказательства достоверности такого утверждения? Они многочисленны, приведём лишь одно из них. Известно, что взрыв сопровождается резким звуком. Звук – следствие внезапного повышения давления воздуха в области пространства, где происходит взрыв. Что является источником мощных громовых раскатов в грозу сразу после формирования молнии? Ведь молния – излучение фотонов электронами, а не повышение давления газов в огромных объёмах пространства, в которых сверкают молнии. Ответ однозначный – давление в воздухе в момент вспышки молнии формируют фотоны, излучённые в момент синтеза кластеров ионов и электронов. Фотоны формируют
132 давление при вспышке молнии потому, что их размеры на 5 порядков (в 100000 раз) больше размеров электронов, которые излучают их. 797. Почему существующие формулы для расчёта давления газов дают результат, совпадающий с экспериментом, а роль фотонов в формировании этого давления в них не представлена? Она представлена численной величиной давления и не представлена в интерпретации физической причины появления этого давления. 798. Радиус электрона может быть равен радиусу фотона. В каком диапазоне шкалы фотонных излучений находится этот фотон и чему равна длина его волны? Радиус электрона равен re 2,242631080 10 12 ì . Фотон, длина волны которого соответствует этому радиусу, находится в рентгеновском диапазоне шкалы фотонных излучений. 799. Почему эффект Комптона регистрируется только при использовании рентгеновских фотонов? Потому что радиусы электронов близки к радиусам рентгеновских фотонов. 800. Почему в эффекте Комптона интенсивность смещенной составляющей уменьшается с увеличением номера химического элемента? Чтобы появлялась смещённая составляющая, необходимы условия взаимодействия рентгеновских фотонов с электронами атомов. Три протона ядра и три электрона в структуре атома лития создают много свободного пространства в зоне его поверхности, где располагаются электроны (рис. 60, b). В результате создаются условия для взаимодействия электронов атома с рентгеновскими фотонами, размеры которых близки к размерам электронов. Следствием этого является устойчивое взаимодействие рентгеновских фотонов с электронами атома лития и смещение составляющей М отражённых фотонов (рис. 60, а). Как видно (рис. 60, а), при возрастании атомного номера химического элемента вещества интенсивность несмещенной линии P возрастает, а интенсивность смещенной линии M уменьшается. Так, у лития максимальная интенсивность излучения состоит из смещенной М составляющей, а у меди наоборот, интенсивность несмещенной линии P значительнее интенсивности смещенной линии M (рис. 60, а). Модель ядра атома меди (рис. 60, с) позволяет понять причину этого. Белые кружки это - протоны на поверхности ядра атома меди. С каждым из них взаимодействует электрон. Нетрудно представить, что поверхность такого атома будет плотно заселена электронами (рис. 60, d) и у рентгеновских фотонов потеряется возможность взаимодействовать с каждым из них в отдельности. В результате у меди интенсивность смещенной составляющей М значительно меньше интенсивности несмещенной Р составляющей (рис. 60, а). 801. Соблюдается ли закон сохранения энергии в эффекте Комптона? Нет, не соблюдается, так как отраженный фотон увеличивает длину своей волны, а значит, уменьшает массу и энергию. Судьба массы, потерянной электроном до сих пор не установлена точно. Косвенные эксперименты по её сохранению не заслуживают доверия. При угле отражения 90 0 рентгеновский фотон, отразившись от электрона, теряет 1,6939 10 33 êã . Это, примерно, 4,3%, что соответствует массе рентгеновского фотона. 802. Какой главный закон управляет развитием современной энергетики? Закон сохранения энергии. 803. Останется ли его достоверность вечно или появится новый закон? Закон сохранения энергии работает только в закрытых системах. Однако химики давно получили экспериментальные результаты, доказывающие некорректность этого закона. Но они не афишируют такие результаты, так как эффекты прибавления энергии в большинстве случаев незначительны и химики, не желая портить отношений со своими старшими собратьями – физиками, не публикуют их.
133
Рис. 60. 804. Не стоит уклоняться от прямого ответа на вопрос: появится ли новый закон, который будет управлять развитием энергетики будущего? Он уже появился (рис. 60, формула внизу). Оказалось, что закон сохранения при использовании электроэнергии базируется на глубоко ошибочной формуле PCC U A I A / S учёта средней величины импульсной мощности, которая заложена в принцип работы всех электроприборов, учитывающих расход электроэнергии. Исправление этой ошибки автоматически ставит закон сохранения энергии при использовании электроэнергии в число фундаментальных ошибочных законов. 805. Как он формулируется и какова его математическая модель? Он формулируется так: средняя величина импульсной электрической мощности равна произведению амплитудных значений напряжения и тока, делённому на квадрат скважности импульсов мощности PÑ U A I A / S 2 . рис. 60. 806. Где и когда родился этот закон? Он родился в России около 10 лет назад, но экспериментальное доказательство его достоверности получено лишь в 2011г.. 807. Будет ли опубликована детальная информация о новой энергетике ближайшего будущего, которая последует из реализации этого закона? Уже публикуется та часть этой информации, которая не раскрывает многие тонкости её эффективности. 808. Почему графит и алмаз состоят из одного и того же химического элемента – углерода и, являясь твёрдыми веществами, имеют радикально противоположные механические свойства: графит пишет по бумаге, а алмаз режет стекло? Потому что ядро и атом графита плоские (рис. 61, d, e), а алмаза – пространственные (рис. 61, a, b). 809. Почему алмаз обладает самой большой прочностью? Структура атома алмаза, которая формируется из пространственного ядра этого атома (рис. 61, а), имеет три оси
134 симметрии. Это - оси декартовой системы координат (рис. 61, b). Пространственный атом углерода (рис. 61, b) – идеально симметричная пространственная структура. Структура пространственного ядра и атома алмаза имеют идеальную пространственную симметричность – главный фактор, определяющий прочность алмаза (рис. 61, b, c) . 810. Какая структура атома углерода является основой углеводородных и органических соединений и почему? Плоская (рис. 61, е). Потому что плоская структура атома углерода обладает гибкостью и пластичностью, то есть качествами, без которых невозможно формирование органических молекул. Атомы углерода с плоским ядром (рис. 61, d) формируют углеводородные и органические соединения, в которых все шесть электронов этого атома (рис. 61, е) участвуют в формировании связей между атомами различных молекул, например, бензола (рис. 61, j). 811. Удалось ли учёным сфотографировать хотя бы одну молекулу или кластер молекул? Это удалось сделать европейским учёным. Фотография молекулярной структуры с молекулами бензола представлена на рис. 61, k). Как видно, фото кластера из атомов углерода (рис. 61,) полностью совпадает с теоретической моделью молекулы бензола (рис. 61, j).
Рис. 61. 812. Известно, что нанотрубки обладают удивительной прочностью. Почему? На рис. 61, m представлен рисунок нанотрубки, сделанный японскими учёными. Как видно, структура нанотрубки полностью копирует структуру, будем называть так, бензольного кластера (рис. 61, k) и структуру теоретической молекулы бензола (рис. 61, j). 813. Разве можно приводимую информацию, убедительно доказывающую связь теоретических моделей с реальными, называть флудильной и принимать меры, огра-
135 ничивающие знакомство научной общественности с такой информацией? Здравый смысл подсказывает, что такую научную информацию надо немедленно распространять, обсуждать и принимать меры к включению её в учебный процесс. Но в реальности все наоборот и дельцы этой реальности даже не боятся исторического позора. Но от него ж ведь не уйдёшь и не спрячешься. 814. Есть ли примеры флудильного отношения к новым научным знаниям о микромире? Да, их набралось уже достаточно, и мы приводим флудильные действия и их реализаторов. Вот действия модератора – флудила Adamovа. Откройте адрес http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?board=chemi и прочтёте Перемещено: АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ХИМИИ - Начато: Filaret. Данная тема была перемещена в Флудильня отправил Adamov. Но самыми флудильными оказались владельцы форума МГУ по химии ХИМИЧЕСКИЙ ФОРУМ http://www.chemport.ru/guest2 Во вступительном комментарии на этом форуме я пообещал студентам новую научную информацию по химии. Вместо того, чтобы приветствовать такие намерения автора, руководители форума закрыли мою тему. Потешно наблюдать за такими действиями. Они думают, что таким образом закрывают доступ новых знаний к тем, кто ищет их. Чудаки! Время формирования клановой научной солидарности путем рецензирования и допуска к печати только той информации, которая мила душам членов клана, прошло безвозвратно. Не понимать это, значит публично демонстрировать убогость своего научного интеллекта. Бояться новых знаний, как чёрт боится ладана, значить признавать обреченность старых знаний. 815. В чём главная причина столь агрессивных действий противников новых знаний? Модераторы в этом деле пешки. Они выполняют указы сверху, скорее всего, - из РАН. Причина – страх перед горами научной макулатуры, изданной через процедуру кланового научного рецензирования неисчислимого количества теоретических научных статей и книг по физике и химии, большая часть которых уже в макулатуре. Обидно, конечно, но что поделаешь, научная истина безжалостна. Если пришло её время, то она ни с кем не считается. Так было и после Коперника, доказавшего, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Так будет и сейчас, и в будущем, и не надо из этого делать трагедию. Ведь экспериментальные результаты остаются и, хотя большая их часть получена методом проб и ошибок, они, можно сказать, фантастические. Вот этому и будем радоваться, а теоретические представления об окружающем нас мире, развиваются значительно медленнее. Раньше на их обобщение уходили тысячелетия, а теперь столетия. Это естественный ход рождения новых теоретических научных знаний о безумно сложной структуре мироздания, в котором мы живём временно. Надо смириться с возникшей ситуацией и понять, что нет силы, способной изменить её. Автор новых обобщённых знаний о микромире понимает, что он сделал, если так можно сказать, воробьиный шаг в новом направлении. Впереди ещё огромная работа, которая будет базироваться на новых обобщённых знаниях о микромире, в фундаменте которых – главный судья всех теоретических достижений – аксиома Единства, но она тоже может быть обобщена при углублении знаний о структурах и поведении обитателей микромира. Понимание этого - главное условие спокойствия на склоне лет. 816. Что является основой при формировании атома азота? Основой формирования атома азота является его ядро. Оно имеет шесть кольцевых протонов и один осевой. Поскольку электроны взаимодействуют с протонами линейно, то геометрия атома азота подобна геометрии его ядра. 817. Почему атом азота химически активен, а молекула нет? Атом азота (рис. 62, b) имеет лишь один активный (валентный) осевой электрон. Именно эта особенность создаёт условия для формирования молекулы азота (рис. 62, c) из двух атомов со столь большой энергией связи, что химики придумали для неё название тройной связи. Нет, связь у молекулы азота одна, но с большой энергией связи.
136 818. Известно, что в воздухе 75,6% азота по массе и около 23% кислорода. Почему азот не соединяется с кислородом? Потому что в воздухе азот находится в молекулярном состоянии (рис. 62, с) и его молекула не имеет наружных осевых электронов, которые имеются у атома (рис. 62, b) и молекулы кислорода (рис. 62, c). 819. Почему и атом, и молекула кислорода химически активны? Потому что атом кислорода (рис. 62, е) имеет два осевых электрона. После соединения двух осевых электронов двух атомов кислорода в молекулу, она тоже имеет два осевых электрона (рис. 62, j) удаленных от кольцевых электронов и этим обеспечивающих химическую активность этой молекулы.
Рис. 62. 820. Как зависит масса молекул газов и жидкостей от их температуры? Поглощая фотоны и нагреваясь, молекулы расширяются, увеличивая свой объём и массу. 821. Почему горячие молекулы газов и жидкостей тяжелее холодных? Потому что они поглощают фотоны, которые имеют массу. 822. Почему с увеличением температуры воздуха увеличивается атмосферное давление? У бытового барометра напротив показаний 800 мм стоит В. Сушь, а напротив - 700 мм - Шторм. Известно, что давление создаёт масса так называемого воздушного столба. Повышение давления этого столба с увеличением температуры воздуха означает увеличение массы молекул воздуха. Это увеличение обеспечивают фотоны, поглощаемые электронами молекул воздуха и таким образом нагревающие их и увеличивающие их массу одновременно. 823. В каких природных явлениях явно наблюдается разность масс горячих и холодных молекул воздуха? Горячие, более тяжёлые молекулы воздуха опускаются на поверхность Земли, а холодные, с меньшей массой, оказываются вверху. При этом не надо забывать, что объёмная плотность у горячих молекул меньше, чем у холодных. Здесь два главных фактора: масса молекулы и её размер. Интервал изменения размера имеет порядок 10 8 , а интервал изменения массы - 10 35 . Поэтому в одних случаях поведением горячих и холодных молекул управляет закон Архимеда, а в других - законы Ньютона. Например, когда холодный воздух попадает через форточку в комнату - закрытую систему
137 с мизерным гравитационным градиентом, то все идёт по закону Архимеда: плотность холодных молекул больше и они, опускаясь, вытесняют теплые молекулы с меньшей плотностью. Здесь фактор разности масс молекул играет меньшую роль. 824. Есть ли аналогия между разностью масс горячих и холодных молекул и явлением дефекта масс при синтезе ядер? Это одно и тоже явление. При синтезе атомов и молекул излучаются тепловые фотоны, которые уменьшают массу валентных электронов атомов, а при синтезе ядер атомов протоны излучают гамма фотоны, которые также уносят часть массы протонов и в результате появляется так называемый дефект масс ядер. 825. Почему дефект массы явно проявляется при синтезе ядер атомов и меньше проявляет себя при синтезе атомов и молекул? Потому что массы излучаемых при этом фотонов отличаются на много порядков. Массы фотонов, излучаемых при синтезе атомов и молекул, изменяются в интервале, примерно, от 10 39 кг до 10 33 кг, а массы фотонов, излучаемых протонами при синтезе ядер, изменяются в интервале, примерно, от 10 33 êã до 10 28 êã . 826. В каких технических устройствах реализуется разность масс горячих и холодных молекул жидкостей или газов для извлечения полезного эффекта? В вихревых трубах в момент завихрения центробежные силы инерции прижимают более тяжелые горячие молекулы жидкости или газа к внутренней стенке трубы, а более холодные и легкие остаются в её центре. Этот эффект широко используется в технике и современных, так называемых вихревых насосах, которые генерируют дополнительную тепловую энергию. О вихревых трубах можно прочитать в статье Азарова А.И. Вихревые трубы в инновационном процессе. «Новая энергетика» № 4 (23) 2005, с 12 – 36. 827. Почему вес нагретых тел меньше, чем не нагретых? Всё зависит от разности температур нагретого и не нагретого тела. Поскольку электроны взаимодействуют с ядрами атомов линейно и поскольку не все из них являются валентными, связывающими атомы в молекулы, то есть на поверхности тел электроны со свободными связями. В результате они могут вступать в связь с протонами ионов влажного воздуха, главным из них является ион гидроксила. Энергии этих связей небольшие и легко разрываются при нагревании тела. Таким образом, эти ионы взвешиваются вместе с телом, когда оно не нагрето. При нагревании тела ионы воздуха теряют связь с электронами тела и уменьшают его массу. После охлаждения тела электроны атомов опускаются на нижние энергетические уровни и энергии связи их с протонами ионов гидроксила увеличиваются, и вес тела восстанавливается до прежней величины. 828. Почему вес деформированных тел меньше, чем не деформированных? Причина та же. При деформации тела повышается его температура и ионы воздуха теряют связи с электронами тела, не занятыми валентными связями. После охлаждения деформируемого тела его вес восстанавливается. 829. Можно ли считать удивительным тот факт, что силы инерции так тонко реагируют на изменение масс молекул, изменяющихся в интервале 10 39 êã до 10 33 êã ? Да, поведение молекул в вихревых трубах убедительно доказывает возможности законов механодинамики управлять этим поведением. 830. Почему происходит взрыв при соединении водорода с кислородом? Атом кислорода имеет шесть кольцевых электронов (рис. 63, а). В газообразном состоянии они удалены на одинаковые и значительные расстояния от ядра. Когда к валентным электронам 1 и 2 атома кислорода присоединяются электроны е1 и е2 атомов водорода, то при формировании связи между ними электромагнитная субстанция, формирующая связи между кольцевыми электронами атома кислорода и ядром, перекачивается к валентным электронам 1 и 2 атома кислорода для формирования связи с электронами е1 и е2 атомов водорода. Таким образом, все шесть кольцевых электронов переходят с дальних энергетических уровней, соответствующих газообразному состоянию атома кислорода, на нижние, соответствующие состоянию атома кислорода в молекуле воды. Указанный одновременный переход всех шести кольцевых электронов на нижние энергетические уровни сопровожда-
138 ется одновременным излучением фотонов, размеры которых на несколько (5-7 порядков) порядков больше размеров электронов. Так формируется зона повышенного давления воздуха, которая рождает звук, сопровождающий этот процесс. Поскольку все эти процессы происходят почти одновременно, то формируется единый фронт расширения воздуха, который мы воспринимаем как взрыв, в результате которого образуются молекулы воды (рис. 63).
Рис. 63. 831. Сколько электронов может иметь молекула воды? В нормальном состоянии молекула воды имеет 10 электронов (рис. 63, а). Два из них принадлежат атомам водорода, а восемь - атому кислорода. Однако, уже экспериментально доказано, что из воды можно получать электричество. Это значит, что от молекул воды можно отделять электроны. В связи с этим, молекула воды может иметь 9 и даже 8 электронов (рис. 63, а, b, c,), поэтому мы ввели названия: полностью заряженная молекула воды (рис. 63, а), которая имеет все 10 электронов; разряженная (рис. 63, b). Она имеет 8 электронов и полузаряженная (рис. 63, c). Она имеет 9 электронов. 832. Каким образом японцам удалось получить электричество из воды? Детали, конечно, они держат в секрете, а в общем, идея проста. Оказалось, что нет необходимости разлагать воду на водород и кислород, потом использовать водород для получения электричества с помощью так называемого достаточно дорого топливного элемента. Электричество из воды можно получить напрямую, при электролизе воды. Японский электролизёр показан на рис. 63, d, а экспериментальный мини автомобиль, сделанный специально для работы с использованием электричества, получаемого из воды с помощью электролизёра, показан на рис. 63, е и j. 833. Каковы же достижения японцев? Им удалось с помощью электролизёра, показанного на рис. 63, d, получить из воды 500 Ватт электрической мощности, которой оказалось достаточно для привода мини автомобиля (рис. 63, е и j). 834. Какие перспективы они видят в этом направлении? Они планируют получить мощность 700 Ватт и даже 1 кВт, но о большей перспективе пока не сообщают, так как не знают тонкости теории этого процесса и вытекающую из этого перспективу.
139 835. Какое количество электричества можно получить из литра воды? Теория даёт однозначный ответ. Если от каждой заряженной молекулы воды отделить лишь по одному электрону, то сформируется электрическая ёмкость более 1400Ампер часов. Для сравнения – обычный аккумулятор имеет ёмкость 60Ампер часов. 836. Значит ли это, что японцы сделали в этом направлении лишь один шаг? Конечно, значит. 837. Были ли у автора контакты с японцами? Они закупали все мои теоретические и экспериментальные результаты и этим солидно поддержали меня в период дикого процесса перехода к рыночной экономике. 838. Следует ли развивать и совершенствовать процесс получения электричества из воды? Конечно, стоит. Если живые организмы, морские скаты, например, свободно отделяют электроны от молекул воды и генерируют мощные электрические заряды, которые используют для защиты и для добычи пропитания, то перспектива замены аккумуляторов электролизёрами, вырабатывающими электричество из воды, просматривается отчётливо. 839. Какую связь будут иметь, скажем, так, водяные аккумуляторы? Водяные аккумуляторы экологически чище щелочных и кислотных аккумуляторов, поэтому они и будут первичными источниками электрической энергии, умножаемой с помощью импульсных электромоторов-генераторов. 840. Известно, что процесс синтеза молекул кислорода сопровождается выделением 495 кДж/моль энергии или в расчете на одну молекулу 5,13 eV (формула на рис. 64). Каким же принципом руководствуется Природа, распределяя энергию 5,13 eV между электронами молекулы кислорода (рис. 64, а и b)? Энергия 5,13 eV – термическая энергия связи между электронами 1 и 2’ двух атомов кислорода (рис. 64, a, b). При образовании молекулы кислорода она излучается в виде фотонов электронами, вступающими в связь e1 и е2’. Из этого следует, что она равна сумме энергий двух фотонов, излучённых этими электронами. Следовательно, каждый электрон, вступающий в контакт, излучает по фотону с энергиями 5,13/2=2,565eV (рис. 64, a, b).
Рис. 64. 841. Можно ли подробнее об описанном процессе? Два атома кислорода соединяются в молекулу в состоянии возбуждения. Состоянием возбуждения атома считается такое его состояние, при котором его валентные электроны удалены от ядер на такие расстояния, когда энергия связи между ними уменьшается до тысячных долей электрон-вольта. В этом случае атом может потерять электрон, который может стать свободным. Или, не теряя электроны, он соединяется своим валентным электроном с электроном соседнего атома и начинается процесс формирования молекулы кислорода. Это – экзотермический
140 процесс, при котором осевые валентные электроны 1 и 2’, излучая фотоны и опускаясь на более низкие энергетические уровни, выделяют E f = 2,565х2=5,13 eV. 842. Какие ещё особенности есть у описанного процесса? Обратим внимание на то, что термическая энергия 5,13 eV выделяется двумя электронами, формирующими электродинамическую связь с энергией 2,56 eV. В современной химии эта связь называется ковалентной. Для её разрушения достаточно затратить 2,56 eV механической энергии. Для термического разрыва этой связи энергии требуется в два раза больше, то есть 5,13 eV. Это объясняется тем, что энергия фотона 5,13 eV поглощается одновременно двумя электронами. Только в этом случае оба электрона будут переведены на самые высокие энергетические уровни с минимальной энергией электродинамической связи, при которой они разъединяются, и каждый атом кислорода становится свободным. Таким образом, затраты энергии на разрушение молекулы кислорода зависят от способа воздействия на связь. При термическом воздействии на связь она разрушается при энергии 5,13 eV. При механическом воздействии на связь достаточно затратить 2,56 eV энергии, чтобы разрушить эту связь. Из этого следует, что энергетика процесса синтеза молекулы кислорода зависит от способа её разрушения. После термического разрушения молекулы кислорода процесс её формирования начинается с излучения обоими валентными электронами по фотону с энергиями 2,56 eV и прежняя электродинамическая энергия связи (2,56 eV) между электронами обоих атомов восстанавливается (рис. 64). Таким образом, при термическом разрушении молекулы кислорода тепловой энергии затрачивается столько же, сколько выделяется при последующем её синтезе. Никакой дополнительной энергии при термической диссоциации молекулы кислорода и последующем её синтезе не появляется. Если же молекулу кислорода разрушать механическим путем, то для этого достаточно затратить 2,56 eV механической энергии. При этом валентные электроны атомов кислорода оказываются в свободном состоянии при недостатке энергии, соответствующей такому состоянию, так как процесс поглощения каждым из них 2,56 eV энергии отсутствовал. В таком состоянии электроны не могут оставаться, они должны немедленно восполнить энергию, которую они не получили при механическом разрыве связи между ними. Где они возьмут её? Источник один – окружающая среда, заполненная разряжённой субстанцией, называемой эфиром. Они немедленно поглощают эфир, восстанавливая свою массу, эквивалентную энергии 2,56 eV. Следующая фаза – повторное соединение (повторный синтез) двух атомов кислорода, валентные электроны которых пополнили запасы своей энергии за счет эфира. Этот процесс сопровождается излучением двумя электронами фотонов с энергиями 2,56 eV. Так энергия поглощенного эфира преобразуется в тепловую энергию фотонов. Затратив 2,56 eV механической энергии на разрушение молекулы кислорода, при последующем синтезе этой молекулы мы получаем энергии в два раза больше (2,56x2=5,13 eV). Дополнительная энергия оказывается равной 2,56 eV на одну молекулу или 248 кДж/моль. 843. Есть ли экспериментальные доказательства достоверности этой гипотезы? Существуют экспериментальные данные, опубликованные в Интернете. Они показывают, что в вентиляционных системах тепловая энергия циркулирующего воздуха превосходит электрическую энергию, затраченную на привод вентиляторов. Теперь мы знаем, что эта энергия генерируется при механическом разрушении ковалентных связей в молекулах газов, из которых состоит воздух. Надо иметь в виду, что не все 100% молекул кислорода могут участвовать в процессе механического разрушения между их атомами и последующим их синтезом, поэтому дополнительная энергия не может составлять 100%. Она фиксируется устойчиво в интервале 20-30%. Используя изложенную методику, проанализируем энергетику процесса синтеза молекулы воды, которая также в ряде случаев генерирует дополнительную тепловую энергию.
141 844. Чему равны энергии связи между атомами водорода в молекуле воды? Энергия синтеза молекулы водорода равна 436кДж/моль или 4,53eV на одну молекулу. Поскольку молекула состоит из двух атомов, то указанная энергия распределяется между ними. Таким образом, энергия одной связи между атомами водорода оказывается равной 2,26eV (рис. 65, а). При термическом разрушении этой связи энергии потребуется в два раза больше, а именно 2,26х2=4,53 eV. Обусловлено это тем, что она распределяется между двумя валентными электронами.
Рис. 65. 845. В чём особенности энергетики синтеза молекулы водорода? Обратим внимание на то, что на рис. 65, а два атома водорода образуют молекулу водорода, формируя три связи. Создаётся впечатление, что на одну связь должна приходиться энергия 4,53/3=1,51eV. Эта величина равна энергии связи электрона атома водорода в момент пребывания его на третьем энергетическом уровне и близка к энергии связи 1,53eV первого электрона атома кислорода в момент пребывания его также на третьем энергетическом уровне. Так что всё - в рамках величин энергий экспериментальной спектроскопии. 846. Сколько энергии надо затратить, чтобы разрушить термическим путём молекулы водорода и кислорода и чтобы они после этого начали процесс синтеза молекулы воды? Для образования двух молекул воды необходимо разрушить на атомы две молекулы водорода и одну молекулу кислорода. Если процессы разрушения указанных молекул проводить термическим путем, то на разрушение двух молекул водорода потребуется 4,53+4,53=9,06eV, а на разрушение одной молекулы кислорода - 5,13eV. В сумме это составит 14,19eV. 847. Соответствует ли эта энергия энергии, получаемой при синтезе молекулы воды? Сразу не ответишь, нужен анализ. Проведём его. Известно, что при синтезе одного моля воды выделяется 285,8 кДж или 2,96eV (рис. 65. Формула 1) на одну молекулу. Так как молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, то на одну
142 связь приходится 2,96/2=1,48eV термической энергии (рис. 65, с). Из этого следует, что электроны атомов водорода и кислорода в молекуле воды находятся при обычной температуре (1,48/2=0,74eV) между четвертыми и пятыми энергетическими уровнями атомарного состояния. Таким образом, на разрушение двух молекул водорода и одной молекулы кислорода термическим путем расходуется 14,19eV, а в результате синтеза двух молекул воды выделяется 2,96х2=5,98eV. Это противоречит тому факту, что процесс синтеза молекулы воды является экзотермическим с выделением 2,96 eV одной молекулой. Приведенный же расчет указывает на то, что при синтезе одной молекулы воды поглощается (14,195,98)/2 = 4,10 eV и процесс должен быть эндотермическим. 848. В чём причина описанного противоречия? При переходе из газообразного в жидкое состояние атом кислорода в молекуле воды должен уменьшить свой объём. Это произойдет, если все 6 кольцевых электронов атома кислорода опустятся на более низкие энергетические уровни (ближе к ядру, рис. 65, b). При этом они обязательно излучат фотоны, и мы уже знаем их общую энергию. Она равна энергии, затраченной на разрушение двух молекул водорода и одной молекулы кислорода, то есть - 14,19eV. Поскольку у двух молекул воды 12 кольцевых электронов, то каждый из них излучит 14,19/12=1,18eV. Это больше энергии (0,74 eV) связи с ядром осевых электронов и указывает на то, что кольцевые электроны после синтеза молекулы воды располагаются ближе к ядру, чем осевые. В этом случае количество энергии, полученной в результате синтеза двух молекул воды (14,19+5,98)eV, оказывается больше энергии, затраченной на разрушение двух молекул водорода (9,06 eV) и одной молекулы кислорода (5,13 eV). Сформировавшаяся разность энергий 5,98 eV разделится между двумя молекулами воды. На одну молекулу приходится 5,98/2=2,99 eV или 285,8 кДж/моль, что полностью соответствует существующим экспериментальным данным. 849. Содержат ли приведённые расчёты информацию об уменьшении энергии на электролиз воды? Содержат, но её энергетическая значимость меркнет перед энергетической значимостью нового закона формирования средней величины импульсной мощности. 850. Можно ли ещё несколько слов о процессе взрыва при синтезе молекулы воды? Изложенное выше, проясняет причину взрыва при соединении водорода с кислородом. Одновременный переход шести кольцевых электронов каждого атома кислорода в рождающихся молекулах воды (рис. 65, b) на более низкие энергетические уровни сопровождается одновременным излучением фотонов, размеры которых на 7 порядков больше размеров электронов, излучивших их. В результате этого, мгновенно повышается давление в воздухе в зоне синтеза молекул воды и если их мало, то слышится треск или шум, а если много, то - взрыв. Обратим внимание на то, что на рис. 66, b показаны две энергии связи между валентными электронами e2 и 2, а также между 1 и e1. Энергия одной электродинамической связи равна 0,74 eV. Если эту связь разрушать термическим путем, то потребуется 0,74х2=1,48 eV. Эта же энергия выделится при последующем синтезе молекулы воды из атома водорода Н и иона гидроксила ÎÍ . Дополнительная тепловая энергия в этом случае не генерируется. Однако, если указанную связь разрушать механическим путем, затрачивая по 0,74 eV на каждую связь, то после её разрыва у каждого электрона образуется дефицит энергии, равный 0,74 eV. Эта энергия будет немедленно поглощена валентными электронами из окружающей среды и излучена при повторном синтезе молекулы воды из атома водорода Н и иона гидроксила ÎÍ . Так одна ковалентная химическая связь при механическом разрушении молекулы воды формирует 0,74 eV дополнительной тепловой энергии, которая, как мы уже отметили, устойчиво регистрируется в системах кавитации воды. Она невелика – 15-20%.
143 Известно, что молекулы воды, объединяясь, формируют кластеры. Механическое разрушение связей между кластерами и последующий синтез этих связей также должен сопровождаться выделением дополнительной тепловой энергии. Источником дополнительной энергии, генерируемой нагревательными приборами с кавитацией воды, является физический вакуум. Электроны кластеров извлекают эту энергию из физического вакуума после механического разрушения их связей и выделяют её при последующем синтезе ионов, молекул и кластеров воды. Повышенная вибрация 2-го энергоблока СШГ – источник кавитации воды, приведший к излучению инфракрасных фотонов в замкнутом пространстве колодца этого энергоблока, сформировавших давление, которое сгенерировало импульс силы давления на энергоблок и его крышку около пятисот тысяч тонн. Эта сила мгновенно преодолела силу около 72364 тонн, которая сопротивлялась подъёму энергоблока на высоту 14м за 1,68с. Это - наиболее работоспособная гипотеза, позволяющая понять причину аварии, рассчитать все её параметры и разработать меры, исключающие её повторение. 851. Известно, что вода может иметь щелочные и кислотные свойства. Какие ионы формируют эти свойства? Это ионы гидроксила ÎÍ , гидроксония ÎÍ 3 и к этому можно добавить перекись водорода Í 2 Î 2 . 852. Следуют ли модели, указанных образований из новой теории микромира? Следуют. Их схемы представлены на рис. 66 и 67. 853. Почему электрическое сопротивление чистой дистиллированной воды (рис. 66, b) близко к бесконечности? Осевые концы молекулы воды завершаются протонами P1 b P2. При линейном соединении молекул воды в кластеры на их концах также образуются одноимённые положительные электрические заряды. Отсутствие на концах кластеров воды разноимённых электрических зарядов исключает формирование электрической цепи в чистой воде и её электрическое сопротивление близко к бесконечности. 854. Какой ион формирует щелочные свойства воды? Ион гидроксила (рис. 66, а).
Рис. 66. 855. Каким образом гидроксил повышает электропроводность воды? На одном конце оси гидроксила (рис. 66, а) отрицательно заряженный электрон, а на другом – положительно заряженный протон. На одном конце оси гидроксила расположен электрон e2 атома кислорода, а другой завершается протоном P1 атома водорода. Таким образом,
144 гидроксил – идеальное звено электрической цепи. Под действием приложенного напряжения эти ионы формируют линейные кластеры с положительным и отрицательным знаками зарядов на концах. В результате импульс напряжения передаётся вдоль этого кластера. Конечно, ток не течёт вдоль кластера. Он формируется благодаря тому, что ион гидроксила, расположенный на конце кластера у анода отдаёт ему свой электрон, а протон атома водорода такого же иона, расположенного у катода, получает электрон из катода. 856. Какие ионы формируют кислотные свойства воды? Кислотные свойства воды формируются увеличенным содержанием в ней положительно заряженных ионов гидроксония (рис. 66, с). 857. Каким образом в обычной воде из молекул воды вдруг рождаются ионы гидроксила (рис. 66, а) и гдроксония (рис. 66, с)? Смотрите внимательно на рис. 66, b. Процесс повышения температуры воды сопровождается поглощением тепловых, инфракрасных фотонов электронами молекулы воды (рис. 66, b). Они переходят на более высокие энергетические уровни, то есть удаляются от своих ядер. У атома кислорода молекулы воды это, например, электрон 1, а у атома водорода, который расположен справа от электрона 1, электрон е1 удаляется от своего протона Р1. В результате энергия связи между электронами 1 и е1 уменьшается до предельно малой величины и атом водорода с электроном е1 и протоном Р1 отделяется от молекулы воды и протон Р1 атома водорода вступает в связь с кольцевым электроном атома кислорода другой молекулы воды (рис. 66, с). В итоге, из молекулы воды (рис. 66, b) рождаются два иона. Ион гидроксила (рис. 66, а) и ион гидроксония ( рис. 66, с). Вот и всё. Видите, как это далеко от химических сказок о водородном показателе рН, с помощью которого химики характеризует щелочные и кислотные свойства воды, понимая под этим показателем наличие свободных протонов в воде. Они до сих пор учат всех, что протоны атомов водорода – главные участники формирования кислотных свойств воды. Как видите, здесь и близко нет свободных протонов, а есть только атомы водорода. Что можно сказать по этому поводу? Поздравить химиков и пожелать им успешнее калечить интеллект наших детей? Дичайшая ситуация. Неужели непонятно супер простое решение этой проблемы власть имущими и тоже имеющими детей. Вызвать главного химика и сказать: немедленно изучите этот вопрос и доложите мне через неделю: продолжать нам учить детей средневековым химическим знаниям или есть новые???????????? Тяжкий вопрос. Он давно и элементарно решился бы, если бы подчинённые наших власть имущих имели, хотя элементарнейшее чувство ответственности. Но его нет. Нет и ни грамма боязни наказания за такие безответственные деяния. 858. Итак, химики оценивают щелочные и кислотные свойства воды, так называемым водородным показателем рН. Как новая теория микромира интерпретирует такие представления? Мы уже описали. Действия химиков в этом вопросе эквивалентны чудачеству, которое усиливается их гениальным достижением: оценивать энергию связи в молекулах понятием «сродство к электрону» в условиях, когда она рассчитывается точно. Судите сами. Протон это предельно маленькое и предельно активное образование, которое может быть в свободном состоянии лишь мгновение и сразу вступает в связь с ближайшим электроном. Нет, и не может быть свободных протонов в воде. 859. Как же тогда понимать химическую суть водородного показателя? Так как щелочные свойства воды формируют ионы ÎÍ 3 , а кислотные – ионы ÎÍ 3 , то так и надо понимать, что это не водородный, показатель, а ионный. Установлено, что при одинаковом количестве указанных ионов в воде, она приобретает так называемые нейтральные свойства. Ионный показатель рН при этом равен 7. Если он больше 7, то в воде больше щелочных ионов ÎÍ (рис. 66, а), а если меньше 7, то в воде больше ионов гидроксония ÎÍ 3 (рис. 66, с). Ни о каких протонах и ионах водорода здесь и мыслить нельзя, но, тем не менее, этой глупости продолжают учить всех, начиная со школы. 860. Как изменяется ионный показатель воды при повышении температуры? Процесс повышения температуры сопровождается поглощением фотонов, и уменьшением
145 связей между атомами водорода и кислорода в молекуле воды. В результате увеличивается количество разрушенных молекул воды и образование ионов, количественная величина которых характеризуется, так называемым, назовём его правильно, ионным произведением. При температуре одного литра воды, равного 20С ионное произведение равно 0,86, а при 100С – 74. 861. Почему ионный показатель характеризуется ионным произведением? Потому что количественное соотношение между ионами меняется, а их произведение остаётся постоянным при заданной температуре. 862. Участвуют ли ионы воды в формировании её кластеров? Конечно, участвуют и мы увидим в продолжении фотографии кластеров. 863. Какую структуру имеет молекула перекиси водорода Í 2 Î 2 ? Варианты комбинации атомов водорода и кислорода представлены на рис. 67, а, b и с. Структура, представленная на рис. 67, а, эквивалентна структуре молекулы воды. У этой структуры, как и у молекулы воды, оси молекулы Í 2 Î 2 завершаются протонами ( Р1 и Р2 ) атомов водорода. Такая структура не может быть активной, так как активность определяют электроны. Поэтому есть основания полагать, что молекула перекиси водорода имеет структуру, показанную на рис. 67, b. У этой структуры на концах оси электроны, так же как и у молекулы кислорода. Структура, показанная на рис. 67, с, эквивалентна структуре молекулы параводорода, который тоже не обладает свойствами активности при обычной температуре. 864. Какие элементарные частицы могут формировать кластеры? Элементарные частицы, у которых магнитное поле подобно магнитному полю стержневого магнита, могут формировать кластеры. 865. Как интерпретируется шести лучевая структура снежинок? В ортодоксальной физике и ортодоксальной химии – никак. 866. Как интерпретирует новая теория микромира шести лучевые структуры снежинок? Новая теория микромира объясняет это просто. В формировании кластеров воды, в том числе и снежинок участвуют все электроны молекул воды и главным образом – шесть кольцевых электронов атома кислорода. В результате и формируются шести лучевые кластеры воды. 867. Электроны или протоны атомов водорода соединяют молекулы воды в кластеры? Линейные кластеры молекул воды формируют протоны атомов водорода, а плоские и пространственные кластеры молекул воды – кольцевые электроны атомов кислорода и протоны атомов водорода, а также электроны ионов гидроксила ÎÍ и гидроксония ÎÍ 3 . 868. Какое природное образование из молекул воды наиболее убедительно доказывает правильность теоретической модели молекулы воды? Повторим – самое доступное для наблюдения - формы 6-ти конечных снежинок. Это и есть замороженные кластеры из молекул воды. 869. Почему снежинки 6-ти конечные? Повторим ещё раз для ясности. Потому, что атом кислорода в молекуле воды имеет 6 электронов, расположенных по окружности, перпендикулярной оси симметрии молекулы. На концах оси симметрии молекулы воды протоны атомов водорода. Эти протоны, находясь в составе молекул воды, присоединяются к 6-ти кольцевым электронам другой молекулы воды, которая оказывается базовой при формировании кластера. Дальше шести лучевая структура начинает расти и усложняться (рис. 67, кластеры:1, 2, 4, 6, 7, 8). 870. Удалось ли сфотографировать кластеры воды? Это сделали японцы и установили удивительное разнообразие 6-ти лучевых кластеров воды (рис. 67). 871. По какому каналу передаётся информация, управляющая формированием различных 6-ти конечных форм кластеров воды (рис. 67)? Главный канал передачи информации – молекулы воздуха.
146 872. На каком основании делается вывод о том, что молекулы воздуха передают молекулам воды информацию для формирования ими того или другого кластера воды? На основании анализа интенсивности и мелодичности звуков, которые приводят к формированию различных кластеров воды. 873. В чём суть влияния интенсивности и мелодичности звуков, передаваемых по воздуху молекулам воды? Процесс передачи информации по воздуху звуками различной интенсивности и мелодичности сопровождается излучениями фотонов молекулами воздуха. Энергии этих, фотонов и их радиусы зависят от интенсивности звукового воздействия на молекулы воздуха. Посмотрите, например, на первые два кластера. Они сформированы ритмичными упорядоченными музыкальными звука. В результате и молекулы воздуха излучали упорядоченные импульсы фотонов, а электроны молекул воды поглощали их и формировали связи друг с другом, энергии которых соответствовали энергиям поглощённых фотонов. Далее, следует обратить внимание на 6-й кластер (рис. 67-6), сформированный тихим молитвенным голосом верующего. Мелодичное и тихое воздействие голоса верующего на молекулы воздуха приводило к излучению их электронами малоэнергоёмких фотонов, поглощая которые, электроны молекул воды строили кластер с более ажурной архитектоникой. Есть основания полагать, что и мозг и тело верующего также излучают фотоны, которые поглощаются электронами молекул воды и формируют соответствующие кластеры.
Рис. 67. Кластеры молекул воды, сфотографированные японскими учёными 874. Значит ли, что резкие хаотические звуки мобильного телефона интенсивнее возбуждают молекулы воздуха и те излучают более энергоёмкие фотоны? Значит, но в этом случае надо учитывать и фотоны несущие телефонную информацию. Они более
147 энергоёмкие, чем фотоны, излучаемые электронами молекул воздуха, при воздействии на них телефонных звуков и поэтому не формируют кластеры воды, а разрушают их (рис. 679) 875. Вода давно используется, как народное лечебное средство, после, так называемого, многочасового «молитвенного наговаривания» чистой воды. Можно ли полагать, что описанное – элемент научного объяснения лечебных свойств воды подвергнувшееся действию тихого молитвенного голоса? Да, уже есть основания дать положительный ответ на этот вопрос и - изучать эту гипотезу. 876. Возможно ли рассчитать энергетику синтеза молекулы озона? Старые химические знания не позволяют сделать это, а новые - справляются с этой задачей. 877. В чём сущность затруднений старых химических знаний в расчёте баланса энергии синтеза молекулы озона? Озон – газообразное вещество, состоящее из трехатомных молекул кислорода (рис. 68, b). Чтобы разрушить молекулу кислорода (рис. 68, а), необходимо затратить 5,13 eV энергии. При синтезе двух молекул озона выделяется 2,99 eV энергии. В результате образуется разность (недостаток) энергий 5,13-2,99=2,14 eV. Авторы фундаментальной монографии (Лунин В.В., Попович М.П. и Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М. Издательство Московского университета 1998. с 475), посвященной озону, утверждают, что энергия 2,14 eV поглощается третьей неизвестной частицей М, участвующей в этом процессе.
Рис. 68. 878. Чему же они приписывают роль этой неизвестной частицы? Они считают, что роль этой частицы могут выполнять: атом кислорода, молекулы кислорода и озона, а также любая другая молекула, присутствующая в зоне синтеза молекул озона. Такое допущение делается для того, чтобы не нарушался закон сохранения энергии. При этом реакция синтеза молекулы озона записывается так, как показано на рис. 67, формула (1), в ней М – неизвестная частица поглощающая 2,14eV.
148 879. Позволяет ли новая теория микромира установить истинного владельца энергии 2,14 eV? Конечно, позволяет. Это становится возможным при наличии химических моделей молекул кислорода и озона. Структура атома кислорода показана на рис. 68, а. Процесс образования молекулы озона (рис. 68, b) начинается с разрушения молекулы кислорода (рис. 68, а). Чтобы разрушить молекулу кислорода, надо разрушить связь между электронами 2 и 3. Для этого необходимо оба указанных электрона перевести на дальние энергетические уровни с минимальными энергиями связи. Это достигается облучением молекулы фотонами с энергиями, близкими к энергии 5,13 eV. Каждый фотон будет поглощен одновременно двумя этими валентными электронами так, что его энергия разделится пополам (5,13/2=2,565eV). Таким образом, оба валентные электрона 2 и 3, получив по 2,565eV энергии, переходят на самые дальние энергетические уровни, теряя связь друг с другом. В результате появляются два атома кислорода с осевыми электронами в возбуждённом состоянии. Они немедленно начинают соединяться со вторыми валентными электронами атомов кислорода, находящимися в составе другой молекулы (рис. 68, b). Поскольку образование озона идет по уравнению (рис. 68, формула 2), то для синтеза двух молекул озона Î 3 необходимо разрушить одну молекулу кислорода Î 2 . Для этого надо перевести в возбужденное состояние 2 электрона, затратив на это 2,565х2=5,13 eV. Известно, что при распаде двух молей озона выделяется 288 кДж. В расчете на одну молекулу имеем 1,493eV (рис. 68, формула 3). Процесс образования озона начинается при малейшем понижении температуры в зоне, где атомы кислорода находятся в возбуждённом состоянии. При этом их валентные электроны, соединяясь с валентными электронами атомов кислорода в других молекулах, излучают фотоны с такой суммарной энергией, чтобы остаток ранее поглощенной энергии (5,13 eV) оказался равным энергии 2,99 eV образования двух молекул озона. Тогда энергия излученных фотонов оказывается равной 5,13-2,99=2,14eV. Эта энергия расходуется на формирование связей в двух молекулах озона, имеющих 4 валентных электрона. Энергия связи, соответствующая одному электрону, окажется равной 2,14/4=0,54 eV (рис. 68, b). Валентные электроны в этом случае находятся почти на пятых энергетических уровнях атомарного состояния атомов кислорода. Как видно (рис. 68, b), молекула озона длиннее молекулы кислорода (рис. 68, а ), а энергии связи (0,54 eV) между третьим, присоединившимся атомом кислорода, почти в пять раз меньше, чем между атомами кислорода (2,565 eV) в его молекуле. В результате прочность молекулы озона меньше, чем молекулы кислорода и она легче разрушается, образуя молекулы кислорода и его атомы. Для этого достаточно присутствие световых фотонов, энергия которых изменяется в диапазоне (1,60 – 3,27)eV . В процессе разрушения двух молекул озона валентные электроны, поглотив 0,54х4=2,16 eV энергии, оказываются в возбуждённом состоянии на самых высоких энергетических уровнях. В результате они отделяются и, после фазы свободного состояния образуют молекулу кислорода, излучая фотоны с суммарной энергией, равной 5,13 eV. Разность между излученной энергией 5,13 eV и энергией 2,16 eV, поглощенной четырьмя электронами, оказывается равной энергии диссоциации двух молекул озона 2,99 eV или 288 кДж/2 моля. 880. Влияет ли способ разрушения молекул кислорода на энергетику процесса синтеза молекул озона? Из изложенного следует, что при механическом или электродинамическом разрушении молекул кислорода для последующего формирования молекул озона энергии затрачивается меньше, чем при лазерном облучении молекул кислорода. 881. Позволяет ли новая теория микромира понять необычные свойства молекул СО и СО2? Да, новая теория микромира, позволяет представить эти молекулы в зримом виде и понять причины их химических различий (рис. 69). 882. Какие свойства окиси углерода установлены химиками? Окись углерода или угарный газ СО - продукт неполного сгорания углеродосодержащих веществ. Это ядовитый газ без цвета и запаха.
149 883. Чем обусловлены ядовитые свойства угарного газа? Его ядовитые свойства обусловлены несимметричностью молекулы СО и неравномерностью распределения энергий связи электронов с протонами ядер атомов. Наибольшую активность имеют осевые электроны 1’ и 2’ атома кислорода (рис. 69, а).
а) молекула СО
b) молекула СО2 Рис. 69. 884. Основные свойства двуокиси углерода? Углекислый газ или двуокись углерода ÑÎ 2 (рис. 69, b) – бесцветное газообразное вещество в полтора раза тяжелее воздуха. Сжижается при комнатной температуре под давлением 69 атм., а при выпуске из баллона испаряется. 885. Почему угарный газ не поддерживает горения и дыхания? ÑÎ 2 не поддерживает ни горения, ни дыхания. Причина этого – предельная симметричность молекулы (рис. 69, b), выравнивающая энергии связи электронов с протонами ядер и снижающая их химическую активность. 886. В чём суть новых научных результатов, полученных лауреатами Нобелевской премии за 2010 год? Как объявило телевидение, суть результата новых лауреатов нобелевской премии состоит в том, что они получили углеродные плёнки (графены) атомарной толщины методом приклеивания скотча к графиту и последующего отделения графитовых пленок, приклеившихся к скотчу с помощью воды. Главные свойства углеродных плёнок – высокая прочность и электропроводность. 887. Позволяет ли новая теория микромира детальнее описать то, за что присуждена нобелевская премия? Конечно, позволяет. 888. В чём тогда истинная физическая суть их достижений? Структуры графенов представляются человеку такими, как показаны на рис, 70, а. На рис. 70, b - фотография графена, на которой атомы углерода представлены в виде туманных белых точек с туманными связями между ними, которые формируют шестигранники. Что связывает эти белые точки атомов углерода между собой? Орбиты электронов? Если так, то как они формируют шестигранную структуру ячейки графена? Нобелевские лауреаты и их научные эксперты не имеют ни малейшего представления о физической связей атомов углерода в
150 углеродной плёнке, а мы описало это уже детально. Атомы углерода в углеродной плёнке связывают электроны электрон-электронными линейными связями. 889. Соответствует ли размер, представленный на рис. 70, b, реальности? Нет, конечно, не соответствует. 890. Как доказать это несоответствие? В соответствии с законом Кулона, если электрон атома водорода находится на первом энергетическом уровне, то расстояние между протоном и электроном равно
(1,602 10 19 ) 2 R1 1,059 10 10 ì . 12 19 4 o E1 4 3,142 8,854 10 13,598 1,602 10 e2
b) фото графена
а) воображаемый графен
Рис. 70. Изображение воображаемого графена и его фото Расстояние меду протоном и электроном в атоме водорода зависит от температуры. Анализ показывает, что при обычной температуре, устанавливая связь с другим атомом, электрон оказывается между вторым и третьим энергетическими уровнями атомарного состояния (табл. 27). Это значить, что в составе молекул расстояние между протоном и электроном в атоме водорода увеличивается, примерно, на порядок и множитель 10 10 ì принимает значение 10 9 ì . Это уже на порядок больше размера ( 1,40 10 10 ì ) на рис. 70, b Таблица 27. Спектр атома водорода, энергии связи Eb между протоном и электроном, и расстояния Ri между ними Знач. n 2 3 4 5 eV 10,20 12,09 12,75 13,05 E f (эксп) E f (теор)
eV
10,198
12,087
12,748
13,054
Eb (теор)
eV
3,40
1,51
0,85
0,54
10
4,23 9,54 16,94 26,67 10 ì Ri (теор) Далее, из новой теории микромира следует, что протоны располагаются на поверхности ядер (рис. 71 и 72), а электроны атомов взаимодействуют с ними не орбитально, а линейно (рис. 73 и 74). В результате атом графита (рис. 73) – плоское образование, а атом алмаза (рис. 74) – предельно симметричное, пространственное образование. Плоский атом углерода – основа биологической жизни на нашей планете, а графит и алмаз – твёрдые образования. Плоские атомы углерода графита, соединяясь, образуют плоские кластеры, а совокупность плоских кластеров образует углеродную плёнку (рис. 70), названную графеном. Европейским экспериментаторам удалось сфотографировать
151 кластер бензола С6Н6, состоящий из плоских атомов углерода и атомов водорода (рис. 75).
Рис. 75. Кластеры бензола
152 С учетом этого расстояния между ядром атома углерода и его электронами (рис. 75) находится в интервале 10 8 ì . Если к 6-ти электронам 6-ти атомов углерода присоединяются электроны атомов водорода, то образуется молекула бензола Ñ6 H 6 (рис. 75) и расстояние от ядра атома углерода до протона атома водорода удваивается, а расстояние от центра молекулы бензола до протона атома водорода увеличивается на порядок и появляется множитель 10 7 ì . Это размер молекулы бензола. На рис. 74 показаны теоретические кластеры бензола Ñ6 H 6 и их фотографии с туманной шестигранной структурой. А теперь поправим Нобелевских лауреатов и их экспертов. Обратим их внимание на туманность лучевых выступов на внешнем контуре фотографии кластера бензола (рис. 75). Это, в соответствии с химической формулой молекулы бензола C6 H 6 и теоретическим кластером бензола (рис. 75). Размеры атомов водорода близки к наноразмеру (табл. 23), но самый современный микроскоп не видит их (рис. 75). Плоские атомы углерода на порядок больше атомов водорода, но электронный микроскоп представляет их в виде белых туманных пятнышек (рис. 70, b), структуру которых теория микромира представляет чётко в молекуле бензола и его кластере (рис. 75) и углеродной плёнке (рис. 70, 76). Размер каждого атома углерода равен, примерно, 10 8 ì , а размер хорды шестиугольника (рис. 70, b) в вершинах которого находятся атомы углерода, на порядок больше. Это значит, что реальная величина размера 0,14 10 9 ì 1,4 10 10 ì , показанного на рис. 70, b, минимум на 3 порядка больше. Если бы новые лауреаты Нобелевской премии по физике владели бы минимумом новых знаний о микромире, то они без труда представили бы теоретическую модель углеродной плёнки (рис. 76), в которой чётко видна структура плоских атомов углерода и которые электронный микроскоп видит в виде туманных пятнышек (рис. 76, b). Ядра атомов электронный микроскоп вообще не видит, а теория представляет их структуру чётко, с разрешающей способностью до 10 16 ì (рис. 70 и 76).
Рис. 76. Теоретическая углеродная плёнка 891. Что обеспечивает прочность углеродных плёнок? Предельная симметричность плоских атомов углерода обеспечивает прочность электронных связей между ними, а значит - и всей графеновой плёнки, воображаемая структура которой показана на рис. 70, а теоретическая – на рис. 76. Её прочность обусловлена симметричностью связей между электронами атомов углерода, замкнутых по шестигранным контурам. Изложенная информация – яркое доказательство отсутствия орбитального движения электронов в атомах и наличие их линейного взаимодействия с протонами ядер и друг с другом.
153 892. Но ведь в школах и вузах всех стран мира продолжают навязывать учащимся идею орбитального движения электронов в атомах. Это эквивалентно интеллектуальному насилию над ними. Кто виноват? Доказательство отсутствия орбитального движения электронов в атомах опубликованы нами более 15 лет назад. Академики всех стран мира, вместо поиска новых знаний, добытых рядовыми учёными, считают ниже своего достоинства изучать их и рьяно защищают свои знания, которые базируются на фундаменте знаний Нобелевских лауреатов. Это и есть главная причина интеллектуального насилия над молодёжью. Что касается виновных в этом, то лидерство принадлежит Нобелевскому комитету и, как говорят по-русски, его научным рабам – академикам всех университетов и академий мира. 893. Какое заключение следует из анализа результатов исследований, за которые присуждены Нобелевские премии по физике в 2010г? Изложенное показывает определённые экспериментальные достижения новых лауреатов Нобелевской премии, полученные ими методом проб и ошибок, и слабое понимание ими физической сути своих достижений. 894. Как должны поступит руководители Нобелевского комитета в этом случае? Все мы смертны и все допускаем ошибки и если они причиняют кому-либо неудобства, то мы извиняемся за то, что допустили такие ошибки. Сейчас очень благоприятная ситуация для извинения руководителей Нобелевского комитета перед многими поколениями школьников, студентов, аспирантов, инженеров и учёных за ущерб нанесённой им серией ошибочных Нобелевских премий, выданных по физике, химии, астрофизике, которые калечили их научный потенциал. Ошибочный авторитет таких премий не ускорял, а тормозил научный прогресс. Ошибки эти были естественны и цивилизованная научная общественность одобрит такой поступок и внесёт предложения, которые бы исключали такое позорное явление в будущем. 895. Можно ли спрогнозировать реакцию Нобелевского комитета на неоспоримые факты его вины в торможении научного прогресса, путём выдачи премий за ошибочные научные результаты, ошибочный авторитет которых тормозил научный прогресс? Конечно, можно. Нобелевский комитет давно превратился в комитет тайной солидарности врагов научных истин. Он полностью проигнорирует нашу критику. Лишь следующие поколения учёных воспримут её полезной для научного прогресса и будут не только благодарны нам за анализ ошибок Нобелевского комитета, но и значительно расширят список лауреатов этой премии, получивших её за ошибочные научные результаты. 11. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ МИКРОМИРА Анонс. Термодинамика микромира, радикально меняет давно сложившиеся представления о термодинамике макромира и показывает глубокую ошибочность Первого начала термодинамики макромира и достоверность её Второго начала. 896. В чём различие между термодинамикой макромира и термодинамикой микромира? Термодинамика макромира освоена давно и изучена основательно. Термодинамика микромира только разрабатывается. Их объединяют фундаментальные понятия тепло и температура, чёткий физический смысл которых появился лишь в начале рождения термодинамики микромира. В результате появилась возможность установить связь между термодинамиками макро – и микромира. 897. Существует ли связь между термодинамикой макромира и микромира? В Физическом энциклопедическом словаре написано: «Термодинамика – наука о наиболее общих свойствах макроскопических физических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процессах перехода между этими состояниями». Поскольку основой любых макроскопических систем являются обитатели микромира, то термодинамика макромира должна иметь связь с термодинамикой микромира. Попытаемся установить эту связь.
154 898. В чём сущность «Первого начала термодинамики» макромира и остаётся ли оно достоверным с появлением термодинамики микромира? Термодинамика макромира использует ряд специфических понятий. Первое из них - «Первое начало термодинамики», которое устанавливает эквивалентность теплоты и работы и позволяет сравнивать их количества в одних и тех же единицах. Основы этой эквивалентности были заложены Ю. Р. Майером и Дж. Джоулем в 1842-1943 годах. Из этого начала следует невозможность создания так называемого «вечного двигателя», под которым стали понимать процесс, рождающий энергии больше, чем затрачено на его реализацию. Это следствие было признано всеобщим и явилось главным критерием для безоговорочного отрицания существования таких процессов, которые генерируют энергии больше затрачиваемой на их реализацию. Кратко этот критерий называют законом сохранения энергии. Однако, в конце ХХ и начале XXI появилось достаточно много экспериментальных данных, которые поставили под сомнение достоверность указанного критерия. Например, японцы уже выпустили экспериментальный образец мини автомобиля, движущегося за счёт электричества, получаемого из воды. Раньше это считалось невозможным, так как на электролиз воды энергии затрачивается больше, чем получается из неё в виде водорода, который потом переводится в электричество. Теперь из воды сразу получают электричество, которое используется для перемещения автомобиля. 899. Почему так долго сохранялась ошибочность Первого начала термодинамики? Ошибочность закона сохранения энергии, следующего из Первого начала термодинамики и выполняющего роль критерия для оценки баланса между затрачиваемой и вырабатываемой энергией, сохранялась так долго потому, что закон формирования средней импульсной электрической мощности содержал фундаментальную физико-математическую ошибку, которую не видели все специалисты, связанные с использованием этого закона для расчёта и измерения средней величины импульсной электрической мощности. 900. В чём суть этой ошибки? Самая главная суть заключается в том, что в процедуре определения средней величины импульсной электрической мощности заложено противоречие аксиоме Единства пространства, материи и времени. 901. Можно ли прояснить это противоречие, используя старую математическую модель для расчёта средней величины импульсной электрической мощности? Можно. Представим краткий анализ сути допущенной при этом физико-математической ошибки. Чтобы понять процесс формирования средней величины импульсной электрической мощности, запишем осциллограмму на клеммах аккумулятора, питающего лампочку прямоугольными импульсами с амплитудами напряжения U A и тока I A (рис. 77).
Рис. 77. Осциллограмма, снятая с клемм аккумулятора, питавшего лампочку импульсами напряжения U A и тока I A
155 Для расчёта электрической мощности, генерируемой непрерывными функциями напряжения U (t ) и тока I (t ) используется давно известная математическая модель T
PCÑ U (t )dt I (t )dt PÑÑ U A 0
IA . S
(154)
Когда напряжение и ток подаются потребителю непрерывно, то расчёт по этой формуле даёт результат, полностью совпадающий с показаниями приборов, в основу разработки которых и положена эта формула. Когда функции напряжения и тока теряют непрерывность, то процесс аналитического интегрирования этой формулы уже не реализуется. Математики разработали метод, так называемого графоаналитического решения этого уравнения, который приводит её к простому виду, показанному в формуле (154) после стрелок. Далее, система СИ определят мощность, как величину энергии, произведённую или потреблённую непрерывно в течении секунды. Однако, как следует из осциллограммы (рис. 77), напряжение и ток на клеммы лампочки подаются не непрерывно, а импульсами с длительностью . В результате в интервале периода T появляются интервал T , когда подача энергии на клеммы лампочки прекращается, а ток в этом интервале равен нулю. Но время ведь не останавливается, а течёт, и система СИ требует непрерывное присутствие и напряжения, и тока на клеммах лампочки. Поскольку непрерывное присутствие амплитудных значений напряжения U A и тока I A (см. рис. 77) на клеммах лампочки невозможно реализовать при их импульсной подаче, то надо найти их средние значения U C и I C в интервале периода T . Они определяются путём деления их амплитудных значений U A и I A на скважность S T / импульсов: U C U A / SU и I C I A / S I . В результате получается другая формула для расчёта средней величины импульсной мощности
PC
UA IA U I ...êîãäà ...SU S I ,...òî ...PC A 2 A . SU S I S
(155)
Из этой формулы следует, что амплитудные значения напряжения U A и тока I A растянуты до длительности всего периода T и приняли средние значения U C U A / SU и I C I A / S I (см. рис. 77), действующие непрерывно в течение всего периода, а значит и секунды, полностью соответствуя аксиоме Единства, требующей непрерывной зависимости изменяющегося параметра от времени. Эти же требования заложены и в систему СИ. Таким образом, новая математическая модель (155) нового закона формирования средней импульсной мощности соответствует одновременно и системе СИ и аксиоме Единства пространства, материи и времени. Таким образом, счётчики электроэнергии, в которые заложен алгоритм старого закона (154) формирования электрической мощности, правильно учитывают её расход только при непрерывном напряжении и токе, и завышают расход электроэнергии при её импульсном потреблении в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. Из этого однозначно следует, что закон сохранения энергии реализуется только при непрерывном потреблении электрической энергии и полностью нарушается при её импульсном потреблении. Уже есть экспериментальные результаты нагрева раствора воды со скважностью импульсов, равной 100. Эти эксперименты убедительно показали, что счётчики электроэнергии завышают её расход в этом случае в 100раз. 902. Есть ли экспериментальные доказательства достоверности нового закона (155) формирования средней импульсной мощности? Есть, конечно. Мы приведём их и детально проанализируем в разделе «Импульсная энергетика».
156 903. В чём сущность «второго начала термодинамики» и остаётся ли достоверность этого начала с появлением термодинамики микромира? Вторым специфическим понятием Термодинамики макромира является понятие «Второе начало термодинамики». Физическую суть этого понятия наиболее удачно отразил Р. Клаузис в 1850 г. Она заключается в том, что невозможен процесс, при котором теплота переходила бы самопроизвольно от тел более холодных к телам более нагретым. Дальше мы приведём математическую модель этого закона и детально опишем причины, реализующие этот закон в реальной действительности. Новая теория микромира усиливает достоверность и значимость «Второго начала термодинамики макромира». Выявление особенностей Термодинамики микромира начнём с анализа закона излучения абсолютно черного тела, открытого Максом Планком в начале ХХ века. 904. Что такое чёрное тело? Вот интернетовский ответ на этот вопрос. Абсолютно чёрное тело — физическая абстракция, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет (рис. 78, а). Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой. 905. Почему графическая экспериментальная зависимость (рис. 78, b) закона излучения черного тела (рис. 78, а) не зависит от материала, из которого оно изготовлено? Мы уже установили, что электроны атомов взаимодействуют с протонами их ядер линейно и энергии связи всех электронов всех атомов имеют близкие значения на одноимённых энергетических уровнях. В результате совокупность фотонов, излучаемых электронами атомов любых материалов, из которых изготовлена замкнутая полость абсолютно черного тела, одинакова (рис. 78, b). 906. Кто представил математическую модель для описания спектра абсолютно чёрного тела? Макс Планк вывел закон (рис. 78, формула 1) излучения абсолютно чёрного тела в 1900г. 907. Какое значение сыграл этот закон в физике? Он положил начало описанию поведения обитателей микромира, которое было названо Квантовой физикой или Квантовой механикой.
Рис. 78. 908. Не ошибся ли Макс Планк, называя главную константу (рис. 78, формула 2) этого закона квантом наименьшего действия? Ошибся. Так как предложенное им название не соответствовало размерности этой константы. 909. Какую размерность имеет эта константа, и как надо было её назвать? Эта константа имеет размерность, которую механики называют «Момент количества движения» или «Кинетический момент», а физики называют её «момент импульса».
157 910. Какие изменения вносит учёт истинной размерности константы Планка? Анализ физической и механической сути размерности константы Планка h , которая входит в неисчислимое количество математических моделей описывающих структуры и поведение всех обитателей микромира и макромира, показал, что в этой константе содержится основной закон мироздания – закон сохранения кинетического момента или момента импульса, который управляет формированием и поведением всех обитателей микромира, а также – поведением звезд, планет, звёздных систем и галактик. В науке пока нет другого такого закона, который проявлял бы своё действие в такой большой совокупности обитателей микро и макро мира. 911. Каким образом постоянная Планка позволила раскрыть структуру фотона – носителя тепловой энергии? Поскольку произведение hv описывает энергии фотонов (рис. 78) всей шкалы электромагнитного излучения, то в размерности постоянной Планка (рис. 79, формула 2) и скрыта магнитная структура фотона. Нами уже установлено, что фотон имеет такую вращающуюся магнитную структуру, центр масс которой описывает длину волны , равную радиусу r его вращения. В результате математическое выражение константы Планка принимает вид, представленный в формуле (2) на рис. 79. 912. Так как постоянная Планка не может быть постоянной без причины, то должен существовать закон, управляющий её постоянством. Как формулируется этот закон? Как видно (рис. 79, формула 2), константа Планка имеет явную механическую размерность, которую физики называют момент импульса, а механики - момент количества движения или кинетический момент. Хорошо известно, что постоянством кинетического момента управляет закон сохранения кинетического момента и сразу становится ясной причина постоянства постоянной Планка. Прежде всего, понятие «закон сохранения кинетического момента» является понятием классической физики, а точнее – классической механики. Он гласит, что если сумма моментов внешних сил, действующих на вращающееся тело, равна нулю, то кинетический момент такого тела остаётся постоянным по величине и направлению.
Рис. 79. 913. В старой физике утверждалось, что масса покоя фотона равна нулю. Правильно ли такое утверждение? Нет, конечно, не правильно. Надо было искать причину отсутствия у фотона состояния покоя, а не утверждать, что когда он находится в покое, то масса его равна нулю. В законе формирования спектров атомов и ионов строго соблюдается
158 закон сохранения энергии. Поскольку фотоны формируют спектры и поскольку они – локализованные образования и все время находятся в движении, то они не могут обладать кинетической энергией, не имея массы и это чётко следует из совокупности математических моделей, описывающих энергию фотонов всех диапазонов E mC 2 hv . 914. Что выполняет роль массы в структуре фотона? Фотон не является твердым телом, но он имеет массу m и у нас есть все основания полагать, что роль массы у фотона выполняет вращающаяся относительно оси магнитная субстанция, то есть - магнитное поле. Из математической модели (формула 2 рис. 79) постоянной Планка следует, что магнитная модель фотона должна быть такой, чтобы одновременное изменение массы m , радиуса r и частоты v вращающихся магнитных полей фотона (рис. 78) оставляло бы их произведение постоянным. Например, с увеличением массы (энергии) фотона уменьшается длина его волны. Поскольку постоянством константы Планка управляет закон сохранения кинетического момента, то с увеличением массы m фотона растет плотность его магнитных полей и за счет этого увеличиваются магнитные силы F , сжимающие фотон, которые все время уравновешиваются центробежными силами инерции, действующими на центры масс шести кольцевых магнитных полей фотона, расположенных по круговому контуру (рис. 78). Это приводит к уменьшению радиуса r фотона, который всегда равен длине его волны. Но поскольку радиус r в выражении постоянной Планка возводится в квадрат, то для сохранения постоянства постоянной Планка (формула 2, рис. 79) частота v колебаний фотона должна при этом увеличиться. В силу этого незначительное изменение массы фотона автоматически изменяет его радиус и частоту так, что угловой момент (постоянная Планка) остается постоянным. Таким образом, фотоны (носители тепловой энергии), сохраняя свою магнитную структуру, меняют массу, частоту и радиус так, чтобы mr 2 v h const . То есть принципом этого изменения управляет закон сохранения кинетического момента. 915. Почему фотоны всех частот движутся в вакууме с одинаковой скоростью? Потому что изменением массы m фотона и его радиуса r (рис. 78) управляет закон локализации k 0 mr const таким образом, что при увеличении массы m фотона его радиус r уменьшается и наоборот. Тогда для сохранения постоянства константы Планка h mr rv const при уменьшении радиуса r частота v должна пропорционально увеличиваться. В результате их произведение rv остаётся постоянным и равным скорости C фотона. При этом скорость центра масс М фотона изменяется в интервале длины волны таким образом, что её средняя величина остаётся постоянной и равной C . 916. Физики ХIX века считали, что классическая физика исчерпала свои возможности описывать микромир. Правильно ли было такое заключение? Оно считалось правильным до конца ХХ века до тех пор, пока мы не провели детальный анализ физической сути всех математических символов, входящих в формулу постоянной Планка. В результате выяснилось, что постоянством константы h Планка управляет один из самых фундаментальных законов классической физики (а точнее - классической механики) - закон сохранения кинетического момента. В современной физике его называют законом сохранения момента импульса. Это - чистый классический механический закон, а не какое - то мистическое квантовое действие, как считалось до сих пор. Поэтому появление постоянной Планка в математической модели излучения абсолютно черного тела не даёт никаких оснований утверждать о неспособности классической физики описать процесс излучения этого тела. Наоборот, самый фундаментальный закон классической физики закон сохранения кинетического момента как раз и участвует в описании этого процесса. Таким образом, планковский закон излучения абсолютно черного тела является законом классической физики и не было нужды вводить понятие «квантовая физика». 917. Есть ли вариант вывода закона излучения абсолютно чёрного тела, явно раскрывающий связь его с законами классической механики? Да, такой вывод опубликован в нашей Монографии http://www.micro-world.su/
159 918. В чём суть этого вывода? Суть в том, что для получения плотности фотонов в полости абсолютно черного тела были учтены объёмы фотонов всех радиусов (длин волн), которые заполняют полость чёрного тела (рис. 80, а). 919. Каким образом была учтена совокупность фотонов разных энергий, которыми заполняется полость абсолютно чёрного тела? Для этого использовался закон Максвелла (рис. 80, формула 3). Сумма ряда (рис. 80, формула 3) равна известному выражению (рис. 80, формула 4). Оказалось, если умножить выражение (4) на коэффициент плотности фотонов в полости чёрного тела и на постоянную h Планка, то и получается планковский закон излучения абсолютно чёрного тела (рис. 80, формула 5).
Рис. 80. Таким образом, мы вывели закон излучения абсолютно черного тела, основываясь на чистых классических представлениях и понятиях, и видим полное отсутствие оснований полагать, что этот закон противоречит классической физике. Наоборот, он является следствием законов этой физики. Все составляющие математической модели закона (1) излучения абсолютно черного тела приобрели давно присущий им четкий классический физический смысл. 920. Какой закон описывает зависимость максимума температуры Т абсолютно черного дела (рис. 80, b) от радиусов r фотонов, заполняющих полость черного тела? Закон Вина. Его математическая модель – формула (6) на рис. 80.
160 921. Какую роль играет этот закон в термодинамике микромира? Этот закон, можно сказать, играет главную роль в термодинамике микромира. Он позволил установить физическую суть таких таинственных понятий, как тепло и температура. В термодинамике макромира эти фундаментальные понятия использовались с туманным физическим смыслом. Теперь он раскрыт, и мы подробно познакомимся с этим. 922. Анализ зависимости плотности излучения чёрного тела (рис. 80, b) от длины волны (радиуса) излучения показывает, что в этой полости присутствуют фотоны разных радиусов, а максимальная температура в ней – 2000 градусов. Как понимать это? В спектре абсолютно чёрного тела присутствуют фотоны разных радиусов r, а максимумы температур (2000 и 1500 град. С, рис. 80, b) формирует совокупность фотонов с определёнными радиусами, величины которых достаточно точно определяет формула Вина (формула 6, рис. 80). 923. Чему равны радиусы фотонов, формирующих максимальную температуру 2000 градусов (рис. 80, b)? Ответ в формуле 7. Это - невидимые фотоны инфракрасного диапазона и у нас сразу возникает возражение. Опыт подсказывает нам, что температуру 2000С формируют видимые фотоны светового диапазона (рис. 78). Такая точка зрения яркий пример ошибочности наших интуитивных представлений. 924. Как доказать ошибочность наших интуитивных представлений? Представим Солнечный морозный зимний день с температурой минус 30 град. Цельсия с хрустящим снегом под ногами. Обилие солнечного света формирует у нас иллюзию максимального количества световых фотонов, окружающих нас, и мы готовы уверенно констатировать, что находимся в среде фотонов со средней длиной волны (точнее теперь со средним радиусом) светового фотона r 5,0 10 7 ì . Но закон Вина (6) поправляет нас, доказывая, что мы находимся в среде фотонов, максимальная совокупность которых имеет радиусы (длины волн), равные 1,20 10 5 ì (формула 8, рис. 80). Как видите, наша интуитивная ошибка более двух порядков. В яркий солнечный зимний день при морозе минус 30 градусов мы находимся в среде с максимальным количеством не световых, а инфракрасных фотонов с длинами волн (или радиусами) 1,20 10 5 ì . Представленная информация убеждает нас в справедливости формулы Вина (6). 925. Но ведь формула Вина справедлива только для замкнутой полости абсолютно черного тела (рис. 80, а) и её нельзя применять для открытых систем. Так это или нет? Это очередная ошибка физиков. Судите сами. Длины волн (радиусы) фотонов изменяются в интервале 18 порядков. Самые большие радиусы ( r 0,056м ) имеют фотоны реликтового диапазона, формирующие минимально возможную температуру вблизи абсолютного нуля, а самые маленькие ( r 10 18 ì ) - гамма фотоны вообще не формируют никакую температуру. 926. Из предыдущего следует ещё один вопрос: можно ли использовать формулу Вина для определения максимальной температуры в самой большой открытой системе - во Вселенной? Можно. Подробный ответ на этот вопрос – в продолжении. 927. Из какой экспериментальной информации следует возможность использования формулы Вина для определения температуры Вселенной? Считалось, что формула Вина справедлива только для замкнутых систем. Однако, мы сейчас увидим, что она идеально описывает не только излучение абсолютно черного тела, как замкнутой системы, но и излучение Вселенной – абсолютно незамкнутой системы (рис. 81). 928. Астрофизики установили экспериментально, что максимальная температура Вселенной равна Т=2,726К, а длина волны излучения Вселенной, соответствующая этой температуре, равна 0,001063м (рис. 81, точка А). Связывает ли эти величины математическая модель закона Вина? Ответ в формуле (1) на рис. 81. Связывает великолепно.
161 929. Значит ли это, что формулу Вина можно применять и для открытых систем? Ответ однозначно положительный. Это яркое доказательство того, что закон Вина справедлив не только для замкнутых систем, таких, как абсолютно чёрное тело, но для абсолютно незамкнутых, таких, как Вселенная. 930. Значит ли это, что закон Вина открывает возможность для установления источника излучения Вселенной, формирующей её температуру Т=2,726К? Ответ положительный, но детально мы опишем его в разделе Астрофизика, а сейчас определим все параметры фотонов, формирующих эту температуру. 931. Чему равна энергия каждого фотона, совокупность которых формирует температуру Т=2,726К? Она равна 0,0012eV (рис. 81, формула 2).
Рис. 81. Зависимость плотности реликтового излучения Вселенной от длины волны: теоретическая – тонкая линия; экспериментальная – жирная линия 932. Электрон какого химического элемента излучает фотоны с такой энергией? Известно, что во Вселенной 73 процентов водорода, 24 процентов гелия и 3 процентов более тяжелых элементов. Это значит, что спектр излучения Вселенной формируют фотоны, излучаемые в основном рождающимися атомами водорода. Известно также, что рождение атомов водорода сопровождается процессом сближения электрона с протоном, в результате которого электрон излучает фотоны.
162 933. Поскольку процесс синтеза атомов водорода сопровождается сближением электрона с протоном, то какой энергетический уровень электрона является начальным при формировании атома водорода? Энергия E2,726 0,001166597eV (рис. 81, формула 2) соответствует энергии связи электрона с протоном в момент пребывания его на 108 энергетическом уровне. Она равна энергии фотона, излучённого электроном в момент установления контакта с протоном и начала формирования атома водорода. 934. Какому процессу соответствует экстремум излучения в точке С на рис. 81? После формирования атомов водорода наступает фаза формирования молекул водорода, которая также должна иметь максимум излучения. Известно, что атомарный водород переходит в молекулярный - в интервале температур 2500….5000К. Радиусы фотонов, излучаемых электронами атомов водорода при формировании его молекулы, будут изменяться в интервале 1,16 10 6.....5,80 10 7 ì (рис. 81, формулы 3 и 4). Они и формируют максимум в точке С на рис. 81. 935. Какой процесс формирует максимум в точке В (рис. 81)? После формирования молекул водорода в поверхностной зоне звезды, они начинают удаляться и переходить в зону с температурой, минимальная величина которой равна Т=2,726 К. На пути к этой зоне они проходят зону с температурой Т=33К, при которой молекулы водорода сжижаются и их электроны излучают фотоны, которые формируют ещё один максимум излучения Вселенной, соответствующий этой температуре. Длина волны или радиус фотонов, формирующих этот максимум, равен r 8,8 10 5 ì (рис. 81, формула 5). 936. Значат ли полученные результаты ошибочность теории Большого взрыва, в результате, как считалось до сих пор, и сформировалось реликтовое излучение? Ответ очевидный, значит. Но релятивисты до сих пор силой впихивают эту сказку в головы наших детей, начиная со школы. Лучшего способа калечить интеллектуальный потенциал молодого поколения, не придумать. 937. Если учесть общее количество теоретических расчётов с использованием формулы Вина (рис. 81, формулы 1, 3, 4, 5) с экспериментальными результатами, то можно ли распространить использование формулы Вина для анализа температуры в любых замкнутых пространствах, где она постоянна? Конечно, можно, и дальше мы получим дополнительные доказательства этому. 938. Почему физический смысл таких фундаментальных понятий, как тепло и температура так долго оставался туманным? Понятия тепло и температура относятся к числу фундаментальных научных понятий. Они широко используются в научных исследованиях, инженерной практике и обыденной жизни. Однако, физический смысл этих понятий оставался туманным до выявления модели фотона и роли закона Вина в формировании максимумов излучений в любой ограниченной области пространства с примерно одинаковой температурой. Происходит это потому, что элементарный носитель тепловой энергии – фотон существует в рамках Аксиомы Единства, а теоретики пытались выявить его электромагнитную структуру и описать его поведение при формировании тепла и температуры с помощью теорий, работающих за рамками этой аксиомы. В соответствии с теорией, работающей в рамках Аксиомы Единства, радиус r магнитной структуры фотона, изменяясь в диапазоне от 3 10 3 ì до 3 10 18 ì , остаётся равным длине волны, которую описывает его центр масс. Сейчас мы увидим, что изменение температуры среды – следствие изменения длины волны большинства фотонов в этой среде и станет ясно, что тепло и температуру формирует наибольшее количество фотонов с определенной длиной волны или радиусом. 939. Можно ли определить разницу энергий фотонов, которые изменяют температуру воздуха на один градус, например, от 0 град. до 1 градуса? На рис. 82 представлены расчёты радиусов (формулы 1 и 2) фотонов, которые формируют эту разность температуры, в формулах 3 и 4 – их энергии, а в формуле 5 – разность энергий.
163
Рис. 82. 940. Как велико изменение радиусов фотонов, формирующих температуру в диапазоне 20 -2000 град С? Радиусы (длины волн) фотонов, формирующих температуру в интервале 20-2000 град.С представлены в формулах (6-10) на рис. 82. Обратим внимание на очень большой интервал изменения температуры и на очень маленький интервал изменения радиусов фотонов, совокупность которых формирует эту разность. Следующий важный момент, температуру 2000 град С формирует совокупность фотонов не светового, а инфракрасного диапазона (формула 10). А наши представления ассоциируются с формированием температуры 2000 град. фотонами светового диапазона. Видите, как обманчива интуиция, базирующаяся на ошибочных представлениях. Конечно, в зоне пространства со средней температурой 2000 град. есть и световые фотоны, и мы видим их, но они здесь не в большинстве. Наибольшее количество фотонов, формирующих температуру 2000 град. С, - невидимые, инфракрасные. Таким образом, температуру среды в интервале 0-2000 град С формируют фотоны инфракрасного диапазона. С увеличением температуры длина волны фотонов, формирующих её, уменьшается. Итак, температура, которую показывает термометр, формируется максимальной плотностью фотонов, длина волны которых определяется по формуле Вина. Конечно, интересно знать, как формирование температуры связано с энергетическими переходами электронов в атомах? Об этом – в продолжении. 941. Как формирование температуры связано с энергетическими переходами электронов в атомах? Ответы на этот вопрос рассмотрим на примере атома водорода. На рис. 83 представлены расчёты энергий и радиусов фотонов, излучаемых электронами атомов водорода при энергетических переходах и формируемые ими температуры. Например, при переходе электрона атома водорода с 4-го на 3-й энергетический уровень излучается фотон с энергией (рис. 83, формула 1). Его радиус представлен в формуле (2), а температура, которую может сформировать максимальная совокупность этих фотонов в заданной
164 зоне пространства, представлена в формуле (3). Как видно, (рис. 83) фотоны, излучаемые электронами, при переходе их с 4-ых на 3-и энергетические уровни, - невидимые инфракрасные. 942. Какие фотоны излучают электроны атомов водорода при переходе с 3-их на 2-ые энергетические уровни? Энергии этих фотонов представлены в формуле (4), их радиусы – в формуле (5). Это уже фотоны светового диапазона.
Рис. 83. 943. Какую температуру формирует совокупность фотонов, излучённых электронами атомов водорода при переходе их с 3-х на 2-е энергетические уровни? Она представлена в формуле (6). При этой температуре самый тугоплавкий металл – вольфрам существует в расплавленном состоянии. 944. Чему равна разность температур, формируемых совокупностями фотонов, излучаемых электронами атомов водорода при переходе с 4-го на третий энергетический уровень и при переходе с 3-го на второй энергетический уровни? Она представлена в формуле (8). 945. Какой главный вывод следует из представленной информации? Из представленной информации следует, что атомы водорода, да и атомы других химических элементов, не могут формировать плавное изменение температуры среды. Эту функцию могут выполнить только молекулы. Чтобы понять, как они это делают, обратим внимание на плавное изменение яркости зоны слева осциллограммы атома водорода (рис. 83, а). Плав-
165 ное изменение яркости формируется плавно меняющимися длинами волн фотонов, излучаемых при синтезе молекул водорода. Молекулы других химических элементов формируют густо расположенные спектральные линии, так называемые полосатые спектры (рис. 83, b). Это свидетельствует о дискретных энергетических переходах валентных электронов таких молекул. Таким образом, плавное изменение температуры среды обеспечивают молекулы, но не атомы химических элементов. 946. Возникает вопрос: на каких энергетических уровнях должны находиться электроны в атомах водорода перед тем, как начнут объединяться в молекулы? Известно, что энергия синтеза одного моля молекул водорода равна 436 кДж, а одной молекулы – 4,53eV. Энергию эту выделяют электроны атомов в виде фотонов. Каждый электрон излучает фотон с энергией 4,53/2=2,26eV. Так как электроны излучают фотоны, то при формировании молекулы водорода каждый электрон должен излучить один фотон с энергией 2,26eV. Молекулярный спектр водорода в виде сплошной светлой зоны (рис. 83, зона А-В) свидетельствует о том, что электроны в составе молекулы не занимают дискретные энергетические уровни, как они это делают, когда находятся в составе атомов. В молекулах их энергии связи с протонами и друг с другом изменяются так, что их величины оказываются равными межуровневым величинам энергий связи, соответствующих атомарному состоянию. 947. Можно ли подробнее прокомментировать осциллограмму водорода (рис. 83, а)? Когда электрон находится на третьем энергетическом уровне в атоме водорода, то его энергия связи с протоном равна 1,51eV, а когда на втором, то – 3,40eV. Чтобы излучить фотоны с энергиями 2,26eV при формировании молекулы и оказаться между вторым (с энергией связи 3,40eV) и третьим (с энергией связи 1,51eV) энергетическими уровнями, электрон должен перейти с 4-го на (примерно) 2-й энергетический уровень. В этом случае он излучит фотон с энергией Å 42 =12,748125-10,198499=2,549eV. Однако, средняя величина энергий всей совокупности излученных фотонов при синтезе молекул воды становится равной 2,26 eV и электрон оказывается между вторым и третьим энергетическими уровнями, соответствующими атомарному состоянию. Конечно, если бы все электроны атомов водорода при формировании молекул излучали фотоны с одной и той же энергией, то в молекулярном спектре появилась бы одна спектральная линия между атомарными линиями, соответствующими второму и третьему энергетическим уровням. Отсутствие этой линии и наличие светлой зоны (рис. 83, а, слева) указывает на то, что электроны атомов водорода, переходя с разных энергетических уровней при формировании молекул водорода, излучают фотоны с разными энергиями так, что их средняя величина оказывается равной 2,26eV. Это, видимо, естественно, так как процесс этот идет не при одной какой-то температуре, а в интервале температур. Однако, следует отметить ещё раз, что некоторые молекулы формируют так называемые полосатые спектры, у которых вместо сплошной светлой зоны – густо расположенные спектральные линии (рис. 83, b). 948. Можно ли описать подробнее процесс изменения температуры? Теперь мы можем описать процесс изменения температуры. Представим, что перед нами ртутный или спиртовой термометры. Они показывают температуру 20С. Это значит, что максимальное количество фотонов в среде, где расположены термометры, имеет длину волны согласно закону Вина, равную 9,886 10 6 ì . Молекулы ртути и спирта, также как и молекулы всех тел, жидкостей и газов в зоне термометров поглощают и излучают эти фотоны. Если термометры будут показывать 21С, то это будет означать, что в среде, где они расположены, согласно закону Вина максимальное количество фотонов имеет другую длину волны, а именно 9,852 10 6 ì . Теперь в среде, где расположены термометры, больше фотонов с меньшей длиной волны, но эта разница очень мала, тем не менее, она достаточна, чтобы изменить температуру на 1 градус. Электроны молекул ртути и спирта начинают поглощать и излучать фотоны с длиной волны 9,852 10 6 ì . Если количество
166 этих фотонов в среде, где расположены термометры, будет постоянно, то температура среды не изменится. Если же количество этих фотонов уменьшится, а количество фотонов с меньшей длиной волны увеличится, то термометры начнут показывать большую температуру. Допустим, что температура увеличилась до 30С и стабилизировалась. Это значит, что в среде, где расположены термометры, максимальное количество фотонов имеет длину волны 9,560 10 6 ì . Если температура повысится до 100С, то это будет означать, что максимальное количество фотонов, где расположены термометры, имеет длину волны 8,010 10 6 ì . Вполне естественно, что молекулы всех тел, жидкостей и газов, расположенных в зоне термометров и имеющих аналогичную температуру, будут вести себя, как и молекулы ртути и спирта в термометрах. Они будут поглощать и излучать фотоны, которых больше в среде, где они расположены. 949. Какие молекулы тяжелее, холодные или горячие? Из изложенного вытекают очень важные следствия, связанные с массой горячих и холодных молекул. Поскольку фотон обладает массой, то электрон, находясь в молекуле и излучая фотоны при охлаждении молекулы, уменьшает свою массу, а значит и массу молекулы. Таким образом, холодные молекулы имеют массу меньше, чем горячие. Этот факт должен проявляться в Природе, и он проявляется под действием законов механики. 950. Где в Природе можно наблюдать проявление зависимости масс молекул от их температуры? Горячие молекулы газов атмосферы, имея большую массу, опускаются под действием силы тяжести к поверхности Земли, а холодные, имея меньшую массу (но не объёмную плотность), оказываются в верхних слоях атмосферы. Далее, если смесь горячих и холодных молекул воздуха вращается в трубе, то под действием центробежной силы инерции более тяжелые горячие молекулы оказываются вблизи внутренней поверхности трубы, а холодные молекулы, с меньшей массой, располагаются ближе к оси трубы. Этот эффект четко проявляется в вихревых трубах и широко используется в промышленности (рис. 84).
Рис. 84. 951. Этот ли принцип используют изобретатели для разработки так называемых тепловых насосов? Да многие изобретатели пытаются таким образом получить тепловой энергии больше электрической энергии, затраченной на этот процесс. У некоторых это получается и они сообщают о том, что КПД их установок больше единицы. 952. Но ведь это противоречит второму началу термодинамики макромира. Откуда получается эффект? Да второе начало Термодинамики Макромира запрещает, если так можно сказать, перемещение горячих молекул из зоны с меньшей температурой в зону с большей температурой. Но это относится к естественному процессу их перемещения, а в техническом устройстве они перемещаются искусственно к стенке трубы, при вращении в ней молекул газов или жидкостей. Тем не менее, этого искусственного процесса недоста-
167 точно, чтобы нарушить Второе начало Термодинамики макромира. Нужно участие в этом дополнительных процессов. 953. Какие дополнительные процессы могут привести в этом случае к получению дополнительной тепловой энергии? Многоступенчатость устройства и процессы кавитации жидкости на поверхности направляющей лопасти каждой ступени. Её конструкция должна быть такой, чтобы кластеры воды разрушались механическим путём и после разрушения вновь синтезировались. Тогда возможно получение дополнительной энергии. Но границы параметров щели, через которую должны проходить кластеры воды и её скорость очень узки. К тому же должны быть специальные условия для повторного синтеза кластеров молекул. 954. Какой КПД можно получить, если выполнить все требования для реализации этого процесса? Теория предсказывает двукратное увеличение количества тепла, но это при идеальных условиях, которых достичь очень трудно или невозможно, так как это зависит ещё и от ионного показателя воды, который изобретатели не учитывают. Так что, рекламируемые ими КПД 1,2-1,3, достижимы, но недостаточны для широкого использования. Чтобы такие технологии получили распространение эффект должен быть более 3-х. Подчеркнём, что он получается в этом случае без нарушений Второго начала Термодинамики, так как оно предусматривает естественный, а не искусственный переход горячих молекул из зоны смеси горячих и холодных в зону только горячих. 955. Существует ли способ определения температуры в любых двух точках пространства? Существует и астрофизики используют его для определения температур на поверхности звёзд. Температура среды и тел изменяется благодаря тому, что их молекулы излучают и поглощают фотоны среды непрерывно. Постоянство температуры обеспечивается большинством фотонов, соответствующих этой температуре в среде, где она измеряется. Изменение длины волны этого большинства изменяет температуру среды. Длина волны большинства фотонов определяется по формуле Вина. 956 . Можно ли представить его подробное описание? Можно. Для этого запишем радиусы фотонов, максимальная совокупность которых формирует температуру в двух любых точках пространства (формулы 1 и 2 на рис. 85). Потом определим разность радиусов фотонов, максимальное количество которых формирует температуру в этих точках (формула 3 на рис. 85. Приведём формулу (3) к виду (4). Приравнивая результаты (3) и (4), получим результат (5). В результате мы получили очень важную константу (6). 957. Каков физический смысл константы (6)? Произведение радиусов фотонов r1 и r2 , максимальное количество которых формирует температуры в двух точках пространства, на температуры Ò1Ò2 в этих точках – величина постоянная.
Рис. 85. 958. Можно ли привести пример расчёта температуры на поверхности какой-либо звезды? Можно. Например, возьмём температуру болометра телескопа Хаббла, выве-
168 денного в космос. Она равна Ò1 =0,10К. Её формирует совокупность фотонов с (радиусами) r1 =0,029м. Предположим, что указанный телескоп зафиксировал, что максимум излучения с определённой звезды имеет длину волны или радиус, равный r2 9,850 10 8 ì . Закон (рис. 85, формула 7) формирования температур даёт нам такую величину температуры на поверхности исследуемой звезды 29399,61К. Описанный метод измерения температуры космических тел широко используется астрофизиками. Теперь они глубже будут понимать физическую суть этого процесса. 959. Из анализа спектра атома водорода и спектра излучения Вселенной следует, что максимальный радиус фотонов близок к величине 0,05м. Какую температуру может сформировать максимальная совокупность фотонов с такими радиусами? Ответ в формуле (8) на рис. 85. Температуру близкую к этой давно получили в лабораторных условиях. 960. Чему равнялась бы температура, если бы её формировали гамма фотоны с минимальным радиусом? Ответ в формуле (9) на рис. 85. 961. Существует ли в Природе такая температура, которая представлена в формуле (9)? Если бы гамма фотоны участвовали в формировании температуры окружающей среды, то максимально возможная температура была бы равна Ò 1015 Ê . Такая температура разрушала бы не только атомы и молекулы, но ядра атомов. 962. Встаёт вопрос о длине волны фотонов, совокупность которых формирует максимальную температуру. Чему она равна? Современная наука не имеет точного ответа на этот вопрос. Мы можем только предполагать, что температуру формируют лишь те фотоны, которые излучаются электронами при синтезе атомов и молекул. Граница минимальной длины волны таких фотонов ещё не установлена. Можно предполагать, что она находится в диапазонах ультрафиолетового или рентгеновского излучений. Поскольку гамма фотоны и рентгеновские фотоны с минимальной длиной волны излучаются не электронами, а протонами при синтезе ядер атомов, то у нас есть основания полагать, что совокупность гамма фотонов и рентгеновских фотонов с минимальной длиной волны не участвует в формировании температуры окружающей среды. 963. Какой же закон управляет формированием температуры Вселенной? Температурное равновесие Вселенной управляется законом равновесия температур (рис. 85, формула 10). Он гласит: произведение температур и длин волн или радиусов r фотонов, формирующих температуру в любых двух точках пространства, – величина постоянная и равная (рис. 85, формула 11). 964. Следует ли достоверность Второго начала Термодинамики макромира из закона формирования температуры во Вселенной? Для ответа на этот вопрос посмотрим, как в математической модели закона формирования температур (рис. 85, формула 10) реализуется Второе начало термодинамики макромира. Согласно этому началу тепло не может перетекать самопроизвольно от холодного тела к нагретому. Поскольку тепло и температуру формирует наибольшая совокупность фотонов, имеющих одинаковые радиусы, то выравнивание температур в двух точках пространства ( T1 T2 T ) означает, что равные температуры формируют фотоны с равными радиусами ( r1 r2 r ). Из этого следует запись математической модели закона формирования температур в этих точках, представленная в формуле (12) на рис. 85. Физически это означает, что одинаковую температуру в двух точках пространства формирует максимальная совокупность фотонов с равными радиусами и тепловые фотоны, формирующие эту температуру, не могут самопроизвольно переходить из одной из них в другую. Это полностью согласуется со Вторым началом термодинамики макромира, исключающим повышение тепла в точке пространства за счёт теплых фотонов, самопроизвольно переходящих из другой точки с меньшей температурой. Например, если в точке 1 температура выше, чем в точке 2, то температура в точке 1 не может повыситься за счёт перетекания из точки 2 теплых фотонов, которые, конечно, имеются в её зоне, но их там меньшинство и они не формируют температу-
169 ру в этой точке. Поскольку существует процесс рассеивания фотонов, то это формирует автоматическое стремление системы к минимуму температур, поэтому из точки 2, в точку 1 могут перейти только те фотоны, которых в её зоне большинство. Поскольку в точке 2 температура ниже, чем в точке 1, то из точки 2 в точку 1 могут самопроизвольно перейти только те фотоны, которые формируют её температуру, а она ниже, чем в точке 1, поэтому приход фотонов из точки 2 в точку 1 приведёт только к снижению температуры в зоне точки 1. 965. Какой ещё факт подтверждает достоверность Второго начала Термодинамики? Надо также иметь в виду, что согласно эффекту Комптона, родившийся фотон может только увеличивать свою длину волны или радиус и таким образом уменьшать свою энергию. Обратный процесс не зафиксирован экспериментально. Это значит, что «Второе начало термодинамики» соответствует реальности. 966. Проясняет ли Термодинамика микромира физический смысл понятий температура и тепло? Из начал Термодинамики микромира следуют ясные и точные физические смыслы понятий температура и тепло. Носителями тепла являются фотоны, а максимальная совокупность фотонов с одинаковыми параметрами в данной области пространства формирует температуру в этой области. 967. Что такое плазма? Плазма – особое состояние материи. Современные знания о плазме представляют собой, образно говоря, кашу. Попытаемся сформировать более чёткие представления о главном параметре плазмы – её температуре. Начнём с учебника по физике Дмитриева В.Ф., Прокофьев В.Л. Основы физики. М. «Высшая школа», 2001. 527 с. В нём пишется: «Плазма – сильно ионизированный газ, в котором концентрация электронов приблизительно равна концентрации положительных ионов. Горячая плазма имеет температуру 108 Ê , а холодная 10 4 10 5 Ê ». Далее, учебник просвещает нас о том, что все звёзды, звёздные атмосферы, галактические туманности и межзвёздная среда – тоже плазма. Интересное дело, температура межзвездной среды около 3 град. Кельвина, что явно противоречит исходному определению понятий горячая и холодная плазма. Как быть? Давать новое определение понятию плазма? Попытаемся. 968. Как можно более точно определить содержание понятия «Плазма»? Плазма – электронно-ионное состояние вещества, непрерывно излучающего и поглощающего фотоны, соответствующие температуре этого вещества. Такое определение снимает температурное ограничение и облегчает формирование представлений о физической сути плазмы. 969. Как определяется температура плазмы? В соответствии с законом Вина, температуру в любой точке пространства формирует максимальная совокупность фотонов с определённой длиной волны или радиусом. Определим температуру, которую формирует максимальная совокупность световых фотонов с максимальным радиусом (максимальной длиной волны) равным Она будет равна r 7,7 10 7 ì . 3 7 T C ' / r 2,898 10 / 7,7 10 3764K . Не надо удивляться столь высокой температуре, формируемой световыми фотонами с параметрами вблизи инфракрасной области. Закон Вина указывает лишь на то, что в зоне с такой температурой максимальное количество фотонов будет иметь радиус (длину волны) r 7,7 10 7 ì . Конечно, в этой зоне будут не только световые фотоны всех радиусов, но и инфракрасные и ультрафиолетовые фотоны. Однако, максимальное количество фотонов будет с радиусом r 7,7 10 7 ì . 970. Чему равна минимальная температура плазмы? Мы уже показали, что минимальную температуру Т=0,056К формируют фотоны с радиусами 0,05м. Вполне естественно, что возникает вопрос: почему не существует фотонов с большим радиусом? 971. Почему существует предельно большой радиус фотона? Если бы мы представляли фотон, как волну, то ответ на поставленный вопрос мы бы никогда не получили, так как волна не имеет параметра, который бы позволил нам понять причины локализации фотона в пространстве и причины существования предела этой локализации. А вот радиус фото-
170 на, является естественным геометрическим параметром, позволяющим составить представление о причине существования предела локализации фотона. 972. Какие силы локализуют фотон в пространстве и почему они не формируют фотоны с радиусом больше 0,05м? Из закона локализации фотона (рис. 86, формула 1) следует, что с увеличением радиуса r фотона его масса m уменьшается. Таким образом, должен существовать предел равенства центробежных сил инерции и магнитных сил, действующих на кольцевую (рис. 86) модель фотона. Он обусловлен уменьшением сил, локализующих фотон в пространстве (рис. 86). В результате, достигнув этого предела, совокупность напряжённостей магнитных полей, локализующих фотон в пространстве, оказывается недостаточной, и вся структура фотона разрушается, а остатки магнитных полей растворяются в субстанции, из которой они и состоят и которую мы называем эфиром. 973. В каких диапазонах шкалы фотонных излучений работает закон Вина? Закон Вина, описывающий процесс формирования температуры, великолепно работает в реликтовом, инфракрасном и световом диапазонах фотонных излучений (старое название – электромагнитные излучения). Согласно этому закону радиусы фотонов (длины волн), совокупность которых формирует температуру, обратно пропорциональны величине температуры. Чем больше температура, тем меньше радиусы фотонов, которые формируют её. 974. Мы - перед вполне естественным следующим вопросом: чему равна максимально возможная температура плазмы и совокупность каких фотонов формирует её? Мы уже отметили, что современная наука не имеет ещё точного ответа на этот вопрос, поэтому попытка найти его - дело не простое. 975. Чему равны радиусы фотонов, формирующих температуру на поверхности Солнца? Известно, что спектр излучения Солнца близок к спектру излучения абсолютно черного тела с температурой Т=6000 К. Эти данные позволяют нам вычислить радиусы фотонов, формирующих температуру на поверхности Солнца. Их величины представлены в формуле (2) на рис. 86. Это фотоны середины светового диапазона. Средняя величина температуры на поверхности Солнца, равная 6000 К, свидетельствует о том, что её формируют не самые энергоёмкие световые фотоны, радиусы (длины волн) которых равны r 3,8 10 7 ì и у нас возникает желание знать температуру, которую сформируют фотоны с минимальными радиусами светового диапазона. Она равна величине, представленной в формуле (3) на рис. 86. Это не такая большая температура, но достаточная, чтобы плавился самый тугоплавкий металл вольфрам. Его температура плавления равна Т=3382 С, а кипения – Т=6000 С.
Рис. 86. 976. Известно, что ультрафиолетовое излучение Солнца начинается с длины волны 10 7 ì Какую температуру может формировать совокупность таких фотонов? Закон Вина даёт ответ, представленный в формуле (4) на рис. 86. Так мало!
171 977. Работает ли закон Вина в рентгеновском и гамма диапазонах? Астрофизики считают, что голубые звёзды имеют на поверхности температуру до 80000К. В соответствии с законом Вина, по которому они определяют эту температуру, её формирует совокупность фотонов с радиусами, представленными на рис. 86 в формуле 5. Это фотоны, примерно, середины ультрафиолетового диапазона. 978. Франк – Каменский в своей книге, посвящённой плазме, считает, что в недрах Солнца сжатая плазма имеет температуру свыше 10 7 Ê . При этой температуре, как он полагает, идут термоядерные реакции. Правильно ли это? Вполне естественно, что температуру 10 7 Ê не могут формировать световые фотоны. Закон Вина позволяет нам определить радиусы (длины волн) фотонов, формирующих такую температуру. Они представлены в формуле (6) на рис. 86. Это фотоны средней зоны рентгеновского диапазона. И тут мы сразу вспоминаем рентгеноскопию. Все мы её проходили и никакого тепла не ощущали. Допустим, что нас облучали рентгеновскими фотонами, соответствующими началу рентгеновского диапазона и имеющими радиусы (длины волн) r 10 9 ì . В соответствии с законом Вина совокупность этих фотонов должна формировать температуру (рис. 86, формула 7). Да, в рентгенкабинетах нас облучают фотонами, которые могут формировать температуру более миллиона градусов, а мы не ощущаем её. Почему? Если предположить, что рентгеновские аппараты генерируют не максимальную совокупность этих фотонов, а всего лишь 5% от максимальной совокупности, то они, согласно закону Вина, формируют температуру, равную 50000 К. Однако, мы её не ощущаем, проходя рентгеновское обследование. Это значит, что рентгеновские фотоны не формируют температуру, отождествляемую нами с привычным для нас теплом. Конечно, физики обязаны были давно изучить этот вопрос, но они не сделали этого. В результате, мы до сих пор не знаем границу на шкале фотонных излучений, где заканчиваются фотоны, формирующие тепло и температуру в привычном для нас понимании и начинаются фотоны, совокупность которых не генерирует тепло. 979. Существует ли в шкале фотонных излучений граница между фотонами, которые формируют тепло в принятом нами представлении и которые не формируют тепло? Спектр абсолютно чёрного тела с одной стороны ограничен фотонами, формирующими температуру от абсолютного нуля, а с другой стороны фотонами ультрафиолетового диапазона. Следовательно, существует граница фотонов, формирующих такую температуру среды, которую мы отождествляем с теплом. Все фотоны, имеющие радиусы (длины волн) меньшие, чем на этой границе, не формируют тепло в принятом нами понимании. 980. Как же найти эту границу? Из спектроскопии известно, что электроны взаимодействуют с протонами ядер атомов линейно и энергии их связи, примерно, одинаковые. С учетом этого мы можем взять энергию ионизации атома водорода. Она равна E=13,6 eV. Радиусы фотонов, имеющих такую энергию, представлены в формуле (1) на рис. 86. Это фотоны невидимого ультрафиолетового диапазона. Совокупность этих фотонов формирует температуру, представленную в формуле (2). Итак, граница между фотонами, которые формируют привычную для нас температуру, находится между ультрафиолетовым и рентгеновским диапазонами. 981. Как найти точные параметры фотонов, которые определяют эту границу? На нашем пути преграда. Суть её в том, что при последовательном удалении электронов из атомов энергии связи остающихся электронов с протонами ядер оказываются пропорциональными энергии ионизации атома водорода, умноженной на квадрат количества электронов, удалённых из атома. Обусловлено это тем, что освободившийся протон ядра начинает взаимодействовать с соседним электроном и таким образом увеличивает его энергию связи с ядром, которая оказывается равной энергии фотонов, излученных при этом.
172
Рис. 86. 982. Возникает вопрос: с каким количеством протонов может взаимодействовать один электрон, уменьшая свою массу и не теряя устойчивость? Нам известно, что наиболее энергоёмкие фотоны излучаются электронами водородоподобных атомов. Это такие атомы, у которых остаётся один электрон на все протоны ядра. Электрон водородоподобного атома гелия имеет энергию ионизации, равную 54,41 eV. Фотоны с такой энергией находятся в ультрафиолетовом диапазоне. Они имеют радиусы представленные в формуле (3) (рис. 87). Это фотоны середины ультрафиолетового диапазона. Совокупность таких фотонов формирует температуру Т=127200К (формула 4). Это уже не мало. Физический смысл этой температуры означает, что она соответствует началу формирования атома гелия и астрофизики подтверждают это. Итак, перед нами проблема определения максимально возможной температуры и мы пока не знаем, как её решить. Есть ещё одно направление поиска. Если фотоны излучает электрон, то у него должен существовать предел потери массы, после которого он теряет устойчивость. Возьмём для примера сотый химический элемент – Фермий. Если атом фермия станет водородоподобным, с одним электроном, то этот электрон, устанавливая связь со всеми 100 протонами ядра излучит фотон с энергией, равной произведению энергии ионизации атома водорода на квадрат номера химического элемента. E=13,6x100x100=136000eV. Радиус этого фотона представлен в формуле (5) . Это фотон рентгеновского диапазона, который, как мы уже установили, не генерирует тепло в принятом у нас понимании. 983. Чему равна фотонная энергия электрона? Фотонная энергия электрона это такая энергия фотона, масса которого равна массе электрона. Она равна 511000eV (рис. 87, формула 6). 984. Чему равна разность между фотонной энергией электрона и энергией фотона E=136000eV, который излучит электрон водородоподобного атома Фермия? Она равна 511000-136000=375000eV. Таким образом, при формировании водородоподобного атома Фермия электрон потеряет около 25% своей массы и энергии. Вполне естественно, что описанное событие не может произойти, так как существует предел уменьшения массы электрона, после которого он должен терять устойчивость и растворяться в эфире. 985. Какой же вывод следует из проведённого анализа? Максимально возможную температуру, которую мы отождествляем с теплом, формируют фотоны ультрафиолетового или начала рентгеновского диапазона, но точные параметры этих фотонов мы ещё не знаем. 986. В чём сущность разницы между термодинамикой макро - и микромира? В интерпретации причины появления давления в закрытых системах, таких например, как паровые котлы, и открытых, таких, например, как воздушное пространство планеты Земля.
173 987. Как интерпретирует термодинамика микромира давление в паровом котле? Одним из важных понятий Термодинамики макромира является понятие давление газов, формируемое их молекулами и кластерами. Оно широко используется в математических моделях Термодинамики макромира, которые позволяют рассчитывать различные термодинамические процессы. Термодинамика макромира не видит других участников формирования давления в паровом котле, например, фотонов, которые излучаются электронами молекул и кластеров воды. 988. Как интерпретирует термодинамика макромира повышение давление в воздухе, следствием которого являются мощные громовые раскаты в грозу? Никак. Считается, что это явление не относится к компетенции Термодинамики макромира. 989. Как интерпретирует Термодинамика микромира громовые раскаты в грозу? Обратим внимание на формирование треска при появлении электрической искры. Раскаты грома в грозу многократно мощнее треска электрической искры. Сразу следует вопрос: 990. Что формирует давление в зоне молнии, следствием которого являются мощные звуки в виде грома? В чём суть повышения давления в воздухе в момент рождения молнии? Ответ элементарен. Радиусы электронов и фотонов – основные параметры их размеров. Радиус электрона представлен в формуле (7), а средний радиус светового фотона равен 5 10 7 ì , то есть в 100000 раз больше. Разве не ясно, что гром в грозу – следствие повышения давления световыми фотонами, размеры которых в 100000 раз больше размеров электронов, излучивших их? Это и есть главная причина повышения давления воздуха и мощных громовых раскатов в момент грозы. 991. Итак, кратко, в чём суть различий Термодинамик макромира и микромира? Газы – понятие термодинамики макромира, а электроны и фотоны – главные участники формирования давлений, - представители микромира. В этом и скрыто принципиальное отличие Термодинамики макромира от Термодинамики микромира. Давление газов – объектов макромира пропорционально их температуре, а давление, формируемое фотонами, обратно пропорционально температуре. В грозу нет в атмосфере температуры, подобной температуре пара в паровом котле, а давление, формируемое фотонами, многократно превышает давление нагретых паров воды в котле и мощность громовых раскатов подтверждает это. Вполне естественно, что процессами формирования давления, обеспечивающего вылет пуль и снарядов, большую роль играют законы термодинамики микромира и меньшую роль законы термодинамики микромира. Их совместная работа по формированию давления в закрытых системах ещё никем не изучалась. На этом мы останавливаем процесс сравнения Термодинамик макро – и микромира по известным причинам. 992. Кратко о сущности Термодинамики микромира? Вселенная заполнена фотонами и существует в фотонной среде. Длины волн фотонов, формирующих фотонную среду, изменяются от 0,05м до 3 10 18 ì . Температуру в любой зоне Вселенной формируют те фотоны, плотность которых максимальна в этой зоне. Минимальную температуру формирует совокупность фотонов с длиной волны около 0,05м. Длина волны фотонов, формирующих максимальную температуру, ещё не установлена. Температурное равновесие Вселенной управляется законом равновесия температур. Он гласит: произведение температур и длин волн фотонов, формирующих их в любых двух точках Вселенной, – величина постоянная и равная (формула 8, рис. 87). Первое начало термодинамики макромира имеет ограниченную область действия. Второе начало термодинамики макромира достоверно и заслуживает дальнейшего развития на основе новой научной информации о микромире.
12. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ АВАРИИ НА СШГ
174 Анонс. Авария на Саяно-Шушенской ГЭС не имеет аналогов по всем показателям, в том числе и по установлению истинных причин этой аварии. До сих пор нет официального отчёта о её причинах. 993. Как отреагировали средства массой информации на аварию на СШГ? Сразу после аварии было много различных комментариев, суть которых была отражена в Интернете следующим образом. «Расследование катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС с самого начала стало сопровождаться заявлениями официальных лиц о том, что произошло чтото необъяснимое. В течение всего сентября 2009 года сначала назывались сроки обнародования вердикта комиссии Ростехнадзора, а затем они раз за разом переносились. Наконец, 3 октября 2009 года был опубликован «Акт технического расследования причин аварии, произошедшей 17 августа 2009 года в филиале Открытого Акционерного Общества «РусГидро» – «Саяно-Шушенская ГЭС имени П. С. Непорожнего». При этом в акте ничего необъяснимого не оказалось – там было сказано, что «вызванные динамическими нагрузками разрушения шпилек привели к срыву крышки турбины и разгерметизации водоподводящего тракта гидроагрегата».
Рис. 88. Фото машинного зала до катастрофы [1]
Рис. 89. Фотон машинного зала после катастрофы [1] При всей неопределенности, если не сказать двусмысленности, понятия «динамические нагрузки», в результате чтения акта создается полное впечатление о том, что под ними понимается аномальная вибрация конструкции второго гидроагрегата, в результате которой на части шпилек крепления крышки отвинтились гайки, часть ослабленных усталостными разрушениями шпилек была срезана, а остальные оторваны силой давления воды, движущейся под крышкой в своем обычном режиме. О ранее красочно описанных главой Ростехнадзора Николаем Кутьиным «полетах гидроагрегата» по машинному залу в акте ничего не сообщается. Только в интервью «Ведомостям» через два дня после опубликования акта Кутьиным снова было заявлено, что «агрегат взлетел примерно на 14 м».
175 994. Были ли публикации по причинам аварии на СШГ неофициального характера? Были. Наиболее обширная неофициальная информация по расследованию причин аварии на СШГ принадлежит инженеру Ю. И. Лобановскому, который назвал итоги своего расследования «Технические причины катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС» [1]. Он приводит любопытную реплику Н. Кутьина по расследованию причин этой аварии: «Все эксперты сидят задумчиво, загадочно смотря друг на друга» [1]. 995. Был ли опубликован официальный отчёт о причинах аварии на СШГ, которую изучали две комиссии: комиссия правительства и комиссия государственной Думы? Нам не известны официальные документы по расследованию причин этой аварии, представленные указанными комиссиями.
Рис. 90. Фото колонны, стёсанной вращавшимся энергоблоком (справа вверху) 996. Известно, и есть видео (Саяно-Шушенский взрыв http://www.micro-world.su/) о том, что выброс 2-го энергоблока СШГ – сопровождался мощным взрывом в условиях полного отсутствия взрывчатых веществ в воде колодца этого энергоблока. Есть ли основания полагать, что взрыв сформировали фотоны молекул воды, излучаемые её электронами в момент повторного синтеза их кластеров после разрыва их в момент выхода из узких щелей входных каналов, закрываемых лопатками? Да, такие основания имеются, и мы провели анализ причин этой аварии и показали, что фотоны, излучённые электронами молекул воды, - единственные участники формирования давления в колодце 2-го энергоблока, в результате которого сформировался импульс силы более 700000 тонн. Он и выстрелил этот энергоблок. 997. Можно ли привести здесь анализ причин этой аварии в стиле вопросов и ответов на них? Можно, конечно, приводим. 998. Законы каких фундаментальных наук сработали при взрыве в зоне 2-го энергоблока СШГ? Поскольку заключение о причинах Саяно-Шушенской аварии не было опубликовано и не известно, было оно составлено или нет, то у нас остаётся одна возможность – изложить свою точку зрения, согласно которой старые законы основных фундаментальных наук: теоретической механики, физики и химии, не способны дать нам отве-
176 ты на вопросы, которые последовали после этой аварии. Эти ответы следуют из законов механодинамики и новой теории микромира – физхимии микромира. 999. Почему динамика Ньютона не позволяет рассчитать силы, выстрелившие 2-й энергоблок? Потому что её законы неправильно учитывают действие сил инерции при различных фазах движения тел – ускоренном, равномерном и замедленном движениях. 1000. В чём сущность этого непозволения? В том, что движения материальных объектов имеют строго последовательные фазы: ускоренного, равномерного и замедленного движений. Каждая фаза движения материального объекта описывается отдельными уравнениями, а динамика Ньютона не учитывает этот принципиальный факт. 1001. В чём причина этого неучитывания? Причина в том, что Даламбер ошибочно определил силу инерции, как силу, равную произведению массы тела на её ускорение F i m a и направленную противоположно ускорению. Поскольку сила, инерции возникает, прежде всего, при ускоренном движении тел и направлена противоположно их движению, то, формируя сопротивление ускоренному движению совместно с другими силами сопротивления, она не может быть равна произведению массы m тела на ускорение a его движения. Обусловлено это тем, что сила инерции формирует сопротивление ускоренному движению тела совместно с другими силами сопротивления и поэтому замедляет его движение. В результате, в каждый данный момент времени сумма замедлений b i , генерируемых силами сопротивления движению, в том числе и силой инерции, должна равняться ускорению a движения тела, которое генерируется Ньютоновской силой F ma . Из этого следует новая совокупность законов, описывающих движения материальных тел, которая теперь называется «Механодинамикой». 1002. Меняется ли направление силы инерции при смене фаз движения материальных тел? Конечно, меняется, но динамика Ньютона не учитывает и этот факт. 1003. Как направлен вектор силы инерции, действующей на материальный объект, в фазе его ускоренного движения? В фазе ускоренного движения материального объекта сила инерции является силой сопротивления его движению и направлена противоположно движению. 1004. Каким же образом сила инерции учитывалась в динамике Ньютона при ускоренном движении материального объекта? Она автоматически входила в сумму сил сопротивления ускоренному движению и отдельно не учитывалась. 1005. Поскольку силы сопротивления движению определяются экспериментально и описываются эмпирическими формулами с экспериментальными коэффициентами, то значит ли это, что эти коэффициенты ошибочны? Ответ однозначный: безусловно, ошибочны. 1006. Следует ли из изложенного ошибочность формулы Даламбера, согласно которой сила инерции равна массе, движущегося тела, умноженной на ньютоновское ускорение и направлена противоположно ньютоновской силе? Из изложенного следует, что формула Даламбера для расчёта силы инерции, безусловно, ошибочна, но его принцип, согласно которому сумма сил, действующих на движущееся тело, в каждый данный момент времени равна нулю, остаётся правильным. Чтобы убрать возникающую при этом путаницу, принцип Даламбера переименован в принцип механодинамики. 1007. Следует ли из изложенного, что ускорение подъёма второго энергоблока СШЭ формировала ньютоновская сила, а сила инерции и сила гравитации, действовавшие на энергоблок в момент его ускоренного движения, формировали замедление его подъёму? Ответ однозначный – следует. 1008. Сколько фаз движения имел 2-й энергоблок и какие фазы? В большинстве случаев тела имеют три последовательные фазы движения: ускоренную, равномерную и замедленную. При движении тела вертикально вверх в поле силы тяжести Земли фаза ускоренного движения сразу переходит в фазу замедленного движения. Фаза равномерного
177 движения в этом случае отсутствует. На рис. 91, а условно показана первая фаза ОА – ускоренного подъёма и вторая фаза АВ – замедленного подъёма 2-го энергоблока. 1009. Если учесть, что масса крышки энергоблока и самого энергоблока равна 2578 тонн и он поднялся на высоту 14м, то чему равна средняя скорость подъёма энергоблока? Средняя скорость подъёма энергоблока определяется из условия равенства его кинетической и потенциальной энергий. Потенциальная энергия энергоблока в момент, когда он оказался на высоте 14 м, равна (156) E mgh , а средняя его кинетическая энергия равна
Ek
mV 2 . 2
(157)
Из этого имеем среднюю скорость энергоблока
(158) V 2 gh 2 9,8 14 16,56 м / с . 1010. Как определить ускорение и время подъёма энергоблока на высоту h=14м? Расстояния ускоренного и замедленного движений энергоблока, примерно, равны. Так как h h1 h2 14 ì , то h1 h2 7 м . Тогда, кинематическое уравнение ускоренной фазы подъёма энергоблока запишется так
h1
at 2 2h1 . t 2 a
а)
(159)
b)
Рис. 91. Закон изменения скорости подъёма энергоблока в первой фазе имеет вид
V at a
V . t
Подставляя время из уравнения (159) в уравнение (160), имеем V 2 (16,56) 2 a 19,59 м / с 2 . 2h1 14 Время подъёма блока в первой фазе определится из формулы (159)
(160)
(161)
178
t1
2h1 27 0,845c . a 19,59
(162)
Тогда общее время подъёма энергоблока на высоту 14м будет равно (163) tc 2t1 1,69c . 1011. Как определить ньютоновскую силу, действовавшую на 2-й энергоблок в процессе его подъёма? Сила, генерирующая ускорение энергоблока, – ньютоновская сила. Она равна F ma 2,580 10 7 19,59 5,10 108 Н . (164) Уравнение (164) даёт лишь примерную величину силы, которая действовала на энергоблок. И, тем не менее, её величина равна 51000тонн . Это более, чем в 20 раз больше веса энергоблока. 1012. Как определить силу гравитации, которая сопротивлялась подъёму энергоблока? Замедление, которое формировала сила гравитации Fg известно и равно
bg g 9,8 ì / ñ2 . В результате сила гравитации, действовавшая на 2-й энергоблок, равна
Fg mg 2,580 10 7 9,80 2,50 108 Н .
(165)
1013. Как определить силу инерции, которая также сопротивлялась движению энергоблока в фазе его ускоренного движения? Чтобы правильно определить силу инерции, которая сопротивлялась подъёму энергоблока, надо воспользоваться принципом механодинамики, согласно которому в каждый данный момент времени сумма сил, действующих на движущееся тело, равна нулю. В результате, в соответствии с законами механодинамики, имеем уравнение сил, действующих на энергоблок в фазе его ускоренного движения. (166) F Fi Fg ma mbi mg a bi g . Из уравнения (166) находим замедление при подъёме энергоблока к потолку машинного зала, которое генерировала сила инерции в фазе его ускоренного движения. (167) bi a g 19,59 9,80 9,79 м / с 2 . Величина, силы инерции, замедлявшей движение энергоблока в первой фазе его движения, будет равна Fi mbi 2,580 10 7 9,79 2,526 108 Í 25260..òîíí . (168) 1014. Как определить силу, сорвавшую энергоблок со шпилек? Среднее удельное напряжение разрыва стержней из стали марки СТ-35 составляет 60кг / мм2 6000кг / см 2 . Шпильки имели диаметры Сечение шпильки равно d 75,67 мм . 2 2 2 s r 3,14 38,0 4534,16 мм . В результате усилие разрыва одной шпильки составляет Fp 60 4534,16 272049,60кг 272,05тонны . Если учесть, что резьба гаек шести целых шпилек была срезана (рис. 91, b), то усилие этого среза незначительно отличалось от усилия разрыва шпильки и можно брать в расчёт все 80 шпилек. Тогда общее усилие, разорвавшее 80 шпилек, будет равно Fop 272,05 80 21764,00тонны . 1015. Чему равно общее сопротивление срыву энергоблока со шпилек и его подъёму на высоту 14м? Общее сопротивление срыву энергоблока со шпилек и его подъёму на высоту 14м, без учёта величины ударной силы, сформированной взрывом в зоне колодца энергоблока, равно Fg Fi Fcp 25260 25260 21764 72284..òîííû . (169) 1016. Много это или мало? С чем можно сравнить? Вес гружёного товарного железнодорожного вагона 100тонн. Величина силы общего сопротивления подъёму энергоблока эквивалентна массе 723 гружёных железнодорожных вагонов.
179 1017. Чему равнялся напор воды и её масса, поданная на лопасти турбины в момент разрыва шпилек, крепивших энергоблок? Напор воды на лопатки турбины составлял 212 м, а общее сечение на входе в направляющие лопатки было 28,3 м 2 , а на выходе 8,14 м 2 при скорости её движения 11,0 м/с на входе в направляющие лопатки и 38,3м/с на выходе из направляющих лопаток в турбину. Масса воды, движущейся к турбине, составляла 311,76 тонн/с. Приборы СШГ зафиксировали, что от начала разгона электрогенератора до его выстрела прошло около 5 с (рис. 92). За это время в турбинный колодец поступило 311,76х5=1558,8тонн воды. На фиг. 92 показаны активные мощности (две верхние линии) второго (светлоголубая) и пятого (красная) гидроагрегатов, а также их амплитуды колебаний в подшипнике и опоре каждого из агрегатов в один из периодов времени до катастрофы. Вибрации подшипника второго гидроагрегата (желтые штрихи) вначале даже меньшие чем у пятого гидроагрегата (зеленые штрихи) и потому затертые ими, примерно в 19:25 резко возрастают, периодически выходя за верхнюю границу диапазона чувствительности датчика амплитуды колебаний. При этом на верхнюю границу чувствительности выходит и датчик активной мощности второго агрегата. Более того, из этих трендов следует, что вибрация фундамента машинного зала из-за работы второго агрегата, видимо, настолько была сильна, что и аналогичный датчик пятого агрегата начал давать ложные показания. Пол, наверное, ходил ходуном. Это была генеральная репетиция случившейся позднее катастрофы [10].
Рис. 92. В качестве причины выхода лопастей турбины второго гидроагрегата на нерасчетный режим обтекания сначала называлась «некорректная работа автоматической системы агрегата», а в окончательном акте ни о каких нерасчетных режимах течения уже не упоминалось. Однако, разрушительный гидроакустический резонанс, как показано в разделах VII – VIII, мог произойти только в области A’ (по расходу), то есть в зоне IV при использовании более привычных для гидроэнергетиков терминов. Из анализа развития событий следует, что заброс турбины в эту зону произошел вследствие отказа датчика ее частоты вращения. По-видимому, достаточно очевидно, что этот отказ возник из-за чрезмерных вибраций ротора. В акте комиссии Ростехнадзора приводится график радиальных вибраций турбинного подшипника в период с апреля 2009 года вплоть до катастрофы в августе. 1018. Во сколько раз сила напора воды на турбину и энергоблок в целом меньше сил сопротивлявшихся этой воде? Общее сопротивление действию вертикальной силы, разрывавшей шпильки крепления энергоблока, преодолевавшей силу инерции и силу гравитации составляло 25260+25260+21764=72284тонны (169). Это в 72284/1558,8=46,37 раза
180 больше массы воды (1558,8 тонн), действовавшей на турбину энергоблока в интервале 5 секунд в условиях, когда ёмкость нижней части колодца энергоблока свободно могла принять эту воду и сбросить её вниз (рис. 93). 1019. Из приведённой информации следует полное отсутствие условий для формирования гидроудара, который, как многие считают, был главной причиной этой аварии. Значит ли это, что выстрел 2-го энергоблока сгенерировал не гидроудар? Ответ однозначный. Гидроудар не мог быть причиной этой аварии. 1020. Есть ли дополнительные доказательства отсутствия гидроудара в процссе выстрела 2-го энергоблока? Есть, конечно. Главное из них – срыв лопаток, прикрывавших подачу воды к лопастям турбины энергоблока, в направление навстречу напору воды (рис. 93). Если бы причиной аварии был гидроудар, то он сорвал бы лопатки, прикрывавшие вход воды к лопастям турбины и направил бы их на эти лопасти. В результате лопасти турбины должны были получить деформационные изгибы, но их нет (рис. 94). Из этого следует, что в зоне турбины энергоблока сформировалось такое большое давление, что оно сорвало лопатки, прикрывавшие поступление воды в зону турбины и направила их навстречу воде, которую они прикрывали, а сам энергоблок это давление сорвало со шпилек силой строго направленной вертикально вверх (6 шпилек, крепивших энергоблок, остались целы и не имеют никаких изгибов, риc. 91, b).
Рис. 93. Схема энергоблока и турбинного колодца 1021. Следует ли из вышеизложенного, что силу, сорвавшую энергоблок со шпилек и выбросившую его на высоту 14м сгенерировал взрыв, сформировавший большое давление в зоне турбины энергоблока? Есть все основания для такого предположения. 1022. Поскольку представленная общая сила сопротивления движению 2-го энергоблока вверх сгенерирована процессом взрыва в колодце энергоблока, который явно слышен в видеофильме (Саяно-Шушенский взрыв http://www.micro-world.su/), то возникает необходимость знать величину ударной силы, сформированной взрывом. Чему она равна? Законы динамики Ньютона лишают нас возможности определить величину ударной силы, так как для этого надо знать время действия общего сопротивления подъёму энергоблока в условиях, когда ещё сохранялись некоторые связи энергоблока с деталями, крепившими его к фундаменту, и когда полость колодца энергоблока оставалась закрытой и не сообщалась с частью пространства выше крышки энергоблока (рис. 95).
181
Рис. 94.
Рис. 95. Схема к определению времени действия ударной силы на энергоблок Метод определения времени действия ударной силы тот же, что и при выстреле пули. Это - время движения пули вдоль ствола, до момента вылета его из ствола. 1023. Каким образом Механодинамика рекомендует рассчитывать эту силу? Механодинамика рекомендует определить время действия ударной силы путём деления длины пути движения энергоблока в условиях, когда ещё действовали связи, удерживающие энергоблок от вертикального подъёма и когда полость колодца энергоблока оставалась закрытой. Поскольку мы не располагаем описанными деталями, то примем величину высоты подъёма энергоблока, сохранявшую полость его колодца закрытой, равной, примерно, 0,80м и уменьшим пропорционально общее время 1,69с (163) подъёма энергоблока на общую высоту 14м. В результате время удара будет, примерно, равно (1,69х0,8)/14=0,097=0,1с. Тогда величина силы удара, сформированной процессом взрыва в колодце энергоблока, будет равна FY 72285 / 0,1 722850òîíí / ñåê (170) 1024. Какую работу совершила ньютоновская сила при подъёме энергоблока на высоту 14м? Её работа равна потенциальной энергии энергоблока и крышки, поднятых на высоту 14м, то есть 2580000х14х9,81=354337200 Дж. 1025. Сколько времени длился подъём энергоблока и чему равна мощность этого процесса? Подъём энергоблока длился 1,68с. Мощность этого процесса равна, соответственно, 3540337200/1,68=210915000Ватт =0,211 ГВт. 1026. Какую электрическую мощность генерирует этот энергоблок? Мощность энергоблока 0,640ГВт. 1027. Чему равна мощность процесса срыва энергоблока со шпилек и выстрела его из колодца? Она равна (72284000х0,8)/0,1=5782720000Ватт=5,78ГВт. 1028. Во сколько раз мощность процесса, поднявшего энергоблок на высоту 14м, больше мощности, генерируемой самим блоком? В 5,78/0,640=9,03 раза.
182 1029. Значит ли это, что из воды можно получать значительно больше энергии, чем её получается при вращении турбины генератора? Ответ однозначный - значит. 1030. Как же тогда относиться к закону сохранения энергии – фундаменту физики ХХ века? Тяжкий вопрос. 1031. Имеется ли возможность сделать управляемым процесс, выстреливший энергоблок? Имеется. 1032. Можно ли описать физхимию процесса взрыва в колодце 2-го энергоблока? Пока этот процесс можно описать только гипотетически. 1033. Какое количество молекул воды участвовало в формировании взрыва в колодце 2-го энергоблока? В объёме 155880 литров воды, поданных на лопасти турбины 2-го энергоблока за 5 аварийных секунд, было (171) 1,558 10 6 3,34 10 25 5,204 1031 ìîëåêóë . На рис. 96, а представлена молекула воды, а на рис. 95, b кластер из двух молекул. Фактически количество молекул в кластере воды значительно больше.
Рис. 96. Схемы и фото кластеров воды 1034. Чему равнялись радиусы фотонов, излучаемых электронами молекул воды при повторном синтезе её кластеров? При сходе воды с лопаток, её скорость, равная 38,3 м/с =137,90км/ч, разрывала кластеры и они, достигнув лопастей турбины, вновь синтезировались, излучая при этом фотоны. Радиусы (длины волн) фотонов, излучаемых электронами молекул воды при синтезе её кластеров, зависят от температуры воды. Принимаем её равной Ò1 150 Ñ . Эту температуру формирует максимальное количество фотонов в среде, имеющей такую температуру, а в водной среде эти фотоны определяют энергии связи электронов в молекулах и кластерах воды. Величина радиуса r фотонов определяется по формуле Вина C' 2,898 103 r 1,0 105 ì . (172) 273 Ò1 273 15 1035. Чему равна энергия фотонов, излучаемых электронами при синтезе кластеров молекул воды? Энергии указанных фотонов равны
E
h C 6,626 10 34 2,998 108 0,12eV . r 1,602 10 19 1,0 10 5
Это - инфракрасные, невидимые фотоны (табл. 28).
(173)
183 Таблица 28. Диапазоны изменения радиусов и энергий E электромагнитных излучений Диапазоны Энергии E , eV Радиусы (длины волн) r , м 6 4 1. Низкочастотный 4 10 15...4 10 11 3 10 ...3 10 2. Радио 4 10 11...4 10 6 3 10 4...3 10 1 3. Микроволновый 4 10 6...4 10 3 3 10 1...3 10 4 4. Реликтовый (макс) r 1 10 3 1,2 10 3 5. Инфракрасный
7,7 10 7...3,8 10 7
4 10 3...1,60 1,60...3,27
7. Ультрафиолетовый
3,8 10 7...3 10 9
3,27...4 10 2
8. Рентгеновский
3 10 9...3 10 12 3 10 12...3 10 18
4 10 2...4 105 4 105...4 1011
3 10 4...7,7 10 7
6. Световой
9. Гамма диапазон
1036. Чему равен, примерно, объём одного фотона? Вполне естественно, что вода в зазоре между лопатками двигалась в виде линейных кластеров (рис. 96, b), которые разрывались на выходе из зазора между лопатками, а в зоне лопастей турбины вновь синтезировались, излучая фотоны. Объём одного фотона, примерно, равен W f r 3 3,14 (1,00 105 )3 3,14 1015 ì 3 . (174) 1037. Чему равен объём электрона, излучившего фотон? Объёма электрона, излучившего этот фотон, равен (175) We re3 3,14 (2,43 10 12 ) 3 3,54 10 35 ì 3 . Это центральный момент анализируемой проблемы. Объём фотона, излучаемого электроном в данном случае, на 20 порядков больше объёма электрона:
W f r 3 3,14 10 15 ì
3
We re3 3,54 10 35 ì
3
Таким образом, почти во всех процессах формирования давления главную роль играют фотоны, а не газы, как считалось до сих пор и мы детально обосновали это в разделе «Термодинамика микромира». 1038. Чему равна площадь крышки энергоблока? Площадь крышки энергоблока равна (176) Sk R 2 3,14 (4,325) 2 58,75 м 2 . 1039. Чему равна величина удельной силы удара на крышку энергоблока? Величина удельной силы удара равна Fy 722850 Py 12303,83òîíí / ì 2 . (177) SK 58,75
Рис. 97. Профиль фонтана воды в момент взрыва
184 1040. Чему равен объём колодца энергоблока? У нас нет информации о глубине турбинного колодца от уровня пола машинного зала до его дна (рис. 92), поэтому мы принимаем эту величину, равной, примерно, 20м. Тогда объём турбинного колодца будет равен
WK S K 20 58,75 20 1,18 103 ì 3 .
(178) 1041. В чём сущность методики последующего расчёта? Обозначим суммарный объём всех фотонов, которые сформировали давление, через Ww, и определим коэффициент кратности К превышения давления внутри колодца, сформированного фотонами, над атмосферным давлением. WW (179) Ê. WK Учитывая, что общее давление на нижнюю плоскость крышки колодца энергоблока складывалось из атмосферного давления и давления, формировавшегося, излучаемыми фотонами, а на верхнюю плоскость крышки действовало только атмосферное давление Ра, имеем такую зависимость WW Pa PY 1,013 10 5 1,230 10 8 K 1215 WK Pa 1,013 10 5
(180)
В результате, объём всех фотонов, сформировавших давление на нижнюю плоскость крышки энергоблока, будет равен (181) WW K WK 1215 1180 1,434 10 6 ì 3 . Учитывая объём одного фотона W f 3,14 10 15 ì 3 (172), получим количество фотонов, формировавших давление. W 1,434 10 6 nf W 4,576 10 20 . (182) 15 Wf 3,14 10 1042. Во сколько раз, количество фотонов, сформировавших давление в колодце энергоблока, меньше потенциального количества фотонов, которые могли излучить электроны молекул воды за 5 аварийных секунд? Количество фотонов, сформировавших взрыв, меньше общего количества фотонов, имевших возможность для формирования давления в колодце энергоблока в (183) 5,204 1031 / 4,576 10 20 1,137 1011... ðàç . Этот результат – много миллиардная гарантия достоверности гипотезы о формировании давления в колодце 2-го энергоблока фотонами, излучёнными электронами молекул воды при повторном синтезе её кластеров. Он гарантирует потери фотонов, связанные с уходом их к дну колодца и последующими многократными отражениями от дна и возвратом в зону энергоблока. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Доказательством достоверности нашей гипотезы является видеофильм, зафиксировавший звук взрыва (Саяно-Шушенский взрыв http://www.micro-world.su/) и фотографии о поведении лопаток, прикрывавших поступление воды на лопасти турбины. На фото (рис. 90, 94) показаны лопатки, закрывающие подачу воды на лопасти турбины. Если бы причиной аварии был гидроудар, то он должен был сорвать лопатки и направить их на лопасти турбины. Но на лопастях турбины нет следов действия лопаток. Это значит, что ударная сила сорвала лопатки и направила их навстречу воде, которую они прикрывали, то есть в направление обратное гидроудару. Результатом такого действия могло быть лишь колоссальное мгновенно сформировавшееся давление в зоне турбины. Оно сформировалось инфракрасными фотонами, излучёнными электронами при синтезе кластеров воды, после их разрыва в момент движения в узких щелях, сформированных лопатками, прикрывавшими каналы подачи воды на лопасти турбины.
185 Один из наших читателей сообщил, что, по мнению академика Фортова, авария на Саяно-Шушенской ГЭС повлечёт за собой рождение новой физики. Это пророческое высказывание. Жал, что занятость академика лишила его возможности узнать, что такая физика уже родилась. 13. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ Анонс. Интернет – величайшее достижение человеческой мысли, полученное главным образом, методом проб и ошибок. Физическая суть процессов, реализующих формирование, хранение и передачу электронно-фотонной информации по проводам и в пространстве – тайна за семью печатями, которая будет понята через несколько столетий. Попытаемся сделать первые шаги в этом направлении. 1043. Как можно оценить достижения физиков-экспериментаторов по Электродинамике с позиций новых знаний о микромире? Достижения экспериментаторов в области электродинамики с позиций новых знаний о микромире представляются фантастическими. 1044. Как можно оценить достижения физиков-теоретиков в области электродинамики с позиций новых знаний о микромире? Как глубоко ошибочные. С позиций новых знаний о микромире теоретическое поле электродинамики – пустыня с небольшими островками достоверных теоретических фактов. 1045. Разве можно признать такое утверждение достоверным, когда курс электродинамики Максвелла читается во всех университетах мира? Отсутствие понимания ошибочности существующей теоретической электродинамики - следствие силы стереотипа теоретического мышления, которое формировалось в ХХ веке в основном математиками, естественное стремление которых – показ мощи математического аппарата, но не физической сути, описываемых явлений и процессов. 1046. Можно ли убедиться в достоверности этого, пока голословного, утверждения в процессе внимательного знакомства с вопросами и ответами, которые представляются здесь? Жаждущие новых знаний получают такую возможность. 1047. Начало экспериментальной электродинамики заложил Фарадей около 200 лет назад. Её теоретический фундамент основал Максвелл около 150 лет назад. Все электродинамические достижения человечества базируются на идеях Фарадея и Максвелла. Разве можно ставить под сомнение существующую электродинамику? Развитие электродинамики шло по пути игнорирования многочисленных экспериментальных и теоретических противоречий. Сейчас их накопилось так много, что непонимание физической сути этих противоречий стало мощным тормозом дальнейшего развития теоретической электродинамики. 1048. Современная теоретическая физика считается замкнутой, непротиворечивой наукой. Главным звеном, замыкающим физические знания, является инвариантность уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца. Разве можно ставить всё это под сомнение? Мы уже доказали, что преобразования Лоренца - теоретический вирус, поэтому указанная инвариантность не имеет никакого отношения к реальности. Главной является физическая инвариантность, легко проверяемая экспериментально. Мы уже показали полное отсутствие физической инвариантности уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца. Что касается математической инвариантности, то она появилась в результате игнорирования судейских функций главной аксиомы Естествознания – аксиомы Единства, которая уже отправила обилие физических теорий на полку истории науки. 1049. Понятие динамика родилось давно, при разработке научных основ механики. Это её раздел, в котором описываются движения материальных тел под действием приложенных к ним сил. Потом появились понятия электродинамика, термодинамика, гидродинамика, аэродинамика и возникла необходимость
186 конкретизировать смысл, заложенный в исходном понятии «Динамика», в котором отражена динамика механических движений материальных тел. Чтобы отличить динамику, описывающую механические движения материальных тел, от других понятий, в которые входит слово динамика, было введено понятие «Механодинамика». В связи с этим возникает вопрос: не появилась ли необходимость конкретизировать научное содержание понятия «Электродинамика», чтобы точнее описывать процессы и явления, которые связаны с этим понятием? Да, такая необходимость уже созрела и мы вынуждены прибавить дополнительные слова к понятию электродинамика, чтобы сузить круг процессов и явлений для их детального описания. 1050. Какие же новые разделы появляются в электродинамике? Мы считаем, что должен быть раздел о структурах и поведении обитателей микромира, которые формируют все электродинамические процессы и явления, и управляют их развитием. Мы уже назвали его «Электродинамика микромира». Поскольку понятие «Электродинамика» изначально было введено для описания работы электротехнических устройств, то возникает необходимость ввести понятие «Электродинамика электротехники». Далее, учитывая фантастические экспериментальные достижения в области информационной электроники, следует ввести понятие «Электродинамика электроники». 1051. Можно ли оценить, примерно, уровень теоретических достижений «Электродинамики микромира»? Примерно, можно. Электродинамика микромира уже имеет мощный теоретический фундамент в виде структур электронов и фотонов - главных участников всех электродинамических процессов и явлений. Однако, полное развитие теоретических знаний об этом фундаменте ещё впереди. 1052. Что можно сказать о теоретических достижениях в «Электродинамике электротехники»? Они находятся, примерно, в таком же положении, как и достижения в Механодинамике. В Механодинамике остался жив и укрепил свои позиции главный закон бывшей динамики – второй закон Ньютона. Однако ошибочность первого закона Ньютона потребовала новой формулировки законов, описывающих движение материальных тел под действием сил, приложенных к ним, в том числе и сил инерции, участие которых в описании движений материальных тел было представлено ошибочно в бывшей динамике Ньютона. В аналогичном положении находится и Электродинамика электротехники. Главный её закон – закон Ома укрепляет свои позиции, а законы Кирхгофа сдают свои позиции и требуется корректировка их формулировок. 1053. В каком положении находится теория Электродинамики электроники? В самом ужасном. Тут рухнули почти все старые теоретические представления вместе с электродинамикой Максвелла и теоретическое поле электродинамики электроники почти пустынно, если не считать структуры электрона и фотона, которые находятся в начале разработки теории своего участия в явлениях и процессах электроники. На структурах этих частиц базируются все, можно сказать, фантастические экспериментальные достижения в области формирования, хранения и передачи информации. Все эти достижения получены методом проб и ошибок, и ни один автор этих достижений не понимает их физическую суть. 1054. Возможна ли кооперация знаний в указанных разделах электродинамики со знаниями из других динамик для получения новых практических научных достижений? Такая кооперация не только возможна, но и крайне необходима и есть уже примеры её реализации. 1055. Можно ли привести хотя бы один пример реализации этой необходимости? Можно. Корректировка законов старой ньютоновской динамики и законов Кирхгофа уже привела к созданию самовращающегося генератора электрических импульсов, что раньше считалось невозможным. 1056. В чём сущность этих корпоративных научных достижений? Оказалось, что, если соединить новые законы механодинамики и новые законы импульсной
187 электротехники, то можно разработать техническое устройство, называемое автономный источник электрической энергии, подобный тому, которым Природа снабжает все живые организмы. 1057. Может ли такой источник электроэнергии работать в режиме, так называемого вечного двигателя? Нет, конечно, в Природе нет вечных созданий. Сроки жизни живых организмов, имеющих автономные источники электроэнергии, ограничивают и сроки существования их автономных источников электроэнергии. 1058. С чем можно сравнить результаты реализации технических автономных источников электроэнергии, подобных тем, которыми Природа наделяет живые организмы при их рождении? Оно не имеет конкурентов в значимости для будущей энергетики человечества. 1059. Когда будут опубликованы все, уже выявленные теоретические тонкости, позволяющие реализовывать законы Природы по формированию автономных источников энергии, подобных тем, что функционируют у живых организмов? Никогда. 1060. Можно ли начать изложение основ, на которых будут базироваться все разделы новой электродинамики? Мы надеемся, что процесс обучения более безопасен, чем процесс коммерциализации результатов научных достижений, поэтому будем считать эту работу основной своей миссией в оставшееся для нас время пребывания в этом сказочном мире. Начнем с изложения азов электродинамики микромира. 1061.Чем отличается электродинамика микромира от традиционной электродинамики? В старой электродинамике электроны существуют сами по себе, а магнитные и электрические поля - сами по себе, без видимой связи между ними. В электродинамике микромира магнитные и электрические поля формируют электроны и протоны, а изменение магнитных и электрических полей – следствие изменения ориентации электронов. 1062. На чём базируется электродинамика микромира? Основой электродинамики микромира являются фотоны, электроны и протоны. 1063. Какая из этих частиц формирует законы электротехники? Все законы электротехники базируются на структуре и поведении электрона и фотона. 1064. Какую роль играет протон в электротехнике? В так называемой проводной электротехнике протон не играет никакой роли, так как в проводах нет, и не может быть свободных протонов, как носителей положительных электрических зарядов. 1065. В какой части электротехники принимает участие протон? В той части электротехники, которая изучает электрические процессы в растворах. Там протон – законный участник электротехнических процессов совместно с электроном. 1066. А как же тогда быть с отрицательными и положительными знаками электричества, которые связываются с положительным зарядом – протоном и отрицательным зарядом электроном? Отрицательные и положительные заряды существуют только в растворах, а в проводах их нет. 1067. Что нужно знать об электроне, чтобы освоить знания по электродинамике микромира? Надо прочесть главу «Электрон, протон, нейтрон» в монографии «Начала физхимии микромир», опубликованной и интенсивно копируемой по адресу: http://www.micro-world.su/
1068. Можно ли представить краткую информацию об электроне с помощью вопросов и ответов на них? Она уже представлена и опубликована здесь же. Это вопросы № 409-496. Чтобы облегчить дальнейшее понимание вопросов и ответов на них представим схему модели электрона (рис. 98) и напомним, что электрон имеет два магнитных полюса: северный и южный. Далее, формированием структуры электрона и его поведением управляют 23 константы. Все параметры свободного электрона строго постоянны, они начинают изменяться только тогда, когда электрон вступает во взаимодействие с другим электроном, с протоном или с магнитным и электрическим полями.
188
Рис. 98. 1069. Как же тогда понимать концы проводов с положительными и отрицательными знаками электричества? Чтобы найти правильный ответ на этот вопрос обратимся к эксперименту. На рис. 98, b) показана лабораторная модель плазмоэлектролитческой ячейки. Рабочая площадь катода у неё в 30-50 раз меньше площади анода. В результате на головке катода в зоне РР (рис. 98, b) возникает плазма атомарного водорода. Протоны атомов водорода, имеющие положительный заряд, отделяются от молекул и ионов воды и устремляются к отрицательному электроду – катоду, получают из него электроны и формируют атомы водорода, которые существуют лишь в плазменном состоянии при температуре от 2700С до 10000С. Ионы ÎÍ движутся в растворе к аноду, отдают ему по электрону и те движутся по проводам к катоду, где и встречаются с протонами. Из этого однозначно следует: 1-в проводах движутся только электроны; 2 – электроны движутся в проводах от анода (плюса) к катоду (минусу). В старой электродинамике всё наоборот: протоны и электроны могут совместно присутствовать в проводах и электроны движутся в проводах от минуса к плюсу, а ток течёт в обратном направлении. Оставим эти заблуждения в покое и будем руководствоваться результатами только что описанного эксперимента. Свободные протоны могут присутствовать только в растворах и не могут быть в проводах. По проводам движутся только электроны от плюса к минусу. 1070. Что же заменяет плюс и минус в новой электродинамике? При поиске ответа на этот вопрос представим, что при движении в проводе электроны ориентируют свои спины h , а значит и магнитные полюса так, что их северные магнитные полюса направлены в сторону движения (рис. 98, с, d). Тогда у начала провода, который до этого обозначался знаком плюс, будет южный магнитный полюс S, а в конце провода, к которому движется электрон, - минус, соответствующий северному магнитному полюсу N. Из этого однозначно следует, что конец провода, который мы обозначали знаком плюс, на самом деле имеет не электрический знак, а южный магнитный полюс, а тот конец провода, который мы обозначали знаком минусом, имеет северный магнитный полюс.
189 Итак, мы заменили плюс южным магнитным полюсом, а минус – северным. Вот и все премудрости. 1071. Совпадают ли направления магнитных силовых линий, формируемых током вокруг проводов с направлениями магнитных полей электронов, движущихся по проводам (рис. 98, с и d)? Совпадают полностью и на этом базируется вся электродинамика микромира. Поскольку это главный момент новой электродинамики, то тщательнее проверим экспериментально его достоверность. 1072. Какое значение в электродинамике микромира имеет знание закона движения электронов по проводам? Решающее значение, которое формирует понимание сути физических электротехнических процессов и явлений. 1073. Какой метод определения направления движения электронов вдоль проводов оказался наиболее достоверным? Прежде чем отвечать на этот вопрос, отметим полную ошибочность старого метода, основанного на, так называемых, правилах правой и левой руки или правила буравчика. Анахронизм этого метода очень метко отразил один из ведущих инженеров – электриков России, назвав его правилом левой руки и правой ноги. 1074. Найден ли новый метод определения направления движения электронов вдоль проводов? Найден, он оказался удивительно простым. 1075. Какой прибор используется для определения направления движения электров в проводах? Самый древний – компас. 1076. Почему именно этот прибор позволил точно определять направление движения электронов вдоль проводов? Потому что электроны, движущиеся вдоль провода, формируют вокруг него строго ориентированное магнитное поле и стрелка компаса, помещённого в это поле, активно реагирует на его появление. 1077. Как проверить экспериментально совпадение магнитных полей, формируемых током вокруг проводов с направлениями магнитных полей совокупности электронов, сориентированных в проводе под действием приложенного напряжения так, что их суммарное ориентированное магнитное поле и является магнитным полем вокруг проводника? Эксперимент, по проверке сформулированного утверждения, предельно прост. Его схема показана на рис. 99, а. 1078. Какой магнитный полюс на концах стрелки компаса ориентирован на север и почему? Северный, потому что на севере Земли южный магнитный полюс. 1079. Как же удалось с помощью компаса определить направление движения электронов вдоль провода? Очень просто. Для этого прямолинейный отрезок провода располагался на столе, и его направление ориентировалось с юга S на север N. Далее, южный конец провода подключался к плюсовой (+) клемме аккумулятора. Первый компас (А) размещался над проводом, а второй (В) под проводом и наблюдалось отклонение стрелок компасов в момент замыкания цепи (рис. 99, а). Поскольку электроны движутся в проводе от плюса к минусу и ориентируются северными магнитными полюсами в сторону движения, то магнитные моменты M e электронов, характеризующие направление их движения и направление вращения, должны действовать на стрелки компасов и отклонять их в момент замыкания цепи. Вектор магнитного момента M e совпадает с направлением вектора спина h (константа Планка) электрона и направлен вдоль оси его вращения так, что если смотреть с острия вектора, то вращение должно быть направлено против хода часовой стрелки. В эту же сторону должны быть направлены и магнитные силовые линии магнитного поля, формируемого электронами вокруг провода. Тогда стрелка компаса (А), положенного на провод, должна отклоняться вправо, а стрелка компаса (В), положенного под провод, – влево. Компасы идеально подтверждают достоверность этого теоретического предсказания (рис. 99, а). 1080. Как изменяются отклонения стрелок компасов, если провод будет направлен в обратном направлении (рис. 99, а справа? Стрелки компасов отклоняться в противоположные стороны (рис. 99, правый провод), по сравнению с отклонениями в случае, когда плюс провода был на южном его конце, а минус на северном (рис. 99, левый провод).
190 1081. Какие ещё важные детали интерпретации этого эксперимента? На рис. 98, а слева электроны движутся вверх и формируют вокруг провода магнитное поле, направленное против хода часовой стрелки, то есть точно так, как и магнитное поле электрона. Это означает, что плюсовой (+) конец провода эквивалентен южному магнитному полюсу (S), а минусовой (-) – северному (N). Из этого эксперимента следует также, что магнитное поле вокруг провода при такой ориентации электрона закручено против хода часовой стрелки и имеет магнитный момент M 0 .
Рис. 99. 1082. Можно ли ещё раз обобщить результаты этого центрального эксперимента электродинамики микромира? Важность его настолько велика, что это надо сделать. На рис. 99 показана электрическая схема, направления проводов которой сориентированы плюсовыми концами на юг (S), а минусовыми - на север (N). При отсутствии тока в проводе направление стрелок компасов А, В, С и D совпадают с направлением правого и левого проводов на север N. При включении тока вокруг провода возникает магнитное поле и стрелки компасов отклоняются. Когда электроны движутся по проводу в направлении с юга (S) на север (N) (рис. 99, левый провод), то стрелка компаса A, расположенного над проводом, отклоняется вправо, а стрелка компаса B, расположенного под проводом, – влево (табл. рис. 98). Из этих результатов следует, что магнитное поле вокруг провода закручено против хода часовой стрелки и имеет магнитный момент M 0 . Наличие модели электрона с известным направлением вектора его магнитного момента M e даёт нам основание полагать, что магнитное поле вокруг провода формируется совокупностью магнитных полей электронов, сориентированных вдоль провода таким образом, что направление вектора магнитного момента каждого электрона M e совпадает с направлением вектора магнитного момента M 0 поля, образующегося вокруг провода (рис. 99). Те же электроны, которые движутся по правому проводу с севера (N) на юг (S), формируют вокруг него противоположно направленное магнитное поле и стрелки аналогичных компасов С и D отклоняются противоположно отклонению стрелок компасов А и В (рис. 99). 1083. Есть ли дополнительные эксперименты, доказывающие движение электронов в проводах от плюса к минусу? Неопровержимость этого факта подтверждена ещё в
191 1984 году другим элементарным экспериментом, поставленным инженером А.К Сухвал. Он взял подковообразный магнит из электромагнитного материала с напряжённостью магнитного поля порядка 500 Э. и присоединил к его полюсам щупы чувствительного микроамперметра, который начал показывать ток порядка 0,10-0,20 A (рис. 99, b). При этом плюсовой щуп микроамперметра подсоединялся к южному полюсу S магнита, а минусовой - к северному N. Это убедительное доказательство движения электронов по проводам микроамперметра от плюса к минусу, а точнее от южного магнитного полюса S к северному N. Особо отметим, что эту информацию мы получили 15.06.09, то есть значительно позже того, как описали процесс движения электронов от плюса к минусу и многократно опубликовали его. 1084. Какие электротехнические следствия вытекают из описанного эксперимента? Результаты эксперимента, представленные на рис. 99, показывают ошибочность учебников по физике, электродинамике и электротехнике, так как в них утверждается, что электроны движутся в проводах от минуса к плюсу, а ток течёт в обратном направлении. Однако наши опыты показывают, что направление магнитного поля, формирующегося вокруг провода, совпадает с направлением вращения свободных электронов в нём (рис. 99, а), поэтому направление тока совпадает с направлением движения электронов. Этот простой пример ярко демонстрирует, что если источником питания является аккумулятор или батарея, то электроны движутся по проводам от плюсовой клеммы аккумулятора или батареи (рис. 99) к минусовой. Такая картина полностью согласуется со структурой электрона и однозначно доказывает, что свободные электроны провода с постоянным напряжением повёрнуты южными магнитными полюсами к положительному концу провода, а северными – к отрицательному. В этом случае не требуется присутствие в проводах свободных протонов для формирования положительного потенциала, так как свободные электроны провода формируют на его концах не разноимённые электрические заряды, а разноимённые магнитные полюса. 1085. Следует ли из новых представлений о поведении электронов в проводе необходимость заменить представления о плюсовом и минусовом концах проводов сети с постоянным напряжением на концы с северным и южным магнитными полюсами? Конечно, следует, но процесс реализации этой необходимости будет длительный. Однако, как мы увидим дальше, он неизбежен, так как углубление представлений о реальных электродинамических процессах невозможно без новых условностей в обозначении концов электрических проводов. 1086. Какие постулаты следуют из описанного элементарного эксперимента? Поскольку «Постулат» - утверждение, достоверность которого не очевидна, но доказана экспериментально, то из описанного эксперимента следуют такие постулаты: 1- электроны имеют вращающуюся электромагнитную структуру; 2- вращение электрона, управляется законом сохранения кинетического момента, отображённого в структуре константы h Планка, называемой спином; 3- направление вектора спина h и вектора магнитного момента электрона M e совпадают; 4 - магнитные поля, вращающихся и движущихся электронов вдоль провода, формируют суммарное магнитное поле, которое выходит за пределы провода; 5 - направление вектора магнитного момента M 0 магнитного поля вокруг провода с током совпадает с направлениями векторов магнитных моментов электронов M e ; 6- электроны, движутся по проводу от плюса (+) к минусу (-). 1087. Позволяют ли, сформулированные постулаты описать движение электронов вдоль провода с постоянным напряжением? Конечно, позволяют. Чистое постоянное напряжение U (рис. 100) имеют батареи и аккумуляторы. Однако, этим понятием обозначают и выпрямленное переменное напряжение, поэтому при анализе поведения электрона в проводе надо учитывать этот факт. Как видно (рис. 100), электроны выстраиваются так, что векторы их магнитных моментов M e оказываются направленными от плюса
192 (+) к минусу (-). Таким образом, южные полюса S всех свободных электронов в проводе с постоянным напряжением оказываются сориентированными к плюсовому концу провода. Северные полюса N всех свободных электронов оказываются сориентированными к минусовому концу провода (рис. 100).
Рис. 100. 1088. Не противоречат ли описанные эксперименты неопровержимому факту движения электронов от катода (минуса) до экрана электронно-лучевой трубки? Движение электронов от свободного минусового конца провода (катода) к экрану электроннолучевой трубки - убедительное доказательство соответствия реальности описанных экспериментов. Разорванный конец провода имеет северный магнитный полюс (по старому – отрицательный потенциал), соответствующий катоду, который испускает электроны и они движутся к экрану (рис. 101).
Рис. 101. Схема движения электронов вдоль провода и в электронно-лучевой трубке 1089. В чём сущность оснований, требующих замены маркировки плюсовых (+) концов электрических проводов южными магнитными полюсами S, а минусовых (-) – северными N? Чтобы понимать основания для введения представлений о том, что плюсовой конец провода соответствует южному магнитному полюсу, а минусовый – северному, надо иметь в виду, что в проводе нет свободных протонов, поэтому некому в нём
193 формировать положительный знак заряда. Есть только свободные электроны, а они имеют один знак заряда, но два магнитных полюса: южный (S) и северный (N). 1090. Есть ли другие доказательства необходимости такой замены? Дальше мы увидим, как из такой условности вытекают следствия, объясняющие такое обилие электрических эффектов, что данная гипотеза уверенно завоёвывает статус постулата. 1091. Как велика разница между размерами атомов и молекул материалов проводов и размерами так называемых свободных электронов, которые движутся вдоль проводов? Разница, примерно, тысячекратная. Размеры электронов 10 12 ì , а размеры атомов 10 9 ì . 1092. Можно ли привести образное сравнение разницы этих размеров? Можно. Если предположить, что валентные электроны атомов сформировали молекулу или кластер в форме куба со сторонами 1м, то размеры свободных электронов, движущихся в этом кубе, будут близки к одному миллиметру. Тем не менее, заряды и магнитные поля свободных электронов не безразличны для зарядов и магнитных полей электронов атомов. Они оказываются достаточными, чтобы, воздействуя на валентные и другие связанные электроны, заставлять их излучать фотоны. 1093. Каким же образом нагреваются провода при движении по ним электронов? Приложенное постоянное напряжение не только перемещает свободные электроны вдоль провода, но генерирует фотоны, нагревающие провод. Чем больше приложенное напряжение, тем больше скорость движения электронов в проводе и интенсивнее их действие на связанные электроны, которые излучают фотоны с большей энергией. 1094. Как же заставить электроны интенсивнее нагревать провод? Ответ очевиден. Надо сформировать из провода спираль. Поскольку магнитные поля выходят далеко за пределы проводов, то в проводе, свёрнутом в спираль, они начинают взаимодействовать друг с другом и интенсивнее действовать на свободные, связанные и валентные электроны и те начинают излучать фотоны и нагревать спираль. 1095. Значит ли это, что в проводе с переменным напряжением увеличивается интенсивность воздействия на электроны и, как результат, увеличиваются потери электрической энергии по сравнению с потерями в проводах с постоянным напряжением? Ответ однозначно положительный и дальше мы прозрачно увидим это, рассматривая движение электронов по проводам с переменным током. 1096. Поскольку переменное напряжение и переменный ток изменяются синусоидально, то амплитуда этих изменений принимает в интервале одного периода колебаний положительные и отрицательные значения. Относятся ли эти разноимённые знаки амплитуд напряжения и тока к положительным и отрицательным зарядам электричества? Старая электродинамика и старая электротехника базируются на таких представлениях, а электродинамика микромира отвергает их, так как в проводах с током нет положительных зарядов. По ним движутся только электроны, имеющие один – отрицательный заряд. 1097. Что же тогда формирует положительные и отрицательные амплитуды синусоидального напряжения и тока? Положительную и отрицательную амплитуды синусоидально меняющихся напряжения и тока формируют северные и южные магнитные полюса электронов. 1098. Как же они делают это и пора студентам знать об описанном процессе формирования тока и напряжения? Ответ на рис. 102. Пояснения к рис. 102, а, b, c, d, e справа от рисунка. Конечно, давно пора студентам преподавать это, но эти знания пока не доходят до них. Недавно, студенты – дипломники моего родного факультета попросили меня прочесть им цикл лекций по новым знаниям, в том числе, и по электротехнике. Они были шокированы новой информацией и спрашивали: почему им об этом не рассказали подробно раньше, на 3-м, 4-м курсах? У меня не нашлось убедительного ответа на этот вопрос.
194 1099. Если всё так наглядно и просто, то какие же уравнения описывают изложенный процесс формирования синусоидально меняющихся: напряжения, тока и напряжённости магнитного поля? Если началом считать ориентацию электронов при постоянном напряжении, то уравнения, описывающие изменение напряжения (рис. 102, формула 1), тока (рис. 102, формула 2) и напряжённости магнитного поля (рис. 102, формула 3) будут иметь виды (1, 2 и 3), представленные на рис. 102.
Рис. 102. 1100. Какой же процесс управляет синусоидальным изменением напряжения, тока и напряжённости магнитного поля? Вполне естественно предположить, что описанным процессом изменения ориентации электронов в проводах управляют магнитные полюса магнитов первичных источников питания, например, генераторов электростанций. 1101. В чём главная сущность описанного процесса изменения главных параметров, так называемого переменного тока? Главная особенность описанного процесса – синхронность синусоидального изменения напряжения U, тока I и напряженности H магнитного поля вокруг провода. Описанный процесс показывает, что при переменном напряжении количество электронов в рассматриваемом сечении провода не изменяется, а изменяется лишь их направление, которое изменяет направление магнитного поля вокруг провода, характеризуемого вектором M 0 (рис. 102). Закономерность изменения напряжённости магнитного поля вокруг проводника с током рассмотрим подробно при анализе колебательного контура конденсатор + катушка индуктивности. 1102. С какой частотой меняют своё направление электроны в проводах с переменным напряжением 220В? Из описанного процесса поведения электронов в проводе с переменным напряжением обычной сети следует, что свободные электроны меняют в ней своё направление с частотой сети, равной 50 Гц, то есть 50 раз в секунду. 1103. В чём сущность главного фактора больших потерь энергии в сетях с переменным напряжением по сравнению с сетями с постоянным напряжением? В том, что в проводах с постоянным напряжением электроны перемещаются вдоль провода, не меняя своей ориентации, а значит, и меньше излучая фотонов. В сетях с переменным напряжением электроны движутся по проводу, изменяя направление своих осей вращения (спинов
195
h ) с частотой сети (50 Гц). В проводе с переменным напряжением (рис. 102) расходуется дополнительная энергия на изменения направлений векторов спинов и магнитных моментов электронов, а также на периодичность формирования магнитного поля вокруг провода. Далее, резкое изменение направления векторов спинов h и - магнитных моментов M e свободных электронов изменяет скорость их вращения относительно своих осей, что приводит к излучению фотонов. При этом надо иметь в виду, что меняющаяся полярность магнитного поля вокруг провода действует не только на свободные электроны, но и на валентные электроны атомов в молекулах и электроны атомов, не имеющие валентных связей. В результате они тоже могут излучать фотоны и увеличивать потери энергии. 1104. Какой пример наиболее ярко доказывает потери электроэнергии? Наиболее простой пример явного проявления явления потерь энергии – спираль электрической лампочки накаливания или спираль электрической плиты. Переменные магнитные поля вокруг нитей спирали значительно больше шага спирали. В результате они перекрывают друг друга и таким образом увеличивают интенсивность действия на электроны атомов материала спирали и они, возбуждаясь, начинают излучать фотоны, накаливая спираль электрической печки или лампочки. При этом длина волны излучаемых фотонов (цвет спирали) зависит от приложенного напряжения и величины тока. Чем они больше, тем больше электронов проходит в единицу времени в каждом сечении провода спирали, которые увеличивают напряжённость магнитного поля, возникающего вокруг провода спирали, а это поле в свою очередь интенсивнее действует на электроны, заставляя их терять больше массы в одном акте излучения фотонов. 1105. Можно ли управлять процессом излучения фотонов электронами? Известно, чем больше масса фотона, тем меньше его радиус, равный длине волны электрона. Следовательно, процессом изменения длины волны излучаемых фотонов можно управлять, изменяя интенсивность воздействия магнитных полей на электроны. Эта экспериментально разработанная процедура достигла, можно сказать, предельного совершенства в современной электронике, но физики-теоретики далеки от понимания тонкостей этого совершенства. 1106. В каких случаях нарушается синхронность изменения напряжения, тока и напряженности магнитного поля? Дальше мы увидим, что при появлении в электрической цепи ёмкости и индуктивности синхронность изменения напряжения, тока и напряжённости магнитного поля нарушается, и эти нарушения учитываются при расчёте мощности, так называемым косинусом фи. 1107. Как в современной физике и электротехнике определяется направление тока в проводах? Давно установлено, что если вертикально расположенный провод с постоянным током проходит через лист бумаги, на котором лежать металлические опилки, то под действием магнитного поля, которое перпендикулярно проводу, опилки ориентируются. Для связи этой ориентации с направлением тока в проводе разработан метод, как выразился один наш знакомый, левой руки и правой ноги, то есть запутанный и плохо воспринимаемый. Подобные магнитные силовые линии образуются в воздухе и у магнитных полюсов магнитов. Принято считать, что магнитные силовые линии выходят из северного магнитного полюса и входят в южный магнитный полюс. 1108. Что является носителем магнитных силовых линий? Это тайна за семью печатями. Но есть основания полагать, что это какая-то невидимая субстанция, которую можно отождествить с понятием эфир. Она равномерно заполняет всё пространство и под действием магнитного поля принимает ориентированное направление. 1109. Как взаимодействуют друг с другом разноимённые и одноимённые магнитные полюса стержневых магнитов? Для ответа на этот вопрос обратим внимание на рис. 103, а. Как видно (рис. 103, а), у разноименных магнитных полюсов, сближающих друг друга, магнитные силовые линии в зоне контакта полюсов (рис. 103, а, точки а) направлены навстречу друг другу.
196 1110. Как взаимодействуют друг с другом одноимённые магнитные полюса стержневых магнитов? У одноименных магнитных полюсов, отталкивающих друг друга (рис. 103, b, точки b), направления магнитных силовых линий в зоне контакта полюсов совпадают. 1111. Совпадает ли процесс взаимодействия магнитных силовых линий стержневых магнитов с процессом взаимодействия магнитных силовых линий, магнитных полей вокруг проводов с постоянным током? Ответ на этот вопрос на рис. 103, с и d. Как видно, совпадение полное. Если направления токов (от плюса к минусу или от южного полюса S к северному полюсу N) у параллельных проводов совпадают (рис. 103, с), то магнитные силовые линии магнитных полей вокруг этих проводов направлены навстречу друг другу в зоне их контакта, как и у разноимённых магнитных полюсов стержневых магнитов (рис. 103, а, зона а-а). В результате провода сближаются. Когда направления токов в параллельных проводах противоположны (рис. 103 d), то направления магнитных силовых линии магнитных полей вокруг этих проводов совпадают в зоне контакта. В результате такие провода отталкиваются друг от друга, как и разноимённые магнитные полюса стержневых магнитов (рис. 103, b, зона b-b).
Рис. 103. 1112. Что является основой всех этих описанных закономерностей? Магнитное поле электрона и направление его магнитных силовых линий. 1113. Можно ли изложенную информацию представить в обобщённом виде? Можно. Итак, анализ электродинамики микромира мы начинали с анализа формирования электрических зарядов на клеммах плазменного электролизёра, потом установили, что по проводам движутся только электроны от плюсовой клеммы электролизёра или аккумулятора к минусовой клемме. Затем мы проанализировали процесс формирования магнитных полей вокруг проводов с постоянным и переменным напряжением, после этого сравнили процессы взаимодействия магнитных полей разноимённых и одноимённых магнитных полю-
197 сов стержневых магнитов с процессами взаимодействия магнитных полей, формирующихся вокруг параллельных проводов с постоянным напряжением и увидели, что в основе всех этих взаимодействий лежит магнитное поле электрона. 1114. Значит ли это, что полученную информацию можно считать обобщающей информацией электродинамики микромира и использовать её для новой интерпретации старых представлений электротехники о принципе работы электродвигателей и электрогенераторов, конденсаторов и диодов, колебательных контуров и т. д.? Ответ однозначно положительный и дальше мы покажем реализацию начала закономерностей электродинамики микромира в электростатике, электротехнике и радиотехнике. 1115. Как определить направление движения электронов по проводам, соединяющим, например флешку с ноутбуком? Для этого надо соединить флешку с ноутбуком удлинителем, представить его провода в разделенном виде, сориентировать их с юга на север, так, чтобы плюсовой конец провода был на южной стороне, а минусовой – на северной. Положить на провод наиболее чувствительный компас и зафиксировать отклонение его стрелки в момент включения цепи. 1116. Так как токи в электрических цепях ноутбука очень маленькие, то стрелка компаса может не отклониться. Что тогда? Разработать специальный, более чувствительный прибор. 1117. Позволяет ли новая информация описать процесс работы электромотора с постоянными магнитами? Конечно, позволяет. Обратим внимание на взаимодействие силовых линий магнитного поля постоянного магнита с силовыми линиями магнитного поля, формируемого электронами, движущимися от плюса к минусу по проводнику (рис. 104, а). В зоне D силовые линии магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля вокруг проводника с током направлены навстречу друг другу, поэтому они сближаются, как и силовые линии магнитных полей двух проводников с равнонаправленным током. В результате возникает сила F, смещающая проводник влево (рис. 104, а). С другой стороны проводника, в зоне А, направления силовых линий постоянного магнита и магнитного поля, сформированного движущимися по проводнику электронами, совпадают по направлению. В этом случае, как мы уже знаем, силовые линии отталкиваются и также формируют силу, направленную влево (рис. 104, а). Так формируется суммарная сила, перемещающая проводник с током в магнитном поле. Это и есть главная сила, генерирующая моменты, вращающие роторы электромоторов. 1118. А где же электрическое поле и электрические силы, которые, как считалось до этого, тоже участвуют в процессе работы электромоторов? Как видно, перемещение проводника происходит в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля проводника с током. Нет здесь взаимодействия электрического и магнитного полей, на котором базируется теория всей современной электротехники. Из этого следует, что нет здесь места и уравнениям Максвелла, из которых следует, что перемещение проводника с током в магнитном поле – следствие меняющихся напряженностей электрических и магнитных полей, о которых упоминает Ильина Е.К. Подтверждаются ли уравнения Максвелла экспериментально? http://ehant.qrz.ru/katya.htm Проводник движется в результате взаимодействия только магнитных полей. Пока мы не увидели электрическое поле и электрическую силу в этом процессе. Мы знаем, что электрическим потенциалом обладает электрон, поэтому он должен участвовать в формировании не только магнитного поля, но и электрического. 1119. Как же работает генератор электрической энергии? Если в магнитном поле движется проводник без тока (рис. 104, b), то в нём генерируется напряжение. Внешнее магнитное поле ориентирует свободные электроны в проводнике так, чтобы магнитные силовые линии их суммарного магнитного поля вокруг проводника формировали сопротивление его перемещению (рис. 104, b). Движение электронов вдоль проводника от плюса к минусу возникает благодаря принудительному перемещению проводника со скоростью V в магнитном поле постоянного магнита в левую сторону. В зоне D магнитные
198 силовые линии постоянного магнита и магнитные силовые линии проводника с током направлены в одну сторону и будут отталкиваться друг от друга, препятствуя перемещению провода в левую сторону. В зоне А, указанные силовые линии будут направлены навстречу друг другу и будут сближаться и также препятствовать перемещению провода в левую сторону (рис. 104, b). Из этого следует, что перемещение электронов вдоль провода от плюса к минусу возможно только при принудительном перемещении провода в левую сторону.
Рис. 104. 1120. Как же тогда работает самовращающийся генератор? Теоретическая и экспериментальная информация уже позволяет достоверно интерпретировать все особенности работы – главного, экологически чистого источника энергетики ближайшего будущего, но пока отсутствуют условия для оглашения такой информации. Хотя, некоторые, парадоксальные с точки зрения старой электродинамики, особенности можно отметить. Известно, что с увеличением тока нагрузки обороты ротора существующих, принудительно приводных генераторов, уменьшаются, а у самовращающегося генератора, наоборот, – растут в условиях, когда энергия, потребляемая из сети, не изменяется. Новая электродинамика детально описывает указанную естественную закономерность поведения электронов в проводах самовращающегося генератора электрической энергии, а старая электродинамика оказывается в этом случае, образно говоря, в шоковом состоянии. 1121. Существующая интерпретация работы полупроводников и диодов базируется на понятии дырочной проводимости. Приводим текст определения понятия «дырка» из Физического энциклопедического словаря. М. «Советская энциклопедия» 1984г. 186с. «…..Дырка – положительный заряд e , имеющий энергию, равную энергии отсутствующего электрона с обратным знаком……». Можно ли согласиться с таким определением? Нет, конечно. О каком положительном заряде е^+, можно говорить, если в любых телах и металлах нет свободных протонов? 1122. Как же интерпретирует динамика микромира процесс пропуска диодом электронов? Поскольку диод пропускает одни электроны и задерживает другие, то он делает это, учитывая два различных свойства электрона, а в заряде электрона заложено только одно свойство – отрицательный заряд. Поэтому надо включить в анализ поведения электрона в диоде и другие его характеристики. Так как электрон имеет отрицательный заряд
199 и два магнитных полюса: северный и южный, то именно они и позволяют диоду выполнить функцию пропуска одних электронов и задержки других (рис. 104, с и d). В этом случае сохраняются представления о дырочной проводимости, если дырки, пропускающие и задерживающие электроны, наделить одноимённой магнитной полярностью (рис. 104, c). Поскольку главными соединительными звеньями всех молекул и кластеров являются атомы водорода, то возможна такая совокупность компоновки магнитных полюсов нейтронов, электронов и протонов атомов водорода, при которой на поверхности атома окажутся электроны или протоны, на внешнем контуре которых будут одноимённые магнитные полюса, например, южные. Далее, возможно формирование таких молекул из этих атомов, которые создавали бы дырку, периметр которой и формировал бы дискретные магнитные поля одной полярности, например, южной (рис. 104, с). Такая дырка будет пропускать лишь те электроны, которые подойдут к ней северными магнитными полюсами. 1123. Как же интерпретирует динамика микромира процесс задержки электронов диодом? Во второй половине периода изменения направления векторов магнитных моментов и спинов h электронов у диодной дырки окажутся электроны с южными магнитными полюсами, направленными в сторону их движения (рис. 104, d). Вполне естественно, что диодный барьер, сформированный из южных магнитных полюсов электронов атомов, не пропустит такие электроны. Неудачливым электронам придётся ждать ещё пол периода, и они окажутся повернутыми к диодной дырке северными магнитными полюсами и она пропустит их, как своих, а величина напряжения в момент, когда электроны в проводе были повернуты к диоду южными магнитными полюсами, будет равна нулю. Можно ли продемонстрировать описанную работу диода с помощью осциллограммы? Ответ в продолжении. 1124. Как связана работа диода с процессом формирования осциллограмм? Уже описанная нами закономерность работы диода следует из эксперимента, схема которого представлена на рис. 105, а. Обратим внимание на простоту электрической схемы рассматриваемого эксперимента. В ней нет ни ёмкости, ни индуктивности. Осциллограммы напряжения и тока, выпрямленные диодом 3 (рис. 105, а), показаны на рис. 105, b. Как видно (рис. 105, а), диод пропускает только положительные значения переменного напряжения и переменного тока (рис. 105, а, b). Их формируют те электроны, которые оказываются у дырки диода повернутыми северными магнитными полюсами в строну движения. Те электроны, которые подходят к дырке диода южными магнитными полюсами, диод не пропускает и таким образом обрезаются отрицательные амплитуды и напряжения (рис. 105, b) и тока (рис. 105, b). 1125. Известно, что клеммы конденсаторов обозначаются знаками электрических потенциалов плюс (+) и минус (-). Значит ли это, что на пластинах конденсатора собираются положительно заряженные протоны и отрицательно заряженные электроны? Ошибочность существующей интерпретации работы конденсатора особенно очевидна. Она базируется на присутствии в электрической цепи положительных и отрицательных зарядов. Носители этих зарядов известны: протон и электрон. Однако, также известно, что они чувствуют присутствие друг друга на расстоянии в тысячу раз большем размера электрона и в миллион раз большем размера протона. Даже такое их далёкое соседство заканчивается процессом формирования атомов водорода, которые существуют лишь в плазменном состоянии при температуре до 10000 С. Это происходит, например, в процессах удаления электронов и протонов от Солнца и последующего объединения их в атомы водорода. Удаляясь от поверхности Солнца, они начинают объединяться в зоне с температурой менее 2700С. Так что совместное присутствие протонов и электронов в свободном состоянии в проводниках полностью исключается, поэтому положительный и отрицательный потенциалы на пластинах диэлектрического конденсатора – давнишняя ошибка физиков.
200
Рис. 105. 1126. Позволяет ли древнейший прибор компас проследить за процессом движения электронов к пластинам диэлектрического конденсатора при его зарядке? На рис. 105, с показано, что стрелки компасов 1 и 2, расположенных выше и ниже пластин конденсатора, отклоняются в одну, правую сторону. 1127. Как движутся электроны к верхней и нижней пластинам конденсатора при таких отклонениях стрелок компасов? На рис. 105, с и d показано, что к верхней пластине конденсатора электроны движутся южными магнитными полюсами, а к нижней – северными. Это следствие показаний компасов, которые изменить нельзя. Напомним, что провода, которые подходят к конденсатору, надо ориентировать с юга на север, перед фиксированием отклонения стрелок компасов. 1128. Значит ли это, что на пластинах конденсатора формируются не знаки электрических потенциалов плюс (+) и минус (-), а южный и северный магнитные полюса? Ответ однозначный: значит. 1129. Что показано на рис. 105, е? Ученые из Калифорнийского университета в СантаБарбаре предложили свой способ создания конденсатора, в котором при подаче электрического напряжения на его обкладках накапливался бы не только электрический заряд электронов, но и, как они считают, их спины. Спиновый (h) конденсатор, как они его назвали, (рис. 105, е): диэлектрический материал зажат между обкладками из ферромагнитного материала. На рис. 105, е показаны импульсы плотности спин-поляризованных электронов, достигающие максимумов на поверхностях раздела на противоположных по знаку обкладках конденсатора. Американцы сообщают, что данный эффект является пока результатом численного моделирования, но уже мало кто сомневается в его существовании, поскольку, как они считают, методы расчетов достигли такого уровня развития, что начинают не просто объяснять экспериментальные результаты, но и предсказывать новые эффекты. Кроме того, в пользу существования описанного явления говорит недавно обнаруженный в электрохимических элементах с ферромагнитными электродами эффект перестраиваемого электрическим полем магнетизма.
201 1130. Можно ли считать, что американцы близки к пониманию процесса зарядки конденсатора? Вряд ли. Они не знают начала этих процессов – структуру электрона, и структуру его магнитного поля. Они не знают пока общность процессов формирования магнитных полей вокруг проводников с током и магнитных полей постоянных магнитов. Они не знают процесс поведения электрона в проводе с постоянным и переменным напряжением, не знают принцип работы диода и многое другое. Однако их интуитивные представления о структуре поля заряженного конденсатора близки к тому, что мы описали. 1131. Помогают ли компасы проследить за движением электронов при разрядке конденсатора? Схема отклонения стрелок компасов (К) 1, 2, 3 и 4 при разрядке конденсатора на сопротивление R в момент включения выключателя 5 показана на рис. 106. Процесс разрядки диэлектрического конденсатора на сопротивление – следующее экспериментальное доказательство соответствия реальности выявленной модели электрона и ошибочности сложившихся представлений о том, что на пластинах диэлектрического конденсатора формируются разноимённые электрические заряды (рис. 106, а и b). Как видно (рис. 106, а), в момент включения процесса разрядки конденсатора, магнитная полярность на пластинах конденсатора изменяется на противоположную и электроны, развернувшись, начинают двигаться к сопротивлению R (рис. 106, а и b). Электроны, идущие от верхней пластины конденсатора ориентируются южными магнитными полюсами в сторону движения, а от нижней – северными (рис. 106, b). Компасы 3 и 4, установленные на совокупности проводов ВА, сориентированных с юга на север, чётко фиксируют этот факт, отклонением стрелок вправо, доказывая этим, что векторы спинов и магнитных моментов всех электронов в этих проводах направлены с юга на север (рис. 106, a, b). 1132. Есть отличие в зарядке диэлектрического и электролитического конденсаторов? Такие различия имеются, так как в электролитическом конденсаторе присутствуют ионы. 1133. Можно ли на примере модели одного из ионов показать схему процесса зарядки электролитического конденсатора? Этот процесс показан схематически на рис. 106, с и d при участии иона ÎÍ . 1134. В чём сущность зарядки электролитического конденсатора? При анализе процесса зарядки электролитического конденсатора надо учитывать, что в электролитическом конденсаторе присутствуют ионы, имеющие положительный и отрицательный заряды, которые и управляют процессом формирования потенциалов на пластинах электролитического конденсатора. Сейчас мы увидим, что наличие электролита в конденсаторе не приводит к появлению в проводах положительных носителей заряда, то есть протонов. Если роль электродов, представленных на рис. 106, c, выполняют пластины конденсатора, то при его зарядке, электроны, пришедшие из внешней сети, сориентируются южными магнитными полюсами у верхней пластины конденсатора и северными магнитными полюсами у нижней пластины. Обусловлено это тем, что электроны сближают их разноимённые магнитные полюса, а сближение электрона с протоном ограничивают одноимённые магнитные полюса. Обратим особое внимание на то, что у верхней пластины конденсатора (рис. 106, с) с обоих сторон присутствуют электроны и поэтому кажется, что они отталкивают друг друга. Однако, надо иметь в виду, что при образовании кластеров электронов они соединяются друг с другом разноимёнными магнитными полюсами, а одинаковые электрические заряды ограничивают их сближение, поэтому контакт иона с верхней пластиной конденсатора обеспечивают разноимённые магнитные полюса электронов. У нижней пластины конденсатора – разноимённые электрические заряды, которые сближают протон атома водорода, находящегося в составе иона, и электрон пластины конденсатора. Но это сближение ограничивается их одноимёнными магнитными полюсами. Так объясняются эти кажущиеся противоречия.
202
Рис. 106. Таким образом, пластины электролитического конденсатора заряжаются разноимённой электрической полярностью и разноимённой магнитной полярностью одновременно. При этом функции плюса принадлежат южному магнитному полюсу электрона, а функции минуса – северному. Эти полюса формируют и электрическую, и магнитную полярности на пластинах конденсатора. Проследим процесс зарядки конденсатора, чтобы увидеть, как магнитные полюса электрона и протона формируют магнитную и электрическую полярности его пластин. Схема эксперимента по зарядке конденсатора показана на рис. 106, d. Самое главное требование к схеме – ориентация её с юга (S) на север (N). Сразу, после диода, показан компас 1 (К), положенный на провод, идущий к конденсатору С. Стрелка этого компаса, отклоняясь вправо в момент включения напряжения, показывает направление движения электронов (рис. 106, d) от точки S к нижней пластине конденсатора С. Выше компаса показана схема направления магнитного поля вокруг провода, формируемого движущимися в нём электронами. Таким образом, электроны, прошедшие через диод, приходят к нижней пластине конденсатора сориентированными векторами спинов h и магнитных моментов M e к её внутренней поверхности (рис. 106, d). В результате на этой поверхности формируется северный магнитный потенциал (N), эквивалентный отрицательному электрическому потенциалу (-). Вполне естественно, что к верхней пластине конденсатора электроны придут из сети сориентированными южными магнитными полюсами (S). Доказательством этого служит экспериментальный факт отклонения стрелки верхнего компаса 2 (К) вправо (рис. 106, d). Это означает, что электроны, движущиеся по проводу к верхней пластине конденсатора, ориентированы южными магнитными полюсами (S) в сторону движения.
203 На рис. 106, d представлена схема, поясняющая ориентацию электронов, движущихся к пластинам конденсатора С при его зарядке. Электроны приходят к нижней пластине конденсатора сориентированными северными магнитными полюсами (N) к её внутренней поверхности. К внутренней поверхности верхней пластины конденсатора электроны приходят сориентированными южными магнитными полюсами (S). 1135. Есть ли аналогия ориентации электронов при движении к пластинам диэлектрического и электролитического конденсаторов? Направления ориентации электронов при их движении к пластинам диэлектрического конденсатора (рис. 107, d) аналогичны ориентации электронов при их движении к пластинам электролитического конденсатора (рис. 107, d). Так электроны – единственные носители электричества в проводах, формируют на пластинах электролитического конденсатора и разноимённую электрическую полярность (+ и -) и разноимённую магнитную полярность (S и N) одновременно.
Рис. 107. 1136. Сохраняется ли способность компасов определять направления движения электронов при разрядке электролитического конденсатора? Сохраняется полностью. Процесс разрядки конденсатора на сопротивление R (рис. 107, а) – следующее экспериментальное доказательство правильности новой интерпретации о направлении движения электронов в проводах и ошибочности сложившихся представлений о том, что на пластинах конденсатора формируются только разноимённые электрические заряды (рис. 107, а).
204 Схемы отклонения стрелок компасов (К) 1, 2, 3 и 4 при разрядке конденсатора на сопротивление R в момент включения выключателя 5 показаны на рис. 107, а Как видно (рис. 107, а и b), в момент включения процесса разрядки конденсатора (рис. 107, а, включатель 5) магнитная полярность на пластинах конденсатора изменяется на противоположную и электроны, развернувшись, начинают двигаться к сопротивлению R (рис. 107, а и b). Электроны, идущие от верхней пластины конденсатора, ориентируются южными магнитными полюсами в сторону движения, а от нижней – северными. Компасы 3 и 4, установленные на совокупности проводов ВА (рис. 107, а), сориентированных с юга на север, чётко зафиксируют направление движения электронов отклонением стрелок вправо, доказывая этим, что векторы спинов и магнитных моментов всех электронов в этих проводах направлены с юга на север. Схема движения электронов при разрядке диэлектрического конденсатора (рис. 107, а и b) аналогична схеме движения электронов при разрядке электролитического конденсатора (рис. 107, а и b). 1137. Известно, что сдвиг фаз напряжения и тока наблюдается в цепях с ёмкостью и индуктивностью. Позволяют ли компасы проследить за процессом этого сдвига? В продолжении мы детально проанализируем этот процесс и получим положительный ответ на этот вопрос. 1138. До появления электродинамики микромира процессы движения электронов от конденсаторов к индуктивностям были полностью скрыты (рис. 108, а). Можно ли раскрыть их? Попытаемся. 1139. Помогают ли компасы провести анализ процесса движения электронов от конденсатора к индуктивности и обратно? Конечно, помогают. На рис. 108, b показаны направления отклонения стрелок компасов в момент включения включателя 5. Проследим за движением электронов от конденсатора к катушке индуктивности вблизи клемм этой катушки. Обратим внимание на отличия в ориентации электронов в проводах, соединяющих конденсатор и активное сопротивление (рис. 108, а) и в проводах, соединяющих конденсатор и катушку индуктивности (рис. 108, b), зафиксированные отклонением стрелок компасов. 1140. О чем свидетельствуют отклонения стрелок компасов 3 и 4 в разные стороны (рис. 108, b) ? Ранее, при анализе процесса зарядки конденсатора, мы установили, что на верхней пластине конденсатора электроны ориентируются так, что их южные магнитные полюса направлены вниз, а на нижней пластине конденсатора северные магнитные полюса электронов направлены вверх. Отклонение стрелки компаса 3 (рис. 108, b) вправо, свидетельствует о том, что электроны на этой пластине конденсатора, при включении процесса его разрядки на индуктивность, разворачиваются на 180 град. и движутся к индуктивности южными магнитными полюсами вперед (рис. 108, b). На нижней пластине конденсатора они, не меняя своего направления, движутся к виткам катушки индуктивности тоже южными магнитными полюсами вперёд. 1141. В чём сущность причины, формирующей колебательный процесс изменения напряжения в системе конденсатор – индуктивность? Чтобы найти ответ на поставленный вопрос, проследим за движением электронов к катушке индуктивности. Главное в этом процессе – направления движения электронов из конденсатора в катушку индуктивности. Мы уже показали, что эта задача решается вполне удовлетворительно с помощью древнейшего прибора – компаса. Установим эти приборы на провода, подходящие к катушке индуктивности, предварительно сориентировав их в направлении с юга на север (рис. 108, b). Теперь видно (рис. 108, b), что электроны от верхней и нижней пластин конденсатора встречаются в середине катушки индуктивности (сечение К-К) одноимёнными зарядами и одноимёнными южными магнитными полюсами. Это автоматически формирует процесс их отталкивания друг от друга и они устремляются вновь к пластинам конденсатора.
205
Рис. 108. 1142. Чему равно напряжение на клеммах конденсатора в момент включения включателя 5 (рис. 108, b)? Оно равно максимуму (рис. 108, c). 1143. Чему равен ток на клеммах конденсатора в момент включения включателя 5 (рис. 108, b)? Вполне естественно, он равен нулю (рис. 108, d). 1144. Чему равна напряжённость магнитного поля катушки индуктивности в момент включения включателя 5 (рис. 108, b? Так как ток равен нулю, то и напряжённость магнитного поля будет равна нулю (рис. 108, e). 1145. Можно ли описать последовательно процесс изменения одновременно напряжения, тока и напряжённости магнитного поля катушки? Можно. Когда конденсатор заряжен, то напряжение на его пластинах в момент включения выключателя 5 максимально и равно, например, 100 В (рис. 108, c). Совокупность магнитных полей всех электронов во всех витках катушки (рис. 108, d) формирует суммарное магнитное поле, направление силовых линий которого легко определяется по направлению спинов h электронов 1 и 2. Эти электроны подходят к сечению К-К с противоположно направленными векторами спинов и магнитных моментов. Это значит, что сформированные ими магнитные поля вокруг витков катушки в зоне встречи электронов (сечение К-К) направлены одноимёнными магнитными полюсами навстречу друг другу и тоже отталкиваются (рис. 108, d). Когда электроны, идущие от верхней и нижней пластин конденсатора С, встретятся в сечении К-К катушки, то конденсатор C полностью разрядится. Итак, к моменту начала разрядки конденсатора напряжение U на его клеммах катушки и конденсатора имеет максимальное значение (рис. 108, c), ток I и напряжённость H магнитного поля катушки равны нулю (рис. 108, d и e). В момент прихода электронов к сечению К-К катушки и их
206 остановки напряжение на клеммах конденсатора оказывается равным нулю (рис. 108, c), а величины тока и напряженности магнитного поля катушки – максимуму (рис. 108, d и e). Далее, напряжённость магнитного поля катушки начинает уменьшаться (рис. 108, e) и автоматически изменяет направление векторов спинов и магнитных моментов электронов на противоположное и они, двигаясь назад к конденсатору, формируют на его клеммах противоположную магнитную полярность. В момент прихода электронов к пластинам конденсатора напряжение на его клеммах достигает максимума (рис. 108, c), а величины обратно направленных тока и напряженности магнитного поля принимают нулевые значения (рис. 108, d и e). После этого начинается второе движение электронов от пластин конденсатора к катушке. При этом электроны меняют направления векторов магнитных моментов и спинов на противоположные. В результате величина противоположного (отрицательного) потенциала на пластинах конденсатора начинает уменьшаться до нуля (рис. 108, c) а величина тока, обусловленная движением электронов с противоположно направленными векторами спинов, увеличиваясь, уходит в отрицательную зону (рис. 108, d). Так же изменяется и напряженность противоположно направленного магнитного поля катушки (рис. 108, e). Когда электроны повторно придут к середине сечения К-К катушки, то напряжение на клеммах конденсатора станет равным нулю (рис. 108, c) а напряженность магнитного поля катушки, сформированная электронами с направлениями векторов спинов и магнитных моментов, противоположных первому приходу электронов к середине сечения К-К, и величина тока достигнут максимальных отрицательных значений (рис. 108, d и e). Так формируются синусоидальные законы изменения напряжения, тока и напряжённости магнитного поля в колебательном контуре: конденсатор + катушка индуктивности. 1146. По каким законам изменяются: напряжение, ток и напряжённость магнитного поля катушки? Закономерности их изменения отражают формулы 1, 2 и 3 на рис. 108. В них отражён и сдвиг фаз изменения этих величин. 1147. Если протоны не могут существовать в свободном состоянии вместе с электронами, то, как тогда понимать неисчислимое количество экспериментов по электростатике? Также как и по электродинамике. Явления и процессы электростатики формируются кластерами электронов, имеющих отрицательный заряд, но два магнитных полюса: северный и южный, которым ошибочно приписаны знаки электрических зарядов: минус и плюс. 1148. Как и когда зародились ошибочные представления по электростатике? Электростатика – древнейший раздел физики с обилием экспериментальных данных о положительных и отрицательных зарядах электричества. И только сейчас появились результаты исследований, доказывающих ошибочность таких представлений. Оказалось, что Французский исследователь Ш. Дюфэ опубликовал в Мемуарах Парижской Академии наук за 1733 г. результаты своих опытов, в которых он обнаружил, что существует стекляное и смоляное электричество. Главная особенность этих двух электричеств: отталкивать однородное с ним и притягивать противоположное. В России подобными экспериментами занимались Георг Вильгелм Рихман и Михаил Васильевич Ломоносов, результаты их исследований начали публиковаться Петербургской академией наук в 1751г. В 1777 году известный американский физик и политический деятель Бенджамин Франклин предложил понятия положительного и отрицательного заряда электричества. Результаты своих опытов он обобщил и их главную суть сформулировал следующим образом. 1. Электрическая субстанция состоит из чрезвычайно малых частиц, так как она способна проникать в обыкновенную материю, даже в самые плотные металлы, с большой легкостью и свободой, не встречая при этом заметного сопротивления. 2. Частицы электрической субстанции взаимно отталкивают друг друга, но они сильно притягиваются всей прочей материей.
207 3. Обыкновенная материя содержит (как правило) столько электрической субстанции, сколько она может заключать в себе. Если прибавить ей еще этой субстанции, то она разместится на поверхности и образует то, что мы называем электрической атмосферой; в этом случае говорят, что предмет наэлектризован. Франклин писал: “Чтобы электризовать плюс или минус, требуется знать лишь только то, что части трубки или шара, которые натираются, притягивают в момент трения электрический огонь и, значит, забирают его из предмета, которым производится натирание; эти же самые части, как только прекратится их натирание, стремятся отдать полученный ими огонь любому предмету с меньшим его количеством”. 1149. Как представляют современные учебники по физике информацию по электростатике? Современные учебники по физике формируют представление о положительных и отрицательных электрических зарядах. При этом одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые притягиваются. Считается, что шерсть, мех, стекло, горный хрусталь и драгоценные камни имеют избыток положительных зарядов, а янтарь, смолы, сургуч, воск, сера, резина и пластмассы имеют избыток отрицательных зарядов. Угол отклонения лепестков электроскопа возрастает после нескольких касаний шарика электроскопа стеклянной палочкой (рис. 109, а). Считается, что это является следствием увеличения положительного заряда. При скольжении о шарик электроскопа пластмассовой палочки его лепестки также отклоняются (рис. 109, b). Считается, что в результате этого электроскоп заряжается отрицательно. Если после этого прикоснуться шарика электроскопа, заряженного отрицательно (рис. 109, b), стеклянной палочкой, то отклонение стрелки электроскопа уменьшится. Что интерпретируется, как уменьшение отрицательного заряда электричества.
Рис. 109. Следующий эксперимент показывает процесс разрядки заряженного электроскопа на незаряженный (рис. 109, с). Опыт проводят следующим образом. С помощью палочки заряжают левый электроскоп до максимального отклонения стрелки, а правый оставляют незаряженным. Затем соединяют шары диполем с неоновой лампой и наблюдают, как показания стрелки левого электроскопа уменьшаются, а правого - увеличиваются и одновременно загорается неоновая лампочка (рис. 109, с). Свечение лампы прекращается, ко-
208 гда показания стрелок обоих электроскопов становятся одинаковыми. Жаль, конечно, что авторы, описавшие этот эксперимент, не сообщают, какой палочкой они заряжали электроскоп. Стеклянной или пластмассовой? Ведь стеклянная палочка заряжает электроскоп положительно, то есть, как считается, избытком протонов, а пластмассовая - отрицательно, то есть избытком электронов. Конечно, в обоих случаях присутствуют только электроны. Это элементарный эксперимент по выравниванию потенциалов - перетеканию электронов на тело, где их меньше. Эксперимент на рис. 109, с и, особенно на рис. 109, d и е, где представлены вертикальные пластины конденсатора, зарядку и разрядку которого электронами мы уже рассмотрели, наиболее убедительно доказывают отсутствие в этих экспериментах положительных электрических зарядов, тем не менее, красочные картинки школьных учебников (рис. 109, а, b, c, d, e) закладывают в головы школьников ошибочные представления на всю жизнь. О каких инновационных прорывах трубят наши лидеры, если своим бездействием закрывают этот прорыв на десятилетия. 1150. Чем руководствовались авторы подобных учебников, тексты которых представлены на рис. 109? Авторы подобных учебников руководствовались старыми знаниями, согласно которым в проводах могут присутствовать, как положительные заряды + (протоны), так и отрицательные заряды - (электроны). Они не понимают, что протоны находятся глубоко в ядрах атомов. В свободном состоянии могут находиться лишь протоны атомов водорода в электролитических растворах и это состояние предельно краткосрочное. 1151. Как понимать знаки плюс (+) и минус (-), которые устанавливаются на клеммах аккумуляторов, батарей, конденсаторов, диодов, выпрямителей и т. д. и какая судьба ждёт эти знаки? Знаки (+) и (-) устанавливаются на клеммах аккумуляторов, батарей, конденсаторов, диодов, выпрямителей и т. д. Они так глубоко вошли в наше сознание, что потребуется немало времени, чтобы упорядочить их использование. Видимо, они останутся на клеммах только аккумуляторов и батарей, так как на этих клеммах они отражают реальность, а во всех остальных случаях придётся вместо плюсов (+) ставить знак южного магнитного полюса S, а вместо минуса (-) – знак северного магнитного полюса N. 1152. Эквивалентно ли обучение школьников и студентов старым знаниям по электростатике интеллектуальному насилию над ними и что надо сделать, чтобы прекратить это насилие? Я уже сделал всё, что мог и уверен, потомки не будут осуждать меня за то, что я при жизни не смог освободить их детей от интеллектуального насилия. 1153. Правильно ли поступил Перельман, отказавшись от премии? Создаётся впечатление, что Перельман понимает не только ценность своего чисто математического достижения, но его практическую бесполезность, поэтому история науки сочтёт его поступок разумным. 1154. Есть ли физики, осознавшие ошибочность электростатики? Положительные и отрицательные заряды электричества в явлениях электростатики – глубочайшая многовековая ошибка физиков. Многие из них уже признают, что носителями электричества в проводах являются только электроны. Но боятся найти причины противоречий в электростатике, которые возникают при этом. Решение возникшей задачи облегчает уже известная модель электрона (рис. 110, а). 1155. Можно ли представить кластер электронов увеличено? Электрон - это полый вращающийся тор, формированием электрического и магнитного полей которого управляют 23 константы. Совокупность имеющейся информации даёт основание представить электрон с совокупностью его магнитных и электрических полей в виде яблока. Оно имеет почти сферическое электрическое поле, а его магнитное поле подобно магнитному полю стержневого магнита, на одном конце которого южный магнитный полюс S, а на другом – северный N (рис. 110, а). Поскольку максимальная напряженность магнитных полей электронов формируется вдоль их осей вращения, то, соединяясь разноимёнными магнитными полюсами, они формируют линейные кластеры (рис. 110, а).
209 1156. Что является причиной треска и формирования искр в момент причёсывания чистых волос или в момент снятия нейлоновой рубашки? Это процесс формирования кластеров электронов и их разрыва (рис. 110, а), которые сопровождаются излучением световых фотонов, размеры которых на 5 порядков (в 10000 раз) больше электронов, излучивших их. В результате в зоне формирования искр повышается давление воздуха, которое мы воспринимаем как треск. Конечно, кластеры электронов могут разрываться и вновь формироваться, и искры, возникающие при причёсывании волос, при снятии нейлоновой рубашки или включении кремниевой зажигалки, свидетельствуют об этом. Наиболее убедительным экспериментальным фактом, подтверждающим описанное, является формирование так называемых электростатических султанов (рис. 110, b, c , d). Лепестки и «положительно», и отрицательно заряженных султанов расходятся в стороны под действием электростатических сил электронов и электронных кластеров, располагающихся вдоль лепестков (рис. 110, b). Поскольку присутствие на лепестках свободных протонов полностью исключается, то на их «положительно» и отрицательно заряженных концах образуются не разноимённые электрические заряды, а разноимённые магнитные полюса электронных кластеров. Они и формируют картины деформации лепестков при сближении султанов (рис. 110, c и d).
Рис. 110. 1157. Итак, электронные кластеры закрывают проблемы электростатики, но они открывают новые проблемы и главная из них: почему электронные кластеры формируют на поверхности одних тел северные магнитные полюса, а на поверхности других - южные? Ответ на этот вопрос скрыт очень глубоко, в структурах ядер химических веществ, из которых состоят тела. Там начало формирования магнитных полярностей всех
210 электронов атомов, молекул и их кластеров. Попытаемся прояснить эту ситуацию путём анализа структур ядер кремния – основного химического элемента стекла. Кремний – четырнадцатый элемент в таблице химических элементов. Его стабильное ядро (таких ядер 92,23%) содержит 14 протонов и 14 нейтронов (рис. 110, e). Поскольку кремний входит в четвертую группу периодической таблицы химических элементов вместе с углеродом, то ядро атома углерода должно быть в структуре ядра атома кремния. Причем, оно может быть представлено двумя видами: плоским (рис. 110, e) и пространственным (рис. 110, j). Если стекло формируют пространственные ядра кремния (рис. 110, j), то электроны, присоединяющиеся к осевым протонам, автоматически получают разную магнитную полярность. Выходя на поверхность тела, они и формируют эту полярность на микроуровне. Вполне естественно, что свободные электроны или электронные кластеры, присоединившиеся к поверхностным электронам стекла, будут иметь одинаковую поверхностную магнитную полярность, которую мы отождествляем с определённым электрическим зарядом. Другие тела могут иметь на поверхности электроны с другими магнитными полюсами, но это не будет мешать электронным кластерам присоединяться к ним противоположными магнитными полюсами. В результате заряд оказывается один, но с двумя магнитными полюсами, разными на поверхности разных тел, которые ошибочно отождествлялись с положительным зарядом (протоном) и отрицательным (электроном). 1158. Позволяет ли новая теория микромира корректнее интерпретировать эксперименты Н. Теслы? Конечно, позволяет. Вот один из них. Его суть показана на рис. 111. Студент принимает кратковременный импульс напряжения равный 1500000 Вольт. 1159. Как интерпретирует новая теория микромира эксперименты, представленные на рис. 111? Их суть в том, что они аналогичны процессу зарядки конденсатора. 1160. Какие моменты в этом эксперименте (рис. 111, b) являются главными? Обращаем внимание на то, что платформа, на которой стоит емкость с раствором, надёжно изолирована от земли (рис. 111, b). Далее, ноги испытуемого находятся в растворе воды и таким образом увеличивают площадь передачи электрического потенциала его телу. Вполне естественно, что потенциал формируют электроны, движущиеся от источника. В результате в теле испытуемого формируется направленная ориентация электронов, подобная их ориентации на пластине конденсатора. 1161. Почему испытуемого не убивает током? Потому что электрическая цепь не замкнута и по телу испытываемого не течёт ток. Свободные электроны его тела лишь принимают ориентированное положение, но не перемещаются по телу. 1162. Почему наибольшая плотность заряда формируется на голове испытуемого? Так как кластеры электронов имеют линейную структуру, то магнитные свойства кластеров наиболее ярко выражены в волосах головы и их корнях, так как в этих зонах тела наиболее четко выражены его линейные структуры. Поэтому в зонах корней волос и на их концах формируются мощные однополярные магнитные полюса электронных кластеров. 1163. Каким образом формируется искровой коронный разряд в воздухе над головой испытуемого? Вполне естественно, что мощные однополярные магнитные полюса электронных кластеров в волосах испытуемого автоматически вызывают формирование ионно-электронных кластеров в воздухе, прилегающем к голове. Естественно так же и то, что магнитные полюса на концах воздушных ионно-электронных кластеров имеют магнитную полярность, противоположную той, которую имеют электронные кластеры на теле испытуемого. 1164. Что формирует разрядную светящуюся корону на голове испытуемого? Поскольку всё тело испытуемого – одна пластина конденсатора, то роль второй пластины выполняет окружающая воздушная среда, в которой много ионов и есть свободные электроны. Они и формируют ионно-электронные кластеры такие, что магнитная полярность
211 на концах этих кластеров противоположна магнитной полярности электронных кластеров, сформировавшихся в теле испытуемого. Процесс синтеза ионно-электронных кластеров воздуха сопровождается сближением разно полярных магнитных полюсов электронов, в результате которого электроны излучают фотоны, формирующие разрядную корону, которую мы видим. 1165. Почему испытуемый держит руки так, как показано на рис. 111, b? Он держит руки так потому, что пальцы рук имеют линейную форму и их контакт с воздухом формировал бы на их концах разрядные потенциалы. 1166. Почему разрядная корона на голове испытуемого имеет разветвлённую форму (рис. 111, а)? Потому что на концах волос - одноимённые магнитные полюса электронных кластеров и одноимённые электрические заряды (электроны), которые удаляют их внешние концы друг от друга (рис. 111, а). Такие же одноимённые магнитные полюса и электрические заряды (электроны) и на концах электронно-ионных кластеров воздуха, которые так же удаляют их внешние концы друг от друга (рис. 111, b). В результате получается коронный светящийся разряд.
Рис. 111. Эксперимент студентов Калифорнийского Университета (Фото из Интернета) 1167. Почему столь мощный коронный разряд оказывается не смертельным для человека? Потому, что тело испытуемого не имеет электрической связи с проводником, по которому электроны, пришедшие в его тело от источника, могли бы двигаться дальше. Он надёжно изолирован от земли. Поэтому электроны источника лишь заряжают тело испытуемого. Вполне естественно, что этот процесс имеет опасные и безопасные границы для здоровья, которые изучаются и используются в лечебных целях.
212 1168. Позволяет ли новая теория микромира однозначно интерпретировать электрогравитацию Т.Т. Брауна? Читатель понимает, что законы Отечества автора этих ответов запрещают ему публиковать детальный ответ на этот вопрос. Краткий ответ – однозначно положительный. 1169. Есть ли основания для заключения о наличии в пространстве бесконечного количества энергии на основании эффектов, следующих из тесловских экспериментов? Наличие энергии в пространстве следует не только из тесловских экспериментов, но и из факта свечения электрической лампочки. Однако в большинстве случаев тесловские эксперименты интерпретируются ошибочно и тонкость его замечательных эффектов ещё не понята до конца. 1170. В чём сущность этих тонкостей? Они становятся понятнее в условиях наличия новой научной информации об электроне. Известно, что масса свободного электрона строго постоянна. При установлении связи с протоном он излучает фотон, который уносит часть его массы, но стабильность его структуры сохраняется благодаря тому, что он связан с протоном. 1171. В каком простейшем электрическом процессе наблюдается это явление? Электрическую искру формируют кластеры электронов и ионов в момент соединения их разноименных магнитных полюсов и последующего сближения. В этот момент электроны излучают фотоны, которые и формируют наблюдаемую при этом искру. 1172. Свет, формируемый электрической искрой, это - фотоны, излучённые электронами при формировании ими и ионами кластера. Как будет меняться цвет искры при увеличении напряжения и почему? Хорошо известен факт изменения цвета искры, формируемой между электродами свечи автомобильного зажигания. По мере увеличения напряжения он меняется от красного до светло-голубого. Причиной изменения цвета является увеличение интенсивности взаимодействия электронов и ионов кластера друг с другом при увеличении напряжения и излучение более мощных фотонов с меньшим радиусом (длиной волны). 1173. Какой главный фактор определяет столь большую величину ЭДС в экспериментах, представленных на рис. 111? Детали эксперимента нам не известны, но мы уверенно полагаем, что в данном случае использовалась ЭДС самоиндукции, возникающая при разрыве электрической цепи с индуктивностью. Известно, что длительность импульса самоиндукции очень мала, а амплитуда значительно больше ЭДС индукции. 1174. Можно ли привести ещё пример мощи импульса от ЭДС самоиндукции? В Интернете достаточно много фотографий, демонстрирующих мощь импульсов самоиндукции. Приводим одну из них (рис. 112). 1175. Какое природное явление является следствием формирования кластеров электронов и ионов? Грозовые молнии – гигантские кластеры электронов и ионов. 1176. Треск электрической искры и громовые раскаты молний формируются одним и тем же процессом или разными? Треск электрической искры и громовые раскаты в момент формирования природных молний - одно и то же явление. Поскольку фотоны, излучаемые электронами в момент образования электронно-ионного кластера, на 5 порядков больше электронов, то, рождаясь одновременно, они формируют волны концентрации давления воздуха, которое и генерирует громовые раскаты. 1177. Какие процессы в облаках формируют линейные молнии? Повышение температуры в облаках приводит к поглощению фотонов электронами атомов кислорода и водорода в молекулах воды, уменьшению энергий связи между электронами и ядрами атомов и последующему переходу электронов в свободное состояние, а также - к формированию ионов гидроксила ОН и гидроксония ОН 3 . В результате в облаках формируется большое количество свободных электронов и ионов гидроксила, которые образуют отрицательно заряженные зоны, а ионы гидроксония формируют положительно заряженные зоны. Так как кластеры в основном – линейные образования, то и молнии формируются линейными с изломанной конфигурацией.
213
Рис. 112. 1178. Равномерно ли формируются совокупности электрических зарядов в облаках или нет, и какое явление доказывает эту неравномерность? Главным фактором формирования электрических потенциалов в облаках является температура. Она разная в разных облаках и даже в разных зонах одного и того же облака. Поэтому зоны скопления свободных электронов и ионов гидроксила и гидроксония формируются неравномерно. Доказательством этого служит разветвление молний. 1179. Какие силы преобладают при формировании молний: электростатические или магнитные и по каким признакам молний можно судить об этом? Есть основания полагать, что решающую роль в формировании электронных кластеров играют их магнитные поля, подобные магнитным полям стержневых магнитов. Так как кластер электронов и ионов линейный, то, образовавшись, он представляет линейный отрицательный заряд огромной мощности. Наличие мощных напряженностей магнитных полей вдоль осей вращения электронов приводит к формированию жгутов кластеров посредством взаимодействия их разноимённых магнитных полюсов в соседних линейных кластерах. В результате линейная совокупность кластеров становится единым образованием, которое можно назвать жгутом с мощным линейным электрическим потенциалом. Он разряжается, прежде всего, в направление скопившихся ионов гидроксония, в места, где его величина значительно меньше, а также - в направление с большей электрической проводимостью. 1180. За счет чего электроны кластеров, излучившие фотоны (а их немало), восстанавливают свои массы? Электроны кластеров, сформировавшие молнии и излучившие огромное количество энергии в виде фотонов, которые унесли часть массы каждого из них, восстанавливают свои массы за счет поглощения эфира. Другого источника восстановления массы электронов нет, и у нас нет оснований допускать, что, излучив фотоны в виде молний, электроны теряют свою структуру и перестают существовать. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Как видим, человечеству потребовалось около 300 лет, чтобы понять истинный физический смысл положительных и отрицательных зарядов электричества, введённых нашими предками. Читатель, прочитавший эту краткую научную информацию, поймёт, что продолжение преподавания старой электростатики школьникам и студентам недопустимо, так как это калечит их интеллектуальный потенциал. 1181. Есть ли связь между процессами и явлениями новой электростатики и такими необычными природными явлениями, как летающие тарелки? Конечно, есть. Новые знания по электростатике уже позволяют перевести сказки о летающих тарелках в состояние научных гипотез. Сформулируем её первый вариант (рис. 113).
214 1182. В чём суть первого варианта научной гипотезы? Мы уже сформулировали её раньше. Суть заключается в том, что формирование всех атомов начинается с формирования их ядер (рис. 113, а, b). Нейтроны (тёмные) имеют шесть магнитных полюсов: три южных и три северных. Протоны (светлые) соединяются с нейтронами разноимёнными магнитными полюсами линейно. Если, например, все протоны (рис. 113, а) присоединился к нейтронам южными магнитными полюсами, то их северные магнитные полюса N остаются свободными. Магнитная полярность осевого протона не зависит от магнитной полярности кольцевых протонов, поэтому кольцевые протоны могут иметь свободными северные магнитные полюса, а осевой протон или северный (рис. 113, а) или южный магнитный полюс (рис. 113, b). Поскольку электроны атомов сближают с протонами ядер их разноимённые электрические заряды, а ограничивают их сближение – одноимённые магнитные полюса, то в этом случае, у осевого электрона 1 атома (рис. 113, с), который соединится линейно с протоном ядра, останется сводным южный магнитный полюс S, а у аналогичного электрона 2 соседнего атома (рис. 113, с) – северный N. Это - валентные электроны, соединившись, они образуют молекулу азота (рис. 113, с), кольцевые электроны которой будут иметь одни и те же свободные магнитные полюса южной полярности S.
Рис. 113. 1183. Возможно ли формирование молекул и кластеров со свободными северными магнитными полюсами N? Если кольцевые протоны ядра будут иметь свободные маг-
215 нитные полюса южной полярности S (рис. 113, d), то кольцевые электроны их атомов (рис. 113, k) будут иметь свободные магнитные полюса северной полярности N. 1184. Какой же из описанных вариантов формирования свободных магнитных полюсов реализуется в Природе? У нас пока нет ответа на этот вопрос. Эксперименты по электростатике показывают, что у разных химических веществ поверхностные электроны имеют разную магнитную полярность, которая до этого приписывалась разным электрическим зарядам. На рис. 113, m показаны султаны с одинаковой магнитной полярностью поверхностных электронов, которые и формируют процесс отталкивания султанов. 1185. Есть ли основания полагать, что молекулы воздуха тоже могут формировать кластеры? В воздухе кластеры из молекул формирует, прежде всего, азот, так как его процентное содержание максимально. В этом процессе могут участвовать и молекулы кислорода, занимающего 2-е место по концентрации в воздухе, а также ионы молекул воды и атомы водорода молекул воды. 1186. Можно ли представить схемы ядер, атомов и молекул азота, поверхностные электроны которых имеют разные свободные магнитные полюса? Они представлены на рис. 113, а, b и c. На рис. 113, а ядро атома азота, осевой протон которого имеет северный свободный магнитный полюс, а на рис. 113, b – южный, а кольцевые протоны обеих ядер имеют одинаковые свободные северные магнитные полюса. Так как линейное сближение протонов и электронов ограничивают их одноимённые магнитные полюса, то электроны атомов азота в молекуле азота, представленные на рис. 113, с, имеют южные свободные магнитные полюса. Разноимённые магнитные полюса осевых электронов 1 и 2 соединяют атомы азота в молекулу, все кольцевые электроны которой имеют одноимённые (южные S) магнитные полюса. Следующие два ядра и атома (рис. 113, d) имеют кольцевые протоны со свободными магнитными полюсами южной полярности S. В качестве соединительных звеньев молекул азота могут выступать атомы кислорода или атомы водорода молекул воды. В результате может сформироваться сложный и большой кластер, все поверхностные электроны которого будут иметь свободные магнитные полюса одной магнитной полярности. Форма гигантского кластера из таких молекул может быть самой причудливой. 1187. Можно ли сформулировать гипотезу, более или менее близкую к реальности, для объяснения симметричных картин полеглости стеблей пшеницы (рис. 113, n)? Обратим внимание на главное: следы (Т) тракторной колеи на поле. Это – результат внесения азотных удобрений. Из этого следует, что поверхностные электроны молекул стеблей пшеницы могут иметь одинаковые свободные магнитные полюса. В результате взаимодействие магнитных полей поверхностных электронов воздушных азотных кластеров с магнитными полями противоположной полярности электронов стеблей пшеницы приведёт к закручиванию и полеганию стеблей. Так причудливая форма воздушного азотного кластера оставляет свой отпечаток на пшеничном поле, а наше невежество приписывает это или нечистой силе или летающим тарелкам. 1188. Следует ли из изложенного, что летающие тарелки – тоже кластеры из молекул химических элементов воздуха? Эта гипотеза формирования, так называемых естественных летающих тарелок, наиболее близка к реальности. 1189. Американцы рассекретили результаты своих экспериментов 50-ти летней давности с искусственными летающими тарелками. Можно ли найти объяснение ограничениям их достижений? Конечно, такая возможность уже имеется, но публиковать её результаты не стоит, так как раскрытие причинно-следственных связей непонятого явления - это научный рывок с непредсказуемыми последствиями. 1190. Есть ли основания полагать, что шаровые молнии – тоже кластерные образования? Уже имеется обилие экспериментальной информации о получении короткоживущих шаровых молний из жидкого азота. 14. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ИМПУЛЬСНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ
216 Анонс. Импульсная энергетика родилось на обломках старой, ошибочной электродинамики и ошибочной теоретической электротехники. 1191. Перед современной человеческой цивилизацией две главные проблемы: энергетическая и экологическая. Первая требует увеличения энергии, а вторая - экологическую чистоту источников энергии. Позволяет ли новая электродинамика обнаружить экологически чистый источник энергии и научиться использовать его? Ответ положительный, а его результат следует из анализа участия электронов в энергетических процессах. 1192. Можно ли кратко описать процесс участия электронов в генерировании экологически чистой энергии и источник этой энергии? Можно. Начнём с краткой информации об электоне. Электрон – полый тор с двумя вращениями: относительно центральной оси и оси тора (рис. 114, а). Формирование его структуры описывается, примерно, 50ю математическими моделями, содержащими 23 константы, которые обеспечивают стабильность его структуры в свободном состоянии.
b) а)
с)
Рис. 114. 1193. Меняются ли параметры электрона, когда он вступает в связь с другими электронами в молекулах и кластерах? Конечно, меняются, так как все процессы синтеза сопровождаются излучениями, которые генерируют электроны, вступающие в связь с протонами или друг с другом. Излучённые фотоны уносят часть массы электрона и за счёт этого изменяются все его параметры. 1194. Что же обеспечивает стабильность структуры электрона в связанном состоянии? Энергия связи. Она точно равна энергии излучённого фотона. 1195. Можно ли привести пример явления или процесса, который можно наблюдать и делать косвенные выводы об излучении фотонов электронами? Таким примером является процесс формирования кластеров электронов. Их сближают разноимённые магнитные полюса, распложенные на концах центральных осей электронов, а ограничивают сближение одноимённые электрические заряды (рис. 114, b). Наблюдается это явление при взаимодействии наэлетризованных тел. Например, когда рубашки из чистого нейлона были в моде, то, надевая её, или снимая, владельцы видели искры, возникающие на поверхности рубашек, и слышали треск, сопровождавший появление этих искр. Искры – фотоны (рис. 114, с), изучаемые электронами при синтезе кластеров электронов. 1196. А что генерирует треск при формировании искр и почему треск не возникает при рождении фотонов в лампочках накаливания? Треск при формировании искр генерирует резкое повышение давления воздуха в зоне формирования искры. Причина повышения давления – разность объёмов электронов, излучающих фотоны, и самих фотонов. О величине этой разности можно судить по величине радиусов электронов и излучаемых ими фотонов. Радиус электрона равен re 2,426 10 12 ì , а радиус, светового фотона середины светового спектра - r f 5,0 10 7 ì . Разница между этими радиусами, примерно, эквивалентна разности объёмов электрона и фотона и, как видно, составляет 5 порядков,
217 то есть 100000 раз. Это и есть главная причина повышения давления в области пространства, где сразу рождаются фотоны. В Природе молнии рождают мгновенно много фотонов, которые, повышая давление в зоне молнии, формируют громовые раскаты. Из колб лампочек накаливания выкачен воздух, поэтому при её зажигании треск не образуется. 1197. Сколько фотонов излучает спираль лампочки накаливания мощностью 100Вт? Примерно, 1,0 10 21 øòóê ...íà ...ñì 2 ...ïèñìåííîãî ...ñòîëà . 1198. Сколько времени требуется, чтобы электрон лампочки накаливания, включённой в сеть с переменным током, излучил количество фотонов, суммарная масса которых равна массе электрона? При частоте переменного тока, равной 50Гц, электрон излучает фотоны, суммарная масса которых равна массе электрона, примерно, за час. me 9,109 10 31 (184) t 1÷àñ . 50 m f 50 5,0 10 36 1199. Можно ли рассчитать массу фотонов, излучаемых электронами Солнца на квадратный сантиметр поверхности Земли? Ответ на этот вопрос следует из новых конов механодинамики, согласно которым, кинетическая энергия прямолинейно и равномерно движущихся тел, численно равна их мощности. Ответ на этот вопрос следует из новых законов механодинамики, согласно которым, кинетическая энергия прямолинейно и равномерно движущихся тел, численно равна их мощности. 1200. Чему равна кинетическая энергия и мощность фотона из середины светового спектра, зелёного фотона, например? Эти величины рассчитываются просто. Масса зеm f 5,0 10 36 êã . лёного фотона равна Его кинетическая энергия -
E mC 2 4,50 10 19 Äæ . Она численно равна мощности фотона 2 19 N f mC / ñ 4,50 10 Äæ / ñ( Âò ) . 1201. Чему равна мощность тепловой энергии Солнца, на каждом квадратном сантиметре поверхности Земли? Это известная справочная величина. Она равна
N 0,14Âàòò / ñì
2
. 1202. Сколько зелёных световых фотонов формируют указанную тепловую мощность на каждом квадратном сантиметре поверхности Земли? Разделив тепловую мощность
N 0,14Âàòò / ñì
2
, формируемую световыми фотонами на каждом квад-
ратном сантиметре поверхности Земли, на мощность N f 4,50 10 19 ( Âò ) одного фотона, получаем n f N / N f 3,11 1017 øòóê . (185) 1203. Чему равна площадь сферы с орбитальным радиусом Земли?
S 3 4 R32 2,83 10 27 ñì
2
. (186) 1204. Сколько фотонов излучает Солнце в секунду на поверхность сферы с орбитальным радиусом Земли? n ff n f S 3 9,10 10 44 øòóê . (187) 1205. Чему равна масса фотонов, излучаемых Солнцем в секунду на внутреннюю поверхность сферы с орбитальным радиусом Земли? M 1 f n ff m f 4,55 10 6 òîíí / ñåê . (188) 1206. Чему равна масса световых фотонов, излучённых электронами Солнца за время его существования? M fC 6,5 ìëðäîâ ...ëåò 4,55 10 6 9,3 10 23 òîíí . (189) 1207. Чему равна масса современного Солнца?
218 (190) M C 2 10 27 òîíí . 1208. Где берут электроны Солнца массу для излучённых фотонов, суммарная масса которых близка к массе современного Солнца? Источник один – разряжённая субстанция, равномерно заполняющая всё космическое пространство, названная эфиром. 1209. Значит ли это, что электрон после каждого излучения фотона восстанавливает свою массу, поглощая эфир? Это пока единственная приемлемая гипотеза, которая помогает получить ответы на. обилие других вопросов о микромире. 1210. Следует ли из приведённых фактов, что основным источником тепловой энергии является разряжённая субстанция физического вакуума, называемая эфиром? Пока - это гипотеза, но обилие последующих экспериментальных фактов будет усиливать её достоверность, и недалёк тот день, когда мировое научное сообщество будет вынуждено признать эту гипотезу достоверным научным постулатом. 1211. Есть ли уже результаты экспериментальной реализации причинноследственных связей, следующих из новой электродинамики и связанных с получением тепловой энергии из эфира? Когда главной целью научных исследований является поиск причин противоречий, рвущих причинно-следственные связи, и установления этих связей, то результаты с глобальными последствиями появляются вопреки давно сложившемуся мнению о невозможности их получения. Примером может служить электротехнический закон сохранения энергии, ошибочность которого уже доказана теоретически и экспериментально. 1212. Можно ли описать кратко практический опыт поиска научных противоречий и их устранения? Видимо, не можно, а нужно, так как практический опыт представляет наибольшую ценность. 1213. Много ли было согласных с реальностью тех противоречий, которые автору представлялись очевидными? 99,00% не соглашались с реальностью тех противоречий, которые автору казались очевидными. 1214. Как долго длилось доказательство правоты автора и чем оно закончилось? Автор обсуждал эту проблему со специалистами более 5 лет. Закончилась она разработкой первого в мире самовращающегося генератора электрических импульсов, роль мотора у него выполняет ротор, а роль генератора статор. Раньше считалось невозможным создание такого генератора. С помощью этого генератора была доказана экспериментально ошибочность закона формирования средней импульсной мощности. 1215. В чём суть этой ошибочности и что даёт её исправление? Суть ошибочности закона формирования средней импульсной мощности заключается в том, что алгоритм определения этой мощности, а потом и математические программы, заложенные в электронные электроизмерительные приборы, завышают реальную величину импульсно потребляемой электрической энергии в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. 1216. С какой максимальной скважностью напряжения уже действуют экспериментальные лабораторные нагревательные приборы? Уже разработаны и действуют тепловые ячейки, нагревающие раствор воды со скважностью импульсов, равной 100. 1217. Значит ли это, что приборы, учитывающие расход электроэнергии на питание таких ячеек, завышают реальный расход электроэнергии этими ячейками в 100 раз? Ответ однозначный – значит. Его достоверность доказана теоретически и экспериментально. 1218. Можно ли представить процесс поиска противоречий в показаниях электроизмерительных приборов и их анализ так, чтобы читатели были участниками этого процесса? Попытаемся. 1219. Можно ли, примерно, очертить круг вопросов, которые должны рассматриваться в Электродинамике электротехники? В круг вопросов, которые решаются в Электродинамике электротехники, ограничен научными проблемами понимания физической сути процессов работы источников электроэнергии, понимания физической сути
219 процесса передачи её к потребителю и проблемами понимания физической сути работы потребителей электроэнергии. 1220. Что является сейчас критерием достоверности достигнутых практических зультатов получаемых в электротехнике? Главными критериями достоверности стигнутых практических результатов в электротехнике являются показания приборов, меряющих различные характеристики электричества. Главные из них: величина постоянного, переменного и импульсного напряжения; величина постоянного переменного и пульсного тока; величина мощности, генерируемая постоянным напряжением и постоянным током; переменным напряжением и переменным током, а также импульсным жением и импульсным током. . Что является сейчас критерием достоверности достигнутых практических результатов получаемых в электротехнике? Главными критериями достоверности достигнутых практических результатов в электротехнике являются показания приборов, измеряющих различные характеристики электричества. Главные из них: величина постоянного, переменного и импульсного напряжения; величина постоянного переменного и импульсного тока; величина мощности, генерируемая постоянным напряжением и постоянным током; переменным напряжением и переменным током, а также импульсным напряжением и импульсным током. 1221. Неужели в век полной электрификации остались ещё нерешённые научные вопросы в электротехнике, решение которых может ощутимо улучшить уже достигнутые показатели? Этот вопрос – следствие стереотипа научного мышления, который закладывается в головы каждого из нас, начиная со школы. Отвергнув этот стереотип и начав искать причины противоречий в электротехнике, как науке, мы установили, что электрическую энергию генерируют, передают потребителю и заставляют его работать только электроны – отрицательные заряды электричества. Протоны – положительные заряды электричества участвуют в процессе генерации электрической энергии лишь в электролитических растворах. Далее, мы установили, что электроны движутся в проводах от плюса к минусу и направление тока совпадает с направлением движения электронов, а не наоборот, как написано в учебниках. 1222. Что явилось основой при установлении нового закона движения электронов по проводам и нового направления тока в проводах? Стремление проверить правильность показаний различных приборов и найти причины противоречий в их показаниях. 1223. Анализ какого процесса побудил к такому подходу? Анализ работы плазмоэлектролитической ячейки. 1224. В чём суть работы плазмоэлектролитической ячейки? У обычных электролизёров и электролитических ячеек площади анода и катода равны, а у плазмоэлектролитической - рабочая площадь одного из электродов в десятки раз меньше рабочей площади другого электрода. В результате у электрода с меньшей рабочей площадью формируется плазма. 1225. Какой химический элемент формирует плазму у катода – отрицательного электрода? Молекулы воды и её ионы в электролитическом растворе имеют атомы водорода, ядрами которых являются протоны – положительно заряженные частицы. Они ориентируются к катоду и если его рабочая поверхность значительно меньше рабочей поверхности анода, то увеличенная удельная напряжённость электрического поля на катоде увеличивает силу, отделяющую протон атома водорода от иона и он, устремляясь к катоду, получает из него электрон, формирует атом водорода, который существует в плазменном состоянии в интервале температур 2700….10000 градусов. Так образуется плазма атомарного водорода (рис. 115). 1226. Как понимать движение электронов в растворе ячейки и в проводах, которые подключены к катоду (-) и аноду (+)? Рабочая площадь поверхности катода 2 (рис. 115) многократно меньше рабочей площади анода (1). В результате протоны атомов водорода, входящих в ионы молекул воды, ориентируются к катоду. Отделившись от иона, они
220 направляются к катоду, получают из него электроны и формируют атомы водорода, которые существуют лишь в плазменном состоянии в интервале температур 2700…10000 градусов. Ионы воды, потерявшие положительно заряженные протоны, движутся к аноду (1) и отдают ему электроны, которые движутся во внешней цепи от плюса (+) (рис. 115).
Рис. 115. Плазмоэлектролитическая ячейка: 3-анод; 4- катод (патент № Патент № 2157862) 1227. Но в электронно-лучевой трубке электроны движутся от катода (-) к положительно заряженному экрану (рис. 115), поэтому возникает противоречие в направлении движения электронов, следующее из анализа работы плазмоэлектролитической ячейки. В чём суть этого противоречия? Это не реальное, а кажущееся противоречие. На конце разорванного провода (рис. 116) перед экраном электронно-лучевой трубки электроны сориентированы векторами спинов h и магнитных моментов M e в сторону движения и таким образом формируют на конце провода отрицательный (-) потенциал катода (рис. 116). Выйдя из катода, они движутся уже не в проводе, а в пространстве к следующему – положительному концу провода, роль которого в данном случае выполняет экран. Таким образом, движение электронов в электронно-лучевой трубке от конца провода (катода) в пространство и приход их к другому концу провода со знаком плюс (+), роль которого выполняет экран. Если бы это был не экран, а начало продолжения провода, то у этого начала был бы знак плюс. В результате, движение электронов в электроннолучевой трубке от минуса к плюсу является дополнительным доказательством достоверности постулата о движении электронов в проводе с постоянным напряжением от плюса к минусу (рис. 116).
Рис. 116. Схема движения электронов вдоль провода и в электронно-лучевой трубке 1228. Какой следующий факт побуждает к анализу правильности показаний электроизмерительных приборов? Осциллограммы тока и мощности на клеммах плазмоэлектролитической ячейки (рис. 117). Они требуют объяснения соответствия системе СИ процесса учёта мощности, генерируемой хаотическими импульсами тока.
221
Осциллограмма тока
Осциллограмма мощности
Рис. 117. 1229. В чём сущность этого требования? Система СИ определяет мощность, как величину энергии, произведённой или потреблённой непрерывно в течении секунды. На осциллограмме тока (рис. 117) имеются моменты времени, когда ток равен нулю и не участвует в эти моменты в формировании мощности на клеммах плазмоэлектролитической ячейки. Это неучастие отражено и на осциллограмме мощности (рис. 117). Так как математическая программа, заложенная в осциллограф, показывает средние значения тока I C и мощности PC , то возникает вопрос: правильно ли указанная программа определят средние значения напряжения, тока и мощности, на клеммах потребителя при хаотическом изменении тока? Соответствуют ли получаемые результаты системе СИ, которая требует непрерывной подачи электроэнергии в течении каждой секунды, а значит и - всего времени потребления электроэнергии. 1230. В чём сущность главного препятствия для получения ответов на поставленные вопросы и как оно было преодолено? В том, что хаотическое изменение тока при плазмоэлектролитическом процессе исключает возможность ручной обработки осциллограмм для проверки правильности показаний приборов. Оно было преодолено путём поиска условий, при которых сохранялся бы импульсный процесс подачи электроэнергии в плазмоэлектролитическую ячейку при отсутствии плазмы. 1231. Каким образом это следовало из новой теории микромира? Возможность реализации безплазменного процесса электролиза воды при сохранении разницы рабочих поверхностей катода и анода следует из структуры иона OH и его кластеров (рис. 118).
Рис. 118. Схема иона OH и его кластера ионов Ион OH имеет шесть кольцевых электронов атома кислорода (рис. 118). Остальные его электроны, в том числе и электрон атома водорода со своим протоном расположены вдоль оси иона так, что на одном конце этой оси располагается электрон, а на дру-
222 гом – протон атома водорода. Когда ионы образуют кластеры, то на одном конце оси кластера всегда располагается электрон, а на другом – протон. Так формируется в растворе идеальная электрическая цепь между катодом и анодом. Оказалось, что процесс отделения протона атома водорода от иона и движение его к катоду для получения электрона и образования атома водорода, который существует только в плазменном состоянии, зависит не только от удельной величины электрического потенциала на катоде, но и от количества раствора, поступающего в катодную камеру в единицу времени. Если управлять процессом поступления раствора в катодную камеру, то можно найти такие параметры этого процесса, когда плазма у катода исчезает. 1232. Сколько ячеек было запатентовано с указанным процессом регулирования скорости подачи раствора в катодную камеру? Мы не считали их количество. Если примерно, то более пяти. На рис. 119, а - одна из них. Нетрудно видеть, что полости катода 3 и анода 4 разделяет регулируемый зазор 9. При его величине, равной 3-5мм, плазма на катоде исчезает.
Рис. 119. 1233. Если отсутствует плазма у катода, то за счёт чего нагревается раствор? При отсутствии плазмы у анода раствор нагревается у анода (рис. 118) за счёт того, что импульсное действие напряжения на кластер разрывает связь между электроном ионного кластера, находящимся у анода и электроном, связанным с ним ковалентно (рис. 118, b). Оказавшись в свободном состоянии с недостатком массы, электрон, оторванный от ионного кластера, восстанавливает свою массу, поглощая эфир, и при отсутствии электрического потенциала на клеммах анода и катода вновь вступает в связь с соседним электроном, излучая при этом фотон, который и нагревает раствор в зоне анода.
223 1234. С какой частотой подаются импульсы напряжения на клеммы катода и анода? С частотой от 100 до 300 Гц. 1235. Удаётся ли в этом случае полностью избавиться от процессов выделения водорода и кислорода в зонах катода и анода? Полностью избавиться от этих процессов пока не удалось. Но скорость формирования этих газов у своих электродов уменьшается многократно по сравнению со скоростью их выделения при плазменном и обычном электролизах воды. 1236. Как названы ячейки, работающие без плазмы и - процесс их работы? Они названы предплазменными, а процесс их работы – предплазменным. 1237. Почему были введены такие понятия? Потому что ионы воды в этом случае находятся в предплазменном состоянии. Малейшее изменение параметров ячеек и параметров процесса, мгновенно переводит их в плазменный режим работы. 1238. Сколько испытано ячеек с предплазменным режимом работы и можно ли привести их схемы и результаты испытаний? Было испытано более 5 тепловых ячеек в предплазменном режиме работы. Все они описаны в нашей монографии. 1239. В чём главная особенность процесса подачи электроэнергии тепловым предплазменным ячейкам? Электрическая энергия подаётся им в виде импульсов напряжения и тока с большой скважностью (рис. 120, осциллограммы напряжения и тока).
Напряжение
Ток Рис. 120. 1240. Какие приборы использовались для регистрации напряжения, тока и мощности на клеммах ячейки? Совокупность приборов для регистрации напряжения, тока и мощности на клеммах ячеек, представлены на схеме, на рис. 121. 1241. Можно ли привести результаты типичных показаний приборов, представленных на схеме (рис. 121)? Можно, конечно, они - в таблице 29.
Рис. 121. Схема для измерения напряжения, тока и мощности на клеммах ячейки
224 Таблица 29. Показатели процесса предплазменного нагревания раствора воды 1-Скважность импульсов S 2-масса раствора, прошедшего через ячейку, кг. 3-разность температур раствора
t t 2 t1 , град.
4-энергия нагретого раствора,
E2 3,99 m t , кДж
78,40
5-длительность эксперимента , с 6-показания вольтметра и осциллографа V , В 7-показания амперметра и осциллографа
26,32 0,450 43,67
300 4,50 2,1
I ,А
8-реализуемая мощность P U I 4,5 2,1 9,45Âò 9-показания ваттметра, Вт
9,45 10,0 2,84
8-расход электроэнергии E1 I V , кДж
27,60 K E2 / E1 250 Показания электросчётчика ECרÒ×ÈÊ , Âàòò 1242. Из приведённых данных следует, что по показаниям вольтметра, амперметра, ваттметра мощность на клеммах ячейки около 10 Ватт, а счётчик электроэнергии показывал 250 Ватт. Почему? Удивительным является то, что вольтметр марки М2004, наивысшего класса точности 0,2 и амперметр марки М20015, тоже наивысший класс точности 0,2 показывали средние величины напряжения и тока близкие к средним значениям этих параметров, получаемым путём обработки осциллограмм и расчёта их средних значений U C и I C по формулам, учитывающим их амплитудные значения U A , I A и скважности SU , S I . U C U A / SU . (191) IC I A / SI . (192) 1243. Чему равна мощность, рассчитанная по средним величинам напряжения и тока? Она равна (табл. 29) 9-показатель эффективности ячейки
P
UA IA U Ñ I Ñ 4,5 2,1 9,45Âò S2
.
(193)
1244. Что показывал ваттметр? Он показывал величину мощности, равную 10Вт, то есть близкую к показаниям вольтметра и амперметра. 1245. А что показывал счётчик электроэнергии? Он показывал
PCC
UA IA 250 Âàòò . S
(194)
1246. В чём причина различий в показаниях счётчика электроэнергии и ваттметра? На клеммах счётчика электроэнергии непрерывное напряжение 220В. Он умножает его на среднюю величину импульсного тока и выдаёт результат (194). Меньший результат он не может показать. Программа ваттметра определяет отдельно среднюю величину напряжения по формуле (191) и среднюю величину тока по формуле (192), перемножает их и выдаёт величину, близкую к той, что получается при расчёте по показаниям вольтметра и амперметра (193). 1247. Во сколько раз показания счётчика электроэнергии были больше показаний приборов, установленных на клеммах ячейки? Примерно, в количество раз, равное скважности импульсов напряжения и тока. В некоторых наших экспериментах величина скважности импульсов напряжения и тока достигала 100.
225 1248. Что написано по этому поводу в учебниках по электротехнике? В них написано, что мощность, подаваемая потребителю в виде импульсов напряжения и тока равна произведению амплитуд напряжения и тока, делённому на скважность импульсов (194). 1249. А если скважности импульсов напряжения и тока разные, то, что рекомендуют учебники? Они вообще не рассматривают такой вариант и ничего не рекомендуют. 1250. В чём суть противоречий в показаниях различных приборов? Суть в том, что показания приборов, установленных на клеммах потребителя, соответствовали мощности на его клеммах, определённой из осциллограммы, как частное от деления произведения импульсных величин напряжения и тока на скважность импульсов дважды (193), а не один раз, как это требуют учебники (194). 1251. Были ли в научной литературе результаты анализа этих противоречий? Нет, не было. Мы не встретили анализа этих противоречий в научной литературе. 1252. Главная причина отсутствия анализа отмеченных противоречий в показаниях приборов? Беспрекословное доверие математикам, которые разрабатывали алгоритмы, а потом и математические программы для электронных приборов, учитывающих потребление электрической энергии. 1253. Следует ли из этого, что математики допустили ошибку при разработке алгоритмов и математических программ, положенных в основу при разработке электроизмерительных приборов? Ответ однозначно положительный и дальше мы детально проанализируем суть этой ошибки и докажем экспериментально её достоверность. 1254. Что можно привести в качестве примера высокой энергетической эффективности тепловых предплазменных ячеек? На рис. 121 и в таблице 26 представлены результаты энергетической эффективности ячейки (рис. 119, а) по показаниям приборов (рис. 121, табл. 29), подключённых к клеммам ячейки. 1255. Разве перечисленных новых научных результатов, которые были неизвестны ранее, недостаточно, чтобы подвергнуть тщательному анализу всю совокупность вопросов Электродинамики электротехники? Вполне достаточно. Начнём с самого главного – с детального анализа процесса измерения электрической энергии или мощности. Мы сейчас увидим такое обилие противоречий в показаниях приборов, измеряющих электрическую энергию, что, образно говоря, у нас волосы дыбом встанут. 1256. На рис. 121 показана простейшая электрическая схема передачи потребителю переменного напряжения 220В и переменного тока. Есть ли какие-либо противоречия в показаниях приборов в этой схеме? Согласно существующим представлениям нет противоречий в показаниях приборов, представленных на схеме (рис. 121). 1257. Если на схеме (рис. 122, а) в качестве потребителя электроэнергии будет нагреватель воды 1, то все ли приборы покажут одну и ту же величину мощности на его клеммах? Да, в этом случае показания вольтметра V1, Амперметра А1, осциллографа ОС и счётчика электроэнергии СЧ будут, примерно, одинаковые. 1258. Чему будет равна величина тока, если 1 кг воды нагревать на 50 град. в течение 300с? Известно, что на нагревание 1 кг воды на 1 градус требуется 4,18 кДж энергии, а на 50 град. – 209 кДж. Так как нагрев будет длиться 300с, то потребуется мощность 209/300=0,70кВт. При напряжении 220 В сила тока должна быть равна 700/220=3,20А. Если не учитывать потери, то амперметр A1 на схеме, представленной на рис. 121, а, покажет величину тока близкую к 3,20А, а счётчик электроэнергии (СЧ) покажет мощность 0,70 кВт. 1259. Что покажут приборы на схеме b) этого же рисунка, если опыт повторить по этой схеме и не учитывать потери? Амперметр А2 покажет, примерно, ту же величину тока, а счётчик (СЧ) электроэнергии – ту же мощность. Показания вольтметра V1, амперметра А1 и осциллографа (ОС) будут другие. Показания вольтметра V1 и амперметра A1 будут почти в два раза меньше, а показания осциллографа (ОС) зависят от метода обработки осциллограмм, так как при этом обязательно надо учитывать скважность импульсов и напряжения, и тока.
226
Рис. 122. 1260. Что такое скважность импульсов и как она определяется? Скважность импульсов равна отношению длительности периода T к длительности импульса . Например, на рис. 122, b длительность периода T 0,02c , а длительность импульса 0,01c . Значит скважность импульсов S T / 2 . 1261. Как определяется средняя величина напряжения, если оно подаётся потребителю импульсами? Средняя величина напряжения U C , подаваемого потребителю импульсами, равна амплитуде импульса напряжения U A , делённой на скважность, то есть UC U A / S . 1262. Чему равна средняя величина импульсного тока I C ? Она также равна амплитуде импульса тока I A , делённой на скважность импульсов, I C I A / S . 1263. Чему равна средняя мощность PC на клеммах потребителя импульсного напряжения и импульсного тока? Ответ очевиден - произведению средней величины напряжения U C на среднюю величину тока I C , то есть
PC U C I C
или PC U A I A / S 2
(195)
1264. Чему будет равна мощность PC на клеммах счётчика (СЧ) электроэнергии? Ответ тоже очевиден: PC 220 I C или PC 220 I A / S . 1265. Значит ли это, что мощность на клеммах потребителя будет меньше мощности на клеммах счётчика в количество раз, равное скважности импульсов? Ответ однозначный, значит. 1266. А если скважность импульсов будет равна S=100, то и мощность на клеммах потребителя будет в 100 раз меньше, чем на клеммах счётчика электроэнергии. Так это или нет? Показания вольтметра V1 и амперметра A1 (рис. 122) подтвердят, что на клеммах потребителя 1 мощность в 100 раз меньше, чем на клеммах счётчика электроэнергии. 1267. А что дадут результаты обработки осциллограмм (ОС) напряжения и тока? Если произведение амплитудных значений напряжения U A и тока I A делить на скважность импульсов S два раза, то результаты обработки осциллограмм совпадут с показания вольтметра V1 и амперметра A1, а если указанное произведение амплитудных значений напряжения и тока делить на скважность импульсов один раз, то полученный результат подтвердит показания счётчика (СЧ) электроэнергии. 1268. Почему с этими явными противоречиями так долго мирились и не искали их причины? Это вопрос историкам науки, а мы опишем причины этих противоречий в продолжении.
227 1269. Есть ли ещё противоречия в описанном процессе измерения импульсной электрической мощности на клеммах потребителя? Есть, конечно, и не одно. Рассмотрим следующее. Поскольку на очереди анализ методик обработки осциллограмм, то отметим, что в этом случае скважность импульсов удобнее определять, как отношение площадей осциллограмм, соответствующих периоду T к площадям импульсов. На рис. 122, а представлены схемы прямоугольных импульсов. Их скважность S можно определять, как отношение периода Т импульсов к длительности импульсов (рис. 123, а, формула 1) или, как отношение площади осциллограммы, ограниченной амплитудой импульса и длительностью периода, к площади импульса (рис. 123 а, формула 2). 1270. Что следует из рис. 123 b и с? Большую часть опытов по предплазменному нагреву воды мы проводили в течение 5мин или 300с. при амплитуде импульсов напряжения, равной 300В и амплитуде тока -50А. Скважность импульсов была равна S=100. Из этого следует, что мы подавали электрическую энергию в предплазменные ячейки 1 (рис. 123, d) в течение 3-х секунд, а 297 секунд ячейки работали без получаемой электрической энергии. Вполне естественно, что среднее напряжение на клеммах ячейки (рис. 123, d) приборы показывали 3В (вольтметр V1-марки М2004, наивысший класс точности 0,2), а средний ток – 0,50А (амперметр А1 – марки М20015, наивысший класс точности 0,2). Эти же результаты получаются и при обработке осциллограмм (осциллограф ОС марки АСК2022) и представлены в формулах (3) и (4). Если мощность на клеммах ячейки 1 определять по правилам учебников, то она будет равна величине, представленной в формуле 5 (рис. 123), что явно противоречит показаниям приборов и означает, что при однократном делении на скважность произведения амплитуд напряжения и тока одна из этих величин сохраняет своё амплитудное значение в течении всего опыта, то есть в течение 300с (рис. 123, b и с). Посмотрите внимательнее на рис. 123 b и с и убедитесь, что это явный и очевидный абсурд, но его игнорировали.
Рис. 123. 1271. Сколько электронных генераторов электрических импульсов было испытано при проведении экспериментов? При проведении экспериментов было испытано 6 элек-
228 тронных генераторов электрических импульсов, которые изготовлялись разными исполнителями, в том числе и зарубежными, и имели разные электрические схемы. 1272. Какие результаты были получены при использовании разных электронных генераторов электрических импульсов? Одни и те же. Мощность на клеммах потребителя (ячейки 1 рис. 123, d) была меньше мощности на клеммах счётчика электроэнергии в количество раз, равное скважности импульсов. 1273. Почему не согласились с получаемыми результатами? Потому что оставались невыясненными причины противоречий в показаниях приборов. 1274. Каким же образом была установлена главная причина, описанных противоречий в показаниях приборов? Для того, чтобы представить простое объяснение этой причины, была составлена схема (рис. 123, d), которую мы назвали структурной. На ней условно показан электронный генератор электрических импульсов 3, схемы импульсов 4 и 5 выпрямленного напряжения и импульсы напряжения 6 и тока 7, которые генерировал электронный генератор электрических импульсов и подавал их в ячейку 1. 1275. Что же показывали приборы? Приборы, фиксировавшие показатели на клеммах ячейки 1, показывали: вольтметр V1 =3В, амперметр А1=0,5А, осциллограф (ОС) показывал те же средние значения напряжения и тока, что и вольтметр и амперметр. По данным вольтметра, амперметра и осциллографа мощность на клеммах ячейки равнялась 1,5Вт (формула 7). Если же произведение амплитудных значений напряжения и тока делить на скважность импульсов один раз, то мощность на клеммах ячейки равна 150Вт (формула 5). 1276. Что показывал амперметр А2 (рис. 123, d)? Так как амперметр А2 учитывает нагрузку электронного генератора электрических импульсов, то он показывал 0,7А. 1277. Что показывал счётчик электроэнергии, установленный на входе в измерительную схему? Так как на клеммах счётчика электроэнергии сетевое напряжение 220В, а ток, показываемый амперметром А2 был равен 0,7А, то счётчик, как и положено, показывал мощность, примерно, равную Р=220х0,7= 154Вт., то есть показания счётчика были близки к показаниям осциллографа, рассчитываемым по формуле (5). 1278. В чём же суть правильной интерпретации полученных данных? Суть заключается в том, что показания всех приборов правильные, а интерпретация сути этих показаний, основанная на правилах Кирхгофа, ошибочна. Мы уже знаем, что ток течёт от плюсовой клеммы к минусовой и направление его движения на любом участке цепи легко определяется с помощью компаса. Правила Кирхгофа базируются на старом ошибочном представлении о том, что ток течёт от минуса к плюсу. Поэтому, в целях экономии, мы не будем приводить здесь анализ ошибок Кирхгофа, следующих из этого, а поступим просто: Найдём условия, при которых мощность, потребляемая импульсно, будет соответствовать системе СИ. 1279. В чём сущность условий расчёта импульсной мощности соответствующей системе СИ? Согласно системе СИ мощность равна энергии, расходуемой непрерывно в течение одной секунды. Это значит, что, если длительность импульса напряжения меньше одной секунды, то мы обязаны растянуть действие этого импульса до длительности, равную одной секунде. Достигается это путём деления амплитуды импульса напряжения на скважность импульсов и получением средней величины напряжения, которое действовало бы в течение не доли секунды, а в течение всей секунды, то есть U C U A / S . При расчёте мощности мы имеем право использовать только среднюю величину напряжения, так как только её величина соответствует действию напряжения в течение длительности одной секунды. В рассмотренном примере она равна Uc=300/100=3В. То же самое мы обязаны сделать и с током, то есть найти такую величину тока, которая действовала бы не в течение доли секунды, а в течение всей секунды непрерывно. В рассмотренном примере I C I A / S 50 / 100 0,50 A . Мощность на клеммах потребителя импульсной электро-
229 энергии будет соответствовать системе СИ только в том случае, когда мы перемножим средние значения напряжения и тока. Тогда получим P U C I C 3,0 0,50 1,50Âò . 1280. А как определять мощность на входе, на клеммах счётчика электроэнергии? Точно также, в строгом соответствии с требованиями системы СИ. Напряжение на клеммы счётчика электроэнергии подаётся не импульсами, а непрерывно, поэтому мы не имеем права делить его на скважность импульсов, подаваемых потребителю. Ток от нагрузки приходит к клеммам счётчика в виде импульсов, и мы обязаны растянуть их действие до длительности одной секунды, то есть амплитудное значение тока разделить на скважность I C I A / S 70 / 100 0,70 A . В результате мощность на клеммах счётчика электроэнергии должна определяться по формуле (8) на рис. 123 в данном случае она будет равна PC U C I C 220 0,70 154Bò . 1281. Как формулируется новый закон электротехники, следующий из описанного и устраняющий все противоречия в показаниях приборов? Новый закон формулируется следующим образом: мощность в любом сечении электрической цепи равна произведению средних величин напряжения и тока в этом сечении. 1282. Каким образом была доказана экспериментально достоверность закона формирования мощности в любом сечении электрической цепи? Процесс экспериментального доказательства достоверности этого закона затянулся почти на 5 лет. 1233. Главная причина этой затяжки? Отсутствие финансирования, но когда оно появилось, то этот процесс через пол года завершился, можно сказать, триумфом – разработкой самовращающегося генератора электрических импульсов, который позволил получить однозначную ошибочность существующего закона формирования средней величины импульсной мощности. 1284. Можно ли кратко описать попытки доказать достоверность этого закона при отсутствии финансирования? Можно и, видимо, нужно. Эти попытки поучительны во многих отношениях. 1285. Можно ли привести схему источника питания для экспериментальной проверки достоверности нового закона формирования мощности в любом сечении электрической цепи? Она на рис. 124, b. Представим, что мы изготовили электромеханический генератор, который генерирует импульсы напряжения со скважностью 100 (рис. 124, а). Это значит, что вал такого генератора будет загружен нагрузкой для генерирования напряжения не по всему контуру окружности ротора (360град), а секториально, с углом сектора 360/100=3,6град.. Учитывая наличие двух магнитных полюсов 3, имеем рабочий сектор 7,2 град. Это значит, что на валу такого генератора будет энергия холостого хода в секторе 360-7,2=352,8 град. А рабочая нагрузка - лишь в секторе 7,2 град. Если импульсы прямоугольные, то их скважность будет равна S = 352,8/7,2=45,23, а если треугольные, то - S = 45,23х2=90,46. 1286. За счёт чего получается экономия энергии в этом случае? За счёт того, что механические потери по всему контуру (360град) окружности ротора. Их величины - в пределах 5-10% от общей энергии на валу такого устройства. Электромагнитные потери при формировании импульсов напряжения будут только в секторе 7,2 град. Рабочая нагрузка на валу генератора также будет формироваться лишь в том же секторе 7,2 град. Вполне естественно, что средняя величина напряжения будет равна его амплитудному значению, делённому на скважность импульсов. Если нет нагрузки, то энергия будет расходоваться только на генерирование напряжения. Естественно также и то, что при появлении нагрузки средняя величина тока будет равна его амплитудному значению, делённому на скважность импульсов. Это значит, что вал такого генератора будет загружен процессом генерирования напряжения не по всему контуру окружности ротора, а лишь на его 50-ой части. Ток, который придёт к такому генератору от нагрузки, загрузит его не по всему контуру окружности, а лишь в интервале его одной 50-ой. В результате для генерирования такого напря-
230 жения и для восприятия импульсной нагрузки потребителя вал генератора, который мы приводим с помощью электромотора, будет загружен рабочей нагрузкой не по всему контуру окружности его ротора, а лишь на одной 50-ой этой окружности. В этом случае среднее напряжение первичного источника питания будет равно импульсу напряжения, делённому на скважность (рис. 124, формула 1), и средний ток будет равен импульсному, делённому на скважность (рис. 124, формула 2). Вполне естественно, что при определении средней мощности, мы обязаны в данном случае произведение амплитудных значений напряжения и тока разделить на скважность не один раз, а дважды, как это представлено в формуле 3 на рис. 124.
Рис. 124. 1287. Выпускает ли промышленность постоянные магниты с такой напряжённостью магнитного поля, которая бы позволила проверить экспериментально достоверность уменьшения затрат энергии? В продаже самые мощные магниты около 2 Тесла. Эксперименты показали, что этого недостаточно. 1288. Каким же образом удалось проверить экспериментально наличие дополнительной энергии при описанном способе питания импульсных потребителей электрической мощности? Отсутствие финансирования вынудило взять вначале в качестве такого источника импульсной электрической энергии магнето трактора С-130. Схема опыта показана на рис. 124, b. Импульсы напряжения и тока, генерируемые этим магнето, показаны на рис. 124, d, а на рис. 124, e представлены импульсы напряжения, генерируемые электронным генератором электрических импульсов. Конечно, энергия импульсов магнето была недостаточна даже для компенсации затрат энергии на холостой ход. Потом, сэкономив пенсию, удалось купить авиамодельный двигатель АХИ (рис. 124, с) и переделать его в двухполюсный генератор. Пришлось так проводить опыты, чтобы можно было с большой точностью получить составляющие мощности, учитывающие рабочий режим и
231 холостой ход. По разности этих величин определялась чистая мощность на клеммах тепловой ячейки 1 (рис. 124, b). Импульсы самодельного генератора были мощнее, но все равно не перекрывали расход энергии на холостой ход. Поэтому тоже пришлось определять баланс мощности. Результаты были близки к тем, что получены при использовании магнето. 1289. Можно ли описать кратко методику определения разности мощности, реализуемой на рабочий и холостой ход? Определялось время одного и того же количества оборотов диска счётчика электроэнергии при рабочем и холостом режиме привода самодельного генератора АХИ с помощью двигателя электронасоса «Кама-3» (рис. 124, с) в течение длительности опыта (300с) с помощью спортивного секундомера, с точностью 0,01с. По разности времени рассчитывался расход энергии на процесс нагрева ячейки 1 (рис. 124, b). 1290. Как понимать результаты опытов, представленные в таблице? В таблице на рис. 124 Р1- экспериментальная величина электрической мощности на клеммах ячейки; Р2- тепловая мощность нагретой воды, определённая умножением 4,18 на массу воды и разность её температуры после нагрева и до нагрева. 1291. Какая из тепловых ячеек оказалась наиболее эффективной? Её схема представлена на рис. 125, а. 1292. Испытывались ли экспериментальные образцы тепловых нагревательных приборов? Испытывались. На рис. 126, а, b. Показаны две бытовые батареи отопления с площадью излучения тепла, равной около 1,5 кв. метра. 1293. До какой температуры нагревалась поверхность батарей и за какое время? До температуры 80 град. за 30мин.
а)
b) Рис. 125 : а) – схема эффективной тепловой ячейки; b) – импульсы напряжения и тока, подаваемые на клеммы трёх последовательно соединённых ячеек 1294. Как выравнивалась скорость нагрева? Батарея 1 подключалась к сети через латр, который позволял уменьшать напряжение на клеммах батареи и таким образом - выравнивать скорость нагрева обеих батарей. 1295. Какой нагревательный элемент установлен на батарее 1? Тэн мощностью 1кВт. 1296. Какую мощность фиксировали приборы на клеммах батареи 1? 875 Ватт (рис. 126, формула 1). 1297. Какой нагревательный элемент на батарее 2? Три последовательно соединённые тепловые предплазменные ячейки (рис. 126, а).
232 1298. Какой источник питания подключался к клеммам ячеек батареи 2? Электронный генератор электрических импульсов, включённый в электрическую сеть. 1299. Какое напряжение и какой ток генерировал электронный генератор электрических импульсов? Он генерировал импульсы напряжения с амплитудой U A 1000B и импульсы тока с амплитудой I A 150 A при скважности импульсов, равной S 100 (рис. 125, b).
Рис. 126. 1300. Что показывали приборы, подключённые к клеммам батареи 2? Вольтметр наивысшего класса точности показывал 10В, а амперметр наивысшего класса точности – 1,5А. 1301. Что давали результаты обработки осциллограмм? Величина среднего напряжения, полученная при обработке осциллограммы, давала её среднюю величину, равную U C 10B , а величина среднего тока, полученная при обработке осциллограмм, равнялась I C 1,50 A . Эти результаты полностью совпадали с показаниями вольтметра и амперметра. 1302. Что показывал ваттметр, подключённый к клеммам батареи 2? Его показания колебались в интервале 15-20Ватт. 1303. Что показывал счётчик электроэнергии, подключённый к первой батареи? Он показывал около 875Ватт. 1304. Что показывал, счётчик электроэнергии, подключённый к батарее 2? Он показывал около 930Ватт. 1305. Проверяли ли эти показания независимые специалисты? Испытания этих батарей начались, примерно, 2005 году. Впоследствии нашу лабораторию посетило несколько делегаций российских и иностранных специалистов со своими приборами. Они лично проверяли все показания приборов и убеждались в их достоверности.
233 1306. Какое решение они принимали? Все они были шокированы энергетической эффективностью экспериментальной батареи и просили раскрыть секрет тепловых предплазменных ячеек. 1307. Почему авторы не шли тогда на реализацию такого предложения? Потому, что тогда они ещё не были запатентованы и потому, что авторы уже знали соответствие реальности показаний всех приборов и знали причины противоречий этих показаний, но не спешили разглашать это, так как знали отсутствие возможностей реализации обнаруженного эффекта. 1308. В чём суть отсутствия этой возможности? Тогда мы считали, что выявленный эффект реализуется только при использовании совершенно независимого источника питания – электромеханического генератора электрических импульсов, но существующие магниты не позволяли получить указанные амплитуды импульсов напряжения и тока. 1309. Объясняли ли это независимым экспертам? Да, объясняли. 1310. Как они относились к этому? Клялись, что изготовят электронные генераторы импульсов и докажут их способность реализовать этот эффект. Спустя несколько месяцев, они привозили свои электронные генераторы электрических импульсов и чемоданы своих приборов. 1311. Результат? Полное подтверждение наших теоретических описаний этого процесса. Все приборы показывали, что на клеммах экспериментальной батареи – 15Ватт, а счётчик электроэнергии отказывался подтверждать эту величину мощности. 1312. В чём суть описанных противоречий и каким образом они следуют из классической формулы (196) для расчёта электрической мощности? T
PCÑ U (t )dt I (t )dt .
(196)
0
В классической формуле (196) для определения средней мощности функции напряжения U (t ) и тока I (t ) непрерывны. Если напряжение и ток подаются потребителю непрерывно, то результат интегрирования формулы (196) полностью совпадает с показаниями всех приборов, регистрирующих расход электроэнергии. Если же напряжение и ток подаются потребителю в виде импульсов, то функции напряжении U (t ) и тока I (t ) теряют непрерывность и исключается возможность аналитического решения уравнения (196). Это потребовало разработки нового метода определения средней величины импульсной мощности. Он был назван графоаналитическим и его суть заключается в том, что разработанная математическая программа снимает ординаты напряжения и тока, перемножает их, складывает произведения и полученную сумму делит на количество произведений ординат напряжения и тока. В результате аналитическая математическая формула (196) упрощается и принимает вид (197). Она представлена в учебниках для расчёта средней величины импульсной мощности.
PCÑ U A
IA S
(197)
1313. Каким образом проверялась достоверность формулы (197)? Для проверки сути ошибки, заложенной в математические программы, загруженные в электронные электроизмерительные приборы, был проведён простой эксперимент – подача импульсов напряжения из аккумулятора на клеммы лампочки и получена осциллограмма этого процесса (рис. 127). 1314. Как связаны параметры напряжения и тока, представленные на осциллограмме, с формулой (197)? На осциллограмме (рис. 127) явно видно, что амплитудные величины напряжения U A и тока I A действуют в интервале длительности импульса . Когда цепь размыкается, то ток становится равным нулю и остаётся таким в оставшемся интервале периода T . Напряжение ведёт себя по другому. Оно восстанавливает свою номинальную величину на клеммах аккумулятора и сохраняет её до следующего импульса в
234 интервале С-D. Это значит, что напряжение, как и ток, не участвует в формировании средней величины импульсной мощности в интервале T . А формула (197) убеждает нас, что амплитудная величина напряжения U A участвует в формировании средней величины мощности непрерывно всей своей амплитудной величиной, то есть не только в интервале длительности импульса , но и в интервале T отсутствия этого импульса. Это и есть фундаментальное противоречие – следствие физико-математической ошибки математиков.
Рис. 127. Осциллограмма импульсов напряжения и тока на клеммах лампочки 1315. Как понимать величину I A / S в формуле (197)? Величина I A / S равна средней величине тока I C , действующего в интервале всего периода. На осциллограмме (рис. 127) это - растянутый на длительность периода импульс тока с ординатой I C . 1316. Как понимать величину амплитуды импульса напряжения U A , входящую в формулу (197)? Полная амплитудная величина напряжения U A в формуле (197) означает, что она участвует в формировании средней величины импульсной мощности в интервале всего периода T . 1317. Противоречит ли это осциллограмме, на которой явно видно, что напряжение участвует в формировании средней величины мощности только в интервале длительности импульса и не участвует в оставшемся интервале периода T ? Противоречит явно и неопровержимо. 1318. Что надо сделать, чтобы убрать это противоречие? Чтобы убрать это противоречие, надо растянуть вертикальный импульс напряжения с амплитудой U A на длительность всего периода. 1319. В чём сущность процедуры растяжения импульса напряжения на длительность периода T ? В делении амплитудной величины напряжения U A на скважность S её импульсов. 1320. Что получится в результате деления амплитудной величины напряжения на скважность импульсов? Получится средняя величина напряжения U C (рис. 127), действующего в интервале всего периода T .
235 1321. Следует ли из приведённого анализа, что средняя величина импульсной мощности PC равна произведению средних величин напряжения U C и тока I C ? Ответ однозначный – значит.
PC
UA IA U I ...êîãäà ....SU S I ....òî ...PC A 2 A SU S I S
(198)
1322. Как долго игнорируется описанное явное противоречие в методике расчёта мощности на клеммах потребителя импульсной электроэнергии? Более 100 лет считается, что при расчёте средней мощности на клеммах потребителя импульсной энергии величина U A , входящая, в формулу (197), считается постоянной, а её скважность S 1 , что не соответствует реальности, но надёжно защищает так называемый закон сохранения энергии. 1323. Какое решение было принято при появлении финансирования? Изготовить электромеханический генератор электрических импульсов (рис. 126, d) для проверки достоверности формул (197) и (198). 1324. Что дал этот генератор? КПД электродвигателя и генератора оказался очень низкий. Энергии генератора не хватало, для погашения расходов на холостой ход, так как затраты на холостой ход составляли 150 Ватт и 30Ватт оставалось на полезную нагрузку. 1325. Какая полезная информация была получена в результате экспериментов с электромеханическим генератором электрических импульсов? Поскольку появилась возможность определить экспериментально отдельно все составляющие мощности, включая прямые затраты энергии на традиционный процесс электролиза воды, то эта информация и была получена. 1326. Чему же оказались равными прямые затраты на традиционный процесс электролиза воды? Около трех Квтч на куб смеси водорода и кислорода. 1327. Что полезного ещё было получено при проведении этого эксперимента? Анализ осциллограмм показал наличие возможности изготовления самовращающегося генератора электрических импульсов. Это мотор-генератор МГ-1. Роль мотора у него выполняет ротор, а роль генератора – статор (рис. 128).
Рис. 128. Фото электромотора-генератора МГ-1 1328. В чём сущность устройства первой модели самовращающегося электрогенератора? Фото первого в мире самовращающегося электрогенератора показано на рис. 128. Это электромотор-генератор МГ-1. Он имеет обычный ротор и обычный статор. Роль мотора у него выполняет ротор, а роль генератора - статор (рис. 128). Потребовалось около 100 лет, чтобы понять, как заставить ротор генератора вращаться без постороннего привода. Это стало возможным благодаря новым законам электродинамики. 1329. В чём суть главного преимущества электромотора-генератора? Суть преимущества в том, что энергия в обмотку возбуждения ротора подаётся импульсами. В результате в обмотке ротора и в обмотке статора генерируются по два импульса: импульсы ЭДС ин-
236 дукции и импульсы ЭДС самоиндукции. Так как ЭДС самоиндукции генерируется в момент отключения сети, то энергия на его генерацию почти не расходуется. Кроме этого, один из указанных импульсов можно использовать, например, для подзарядки аккумулятора, как источника питания МГ, а второй - на технологический процесс. В результате образуется автономный источник энергии со сроком службы, равным сроку службы аккумулятора. Мощность, реализуемая на холостой ход этого электромотора-генератора, уменьшилась в 15 раз по сравнению с электромеханическим генератором электрических импульсов и составила около 10Ватт (рис. 126, d). 1330. Какой электромотор-генератор был изготовлен вторым и почему? Вторая модель электромотора-генератора МГ-2 (рис. 129) питалась не от сети, а от аккумуляторов. Обусловлено это было тем, что аккумулятор имеет ограниченный запас электроэнергии и её расход легче контролировать, чем расход электроэнергии из сети. 1331. Каким образом электромотор-генератор был использован для проверки достоверности нового закона (198) формирования средней величины импульсной электрической мощности? Для проверки достоверности математической модели (198) нового закона формирования электрической мощности была использована схема питания обмотки возбуждения ротора МГ-2 от одного аккумулятора и зарядки другого импульсами ЭДС индукции статора. Импульсы ЭДС самоиндукции статора использовались для питания ячейки электролизёра (рис. 130). В результате образовывался автономный источник энергии, расход энергии которого легко контролировать по показаниям приборов и по падению напряжения на клеммах аккумуляторов.
Рис. 128. Электромотор-генератор МГ-2
1час. 40 мин Рис. 130. 1332. Были ли сбалансированы процессы разрядки и зарядки аккумуляторов, питавших МГ-2? Нет, не были. Эксперимент проводился с обмотками ротора и статора,
237 параметры которых не рассчитывались на процесс работы МГ-2 с одновременной разрядкой и зарядкой аккумуляторов. 1333. Сколько длился эксперимент в автономном режиме работы такого энергетического блока? Эксперимент длился 3 часа 10 минут. 1334. На какую величину упало напряжение на клеммах аккумуляторов из за несбалансированности процессов разрядки и зарядки аккумуляторов? Ответ на этот вопрос в табл. 30. Таблица 30. Падение напряжения на клеммах аккумуляторов за 3 часа 10 минут Номера аккумуляторов Начальное напряжение, В Конечное напряжение, В 1+2 (разрядка) 12,28 12,00 3+4 (разрядка) 12,33 12,00 1335. Чему равнялась скорость падения напряжения на клеммах аккумуляторов? Она равнялась 0,10Вольта в час. 1336. Какие показатели получены при обработке осциллограммы (рис. 131), снятой с клемм аккумуляторов? Результаты этой обработки представлены на рис. 131. 3часа 10 минут
n 1800îá / ìèí .
U CC 12,30B ;
I C 3,08 A ; PCC 12,30 3,08 37,88Bò Расчётные данные:
SU 3,67 ; U C 11,0 / 3,67 3,0B PC U C I C 3,00 3,08 9,33Âò . 8,57
литров H2+O2
Рис. 131. 1337. Какую величину мощности реализовывали аккумуляторы, питавшие МГ-2? В соответствии с математической моделью (197) старого закона формирования средней величины импульсной электрической мощности аккумуляторы реализовывали на питание аккумуляторов мощность, равную 37,88Вт, а в соответствии с новым законом (198) формирования средней величины импульсной мощности – 9,33Ватта. 1338. Значит ли это, что если те же аккумуляторы загрузить непрерывной нагрузкой мощностью 37,88Вт, то скорость падения напряжения на клеммах аккумуляторов должна сохраниться и составить 0,1Волта в час? Если математическая модель (197) старого закона формирования средней импульсной мощности отражает реальность, то ответ на поставленный вопрос должен быть положительный. 1339. Что было взято в качестве нагрузки с мощностью 37,88Ватта? Для формирования этой нагрузки были взяты лампочки общей мощностью 21+5+5+5=36Ватт. 1340. Чему была равна скорость падения напряжения на клеммах аккумуляторов при такой нагрузке? Через 1 час 40 минут напряжение на клеммах аккумуляторов упало до 4,86В. 1341. Во сколько раз скорость падения напряжения на клеммах аккумуляторов от нагрузки мощность которой рассчитывалась по математической модели старого закона формирования средней импульсной мощности оказалась больше скорости падения напряжения на клеммах тех же аккумуляторов, когда они работали в режиме автономного источника энергии? Примерно в 26 раз больше.
238 1342. Достаточно ли этого экспериментального результата для признания ошибочности математической модели (197) старого закона формирования средней импульсной электрической мощности и достоверности математической модели (198) нового закона? Вполне достаточно. 1343. Были ли приняты меры для усиления достоверности полученного результата? Такие меры были приняты. Аналогичный, более длительный эксперимент, был проведён с МГ-1 (рис. 132). 1344. Почему для питания МГ-1 использовалось две группы мотоциклетных аккумуляторов? Потому что он проектировался для питания от сети с напряжением до 220В. Общее напряжение 4-х аккумуляторов 4х12,50=50В. Этого оказалось достаточно, чтобы две группы аккумуляторов работали в режиме разрядка-зарядка.
Рис. 132. 1345. Удалось ли в этом случае сбалансировать процессы разрядки и зарядки аккумуляторов? Нет, не удалось, но удалось значительно приблизить параметры разрядки и зарядки. 1346. Что дало приближение параметров разрядки и зарядки аккумуляторов? Это позволило значительно увеличить срок непрерывной работы автономной системы: МГ-1, питающейся от аккумуляторов и заряжающей их и ячейки электролизёра, подключённой к клеммам ЭДС самоиндукции статора. 1347. Сколько часов непрерывно проработал автономный источник энергии? Он проработал непрерывно 72 часа, но для учета мы взяли 70 часов. Результаты представлены в таблице 31. Таблица 31. Параметры процесса работы автономного источника энергии в режиме разрядка и зарядка аккумуляторов и получения газов из воды: водорода и кислорода. Часы работы Общее напряжение 1-й Общее напряжение 2-й группы аккум., В группы аккум., В Через 10 часов 51,00-49,30 – разрядка 49,10-51,50– зарядка Через 30 часов 49,70-48,00 – разрядка 48,00-50,10 – зарядка Через 60 часов 48,60-46,10 – разрядка 48,90-46,10 – разрядка Через 70 часов 41,80-47,70 – зарядка 48,20-41,40 – разрядка За 70 часов получено 43 литра смеси газов водорода и кислорода (0,60л/час) 1348. Какой критерий был выбран для определения предела длительности работа автономного источника энергии? Не допускать разрядки аккумуляторов до 11В каждого, то есть величина разрядки каждого аккумулятора не должна превысить 1,5В. 1349. Чем обусловлен указанный критерий? Он обусловлен инструкцией по эксплуатации аккумуляторов, которая рекомендует не допускать их разрядки более чем на 1,5В, так
239 как при большей разрядке этот процесс идет в интенсивном нелинейном режиме, что приводит к сульфатации пластин аккумулятора. 1350. Почему эксперимент был остановлен через 72 часа непрерывной работы? Потому что в обеих группах аккумуляторов оказались бракованные экземпляры, которые разряжались быстрее, чем все остальные. 1351. Можно ли привести данные о напряжении на клеммах аккумуляторов в момент остановки эксперимента? Они в таблице 32. Таблица 32. Величины напряжений на клеммах аккумуляторов в момент остановки эксперимента Первая группа аккумуляторов Вторая группа аккумуляторов Номер аккумулятора Напряжение, В Номер аккумулятора Напряжение, В 1 11,03 5 11,40 2 11,57 6 11,47 3 7 7,99 10,77 4 11,64 8 11,74 1352. Достаточны ли два описанных эксперимента для окончательного заключения об ошибочности старого закона (197) формирования средней импульсной электрической мощности и достоверности нового (198)? Ответ очевиден, вполне, достаточны. 1353. Какую роль играет в балансе мощности МГ-1 инерциальный момент ротора? Решающую. Если бы не было инерциального момента, то МГ-1 не мог бы вращаться. 1354. Но это противоречит первому закону динамики Ньютона, из которого следует, что при равномерном вращении тела сумма моментов, действующих на него, равна нулю, поэтому для описания такого движения не требуется математическая модель, и её не было более 300 лет и наука обходилась без неё, отправляя самолёты в воздух, ракеты в космос, подводные лодки – под воду. Разве можно это игнорировать? Не только можно, но и нужно. Сейчас мы увидим, как отсутствие математической модели для описания равномерного вращения тел тормозило технический прогресс. Теперь динамика Ньютона заменена механодинамикой с новой совокупностью законов, описывающих ускоренные, равномерные и замедленные движения и вращения материальных тел. 1355. Можно ли представить роль инерциального момента в работе МГ-1 наглядно? Такая возможность существует и мы представляем осциллограмму изменения амплитуд импульсов тока в момент запуска ротора МГ-1 в работу (рис. 133).
Рис. 133. Осциллограммы изменения амплитуд тока при запуске МГ-1 в работу: а) - холостой ход; b) – при нагрузке 1356. Чему равна кинетическая энергия равномерно вращающегося ротора МГ-1? Кинетическая энергия равномерно вращающегося ротора равна половине произведения момента инерции ротора I i на квадрат его угловой скорости 2 (199). 2
n2 1 1 1 3,14 1800 1,760 (0,028) 2 E K I i 2 mri 2 24,49 Äæ (199) 2 2 30 2 30 2
240 1357. Чему равна мощность P на валу равномерно вращающегося ротора МГ-1? Поскольку мощность – энергия, реализуемая в секунду, то она равна численно кинетической энергии равномерно вращающегося ротора (200). P 24,49 Äæ / ñ 24,49Âàòò . (200) 1358. Чему равен инерциальный момент на валу равномерно вращающегося ротора МГ-1? Он равен сумме моментов сопротивления вращению ротора (201).
M I MÑ
P
P 30 24,49 30 0,130 Hì n 3,14 1800
(201)
1359. Проверялся ли результат расчёта, представленный в формуле (201), экспериментально? Проверялся с помощью моментомера Ж-83. Результаты проверки представлены в табл. 33. При частоте вращения ротора 1800об/мин теоретический расчёт (201) совпадает с экспериментальной величиной. Таблица 33. Результаты экспериментального определения крутящего момента и мощности на валу равномерно вращающегося ротора МГ-1. Частота вращения, б./мин. Крутящий момент, Нм Мех. мощность, Вт. 900 0,50 47,10 1500 0,175 27,47 1800 0,130 24,50 1360. Можно ли описать процесс определения энергии, затрачиваемой на разгон ротора МГ-1? Можно, конечно. Для этого надо составить уравнение ускоренного вращения ротора и определить из него угловое ускорение ротора. Описанная процедура представлена в формуле (202). n 3,14 1800 t 188,40 ðàä / ñ2 . (202) 30 30 1,0 1361. Какое следующее действие? Следующее действие - определение средней величины момента, разгонявшего ротор из состояния покоя до 1800об./мин. Эта операция представлена в формуле (203).
M Ñ I 0,5 1,760 (0,028) 2 188,40 0,130Íì
(203) 1362. Что ещё надо сделать, чтобы получить необходимые данные для расчёта энергии, расходуемой на ускоренное вращение ротора? Надо определить из осциллограммы угол поворота ротора из состояния покоя до постоянных оборотов n=1800об./мин. Это действие представлено в формуле (204)
2 n t 6,28 30 1,0 188,40 ðàä .
(204) 1363. Совпадает ли энергия, израсходованная на ускоренное вращение ротора МГ-1, с кинетической энергией его равномерного вращения? Конечно, совпадает. Результаты в формулах (199) и (205).
EK M C 0,130 188,40 24,49 Äæ
(205) 1364. Поскольку МГ-1 получает электрическую энергию импульсами, то, как должна определяться электрическая мощность, реализуемая на валу ротора? Электрическая энергия подаётся в обмотку возбуждения ротора МГ-1 импульсами, поэтому средняя величина импульсной мощности, как мы уже доказали, должна определяться по формуле (198). 1365. Можно ли привести пример расчёта мощности, реализуемой первичным источником энергии в обмотке возбуждения ротора МГ-1? Можно, конечно. На рис. 134 представлена осциллограмма, снятая на клеммах обмотки возбуждения ротора МГ-1. На ней представлены импульсы напряжения и тока и импульсы ЭДС самоиндукции СИ.
241 1366. Передаются ли импульсы ЭДС самоиндукции из обмотки возбуждения ротора в обмотку статора? Передаются. Осциллограмма импульсов ЭДС самоиндукции в обмотке статора представлена на рис. 135. 1367. Можно ли уже описанные противоречия представить результатами конкретных расчётов, следующих из осциллограммы на рис. 134? Учитывая важность анализируемой проблемы, определим величины средней электрической мощности на валу ротора МГ-1, используя осциллограммы его холостого хода при 2000 об/мин (рис. 134).
Рис. 135. Импульсы ЭДС самоиндукции в Рис. 134. Импульсы напряжения и тока в обмотке статора на холостом ходу обмотке ротора на холостом ходу 1368. Можно ли описанные противоречия представить результатами конкретных расчётов? Учитывая изложенное, определим величины средней электрической мощности на валу ротора МГ-1, используя осциллограммы его холостого хода при 2000 об/мин (рис. 134). Амплитуды импульсов напряжения равны U A 80B , а их скважность равна SU 5,54 . Если импульсы тока привести к прямоугольной форме, то скважности импульсов напряжения и тока будут равны SU S I 5,54 . Тогда средняя величина амплитуды тока будет равна I A 1,20 A . С учётом этого средние значения импульсов напряжения и тока будут равны: U 80 UC A 14,44 B ; (206) SU 5,54 I 1,20 IC A 0,22 A , (207) S I 5,54 а средняя электрическая мощность холостого хода на валу ротора (рис. 134) равна
PC U C I C 14,44 0,22 3,13Âò . (208) Для ориентировки определим величину мощности на клеммах счётчика электроэнергии. Согласно закону формирования мощности в электрической сети, среднюю мощность на клеммах счётчика электроэнергии надо определять по формуле (197), так как напряжение сети не импульсное, а непрерывное. В результате будем иметь
U A I A 80 1,2 17,33Âò . (209) SI 5,54 Обратим особое внимание на то, что существующие счётчики электроэнергии не приспособлены к учёту электроэнергии, подаваемой потребителю в виде импульсов напряжения и тока (рис. 136). PC
242
Рис. 136. Фото счётчика электроэнергии с вращающимся диском
Рис. 137. График изменения вращающих моментов, действующих на ротор МГ-1 при запуске его в работу, и при равномерном вращении 1369. Как связана средняя величина импульсной мощности (208) с процессом поддержания постоянных оборотов ротора? Ответ на этот вопрос следует из диаграммы баланса механических моментов в момент пуска ротора в работу, представленной на рис 137. В момент начала вращения ротора его пусковой момент преодолевает сопротивления в виде моментов механических и рабочих сопротивлений Ì C и в виде инерциального момента M I . Сумма этих сопротивлений равна M C M I . Как только ротор начинает вращаться равномерно, то инерциальный момент становится положительным M I и не сопротивляется вращению ротора, а способствует его равномерному вращению (рис. 137). Равномерному вращению ротора сопротивляются только рабочая нагрузка и механические, и аэродинамические сопротивления - Ì C . Осциллограммы импульсов напряжения и тока в момент начала вращения ротора, представленные на рис. 133, убедительно доказывает это. Амплитуда первого импульса тока 15А (рис. 133, b). Она больше средней амплитуды почти в 3 раза и это естественно, так как в этот момент вращению ротора сопротивляются не только механические моменты Ì C , но и инерциальный момент M I (рис. 137). Анализ осциллограммы на рис. 133, b показывает, что величины амплитуд импульсов тока
243 становятся одинаковыми, примерно, после 20 импульса. Это значит, что равномерное вращение нагруженного ротора начинается после 20-го импульса. На рис. 137 момент, когда инерциальный момент становится положительным M I , соответствует точке В. Амплитуда первого импульса напряжения - 100В, а амплитуда первого импульса тока 15А (рис. 132, b). Это значит, что мощность пускового импульса равна 100х15=1000Вт. Особо отметим, что это не средняя, а импульсная мощность. Она реализуется на преодоление инерциального момента M I и забирается у первичного источника энергии один раз, в момент пуска ротора в работу, и поэтому не учитывается в балансе мощности МГ1, которая реализуется в течение многих часов его работы. 1370. Почему величина средней мощности на холостом ходу МГ-1, представленная в формуле (208), имеет столь маленькую величину? Ответ на этот вопрос следует из диаграммы баланса механических моментов в момент пуска ротора в работу, представленной на рис. 137. Проясним суть ошибочных представлений о мизерной мощности (208) на валу ротора МГ-1, которая вызывает естественное недоверие к формуле (198) для расчёта импульсной мощности. С учётом этой информации проанализируем процесс формирования малой величины средней импульсной мощности на холостом ходу (208). На рис. 137 положительный M I инерциальный момент, соответствует механической энергии (мощности) равномерно вращающегося ротора. Мощность, соответствующая этому моменту, равна 24,49 Вт (200). Эта мощность присутствует на валу ротора постоянно при его равномерном вращении. Когда в обмотку ротора подаются импульсы напряжения с амплитудой U A , то одновременно формируется импульс тока с амплитудой I A (рис. 134). Средние значения этих импульсов равны: U C 14,44B (206), I C 0,22 A (207), а их средняя электрическая мощность равна 3,13 Ватта (208). Это реальная электрическая мощность импульсов, поданных от первичного источника энергии в обмотку ротора. Она складывается с величиной инерциальной механической мощности 24,49 Ватта (200), постоянно присутствующей на его валу при равномерном вращении ротора. Суммарная импульсная мощность на валу ротора, в момент подачи в его обмотку импульса напряжения от первичного источника питания, равна (210). PCC 24,49 3,13 27,62Bò В результате этого постоянный инерциальный момент M I получает импульсную прибавку Mi (рис. 137), величина которой соответствует импульсу электрической мощности PC 3,13Âò (208). Эта прибавка идёт на преодоление сопротивлений Mc , которые формируются процессами генерации напряжения и тока в обмотке ротора в моменты, когда его цепь замкнута (рис. 137, интервалы B1Ñ1 и B2 Ñ 2 ). Как только цепь ротора размыкается, то сопротивления, формирующиеся импульсами электрической мощности, рождающей импульсы инерциальных Mi прибавок к инерциальному моменту M I , исчезают (рис. 137, интервал Ñ1 ...Â2 или D…E, а оставшийся запас инерциального момента Mi продолжает вращать ротор до получения им следующего импульса (рис. 137, точка A2 ). Из этого следует, что ротор забирает из сети импульсы электрической энергии, средняя мощность которых равна 3,13 Ватта (208), а не 17,33 Вт (209), которая соответствует не импульсному напряжению, а непрерывному напряжению сети. Мощность 13,33Вт - фиктивная мощность, за которую мы платим по показаниям счётчика электроэнергии. Её фиктивность обусловлена тем, что счётчик электроэнергии не может учитывать энергию, отбираемую из сети импульсами, так как он настроен на непрерывное напряжение сети. Потребитель же может потреблять энергию импульсами и тогда мощность на его клеммах не соответствует мощности, фиксируемой счётчиком электроэнергии. Из этого следует новый закон формирования мощности в электрической цепи. Он гласит: средняя мощность в любом сечении электрической цепи равна произведению средних значений напряжения и тока (198).
244 1371. В чём сущность интуитивного протеста против столь малой средней мощности (208), реализуемой первичным источником энергии на питание МГ-1? Мы рассмотрели процесс пуска ротора МГ-1 и процесс его равномерного вращения и нас удивляет мизерная величина электрической мощности 3,13 Вт (208), которая вращает равномерно ротор с массой 1,4 кг и частотой 2000 об./мин на холостом ходу. Это удивление – следствие не учета нашим воображением 24,49Вт мощности, постоянно присутствующей на валу ротора МГ-1 при его равномерном вращении. Этот не учёт сформирован ошибочным первым законом Ньютона. Надо понимать, что мощность 3,13 Вт реализуется только на генерацию импульсов напряжения и тока в обмотке возбуждения ротора, которые формируют импульсные механические инерциальные прибавки M I к инерциальному моменту M I , преодолевающему все механические сопротивления. В результате прибавка мощности 3,13 Ватт реализуется только на поддержание равномерного вращения ротора с частотой 2000об/мин. 1372. Как кратко сформулировать итог описанного? Таким образом, постоянно присутствующая механическая мощность 24,49 Вт на валу ротора преодолевает все виды постоянных сопротивлений его вращению, а импульсы электрической мощности 3,13Вт (рис. 137, интервалы Â1Ñ1 .....B2 C2 .... ), формируя импульсы магнитных моментов при взаимодействии магнитных полюсов ротора и статора, генерируют импульсные инерциальные прибавки Mi инерциальному моменту M I и одновременно формируют рабочие импульсы ЭДС индукции и ЭДС самоиндукции в обмотке статора. Это очень экономный процесс одновременного генерирования электрических и механических импульсов мощности. 1373. Из изложенного следует новый закон расчёта мощности в электрической цепи. Как он гласит? Он гласит: средняя мощность (198) в любом сечении электрической цепи равна произведению средних значений напряжения и тока. Этот закон управляет расходом энергии батареек часов, которые потребляют энергию импульсами. 1374. Почему столь длительной оказалась задержка установления причины фундаментальных противоречий в показаниях электроизмерительных приборов? Потому что стереопит научного мышления многократно сильнее человеческого разума. 1375. Передаются ли импульсы ЭДС самоиндукции, появляющиеся в обмотке возбуждения ротора при отключении подачи напряжения в неё, в обмотку статора? Конечно, передаются. Осциллограмма этих импульсов представлена на рис. 135. 1376. Какие потребители электрических импульсов ЭДС индукции и ЭДС самоиндукции, генерируемые в статоре МГ-1, оказались наиболее приемлемыми? Планировалось оба импульса статора использовать для электролиза воды. Но первые же испытания МГ-1 внесли свои коррективы в этот план. Суть их последовала из простоты схемы разделения импульсов ЭДС индукции и ЭДС самоиндукции в обмотке статора. Она позволила использовать их порознь. Ячейка электролизёра, принимая импульсы ЭДС самоиндукции статора (рис. 138, b), автоматически уменьшает их амплитуду до 2-х Вольт и соответственно увеличивает длительность импульсов (рис. 138, с). В результате при использовании импульсов ЭДС самоиндукции их скважность в электролизёре становится меньше, скважности импульсов ЭДС индукции. Это и есть главная причина энергетического эффекта, следующего из использования импульсов ЭДС самоиндукции в обмотке статора, на который не расходуется энергия первичного источника, так как они формируются в момент отключения подачи напряжения в обмотку возбуждения ротора. 1377. Как ведут себя импульсы ЭДС индукции, подключённые к ячейке электролизёра? Длительность импульсов ЭДС индукции статора не увеличивается при подключении их к ячейке электролизёра и ток не растёт. 1378. Какую освещённость формирует лампочка, включённая в цепь ЭДС индукции статора? Средняя освещённость- 46 люкс.
245 1379. Какую освещённость формирует лампочка, включённая в цепь ЭДС самоиндукции статора при одновременном включении ячейки электролизера в цепь ЭДС самоиндукции статора? Средняя освещённость- 750 люкс.
А) МГ-1, электролизёр и лампочка
с) напряжение и ток на клеммах электролизёра
b) напряжение и ток на щётках ротора
d) напряжение и ток на клеммах лампочки Рис. 138. МГ-1 и его потребители: электролизёр и лампочка 1380. Почему яркость лампочки, подключённой в цепь индукции статора совместно с ячейкой электролизёра, включённой в цепь самоиндукции статора увеличивается почти в 20 раз по сравнению с её яркостью в момент, когда она подключена одна, без ячейки электролизёра? Точного ответа на этот вопрос нет, а гипотетический - следующий. Так как импульсы ЭДС индукции и ЭДС самоиндукции статора рождаются в одном и том же проводе, то импульсы напряжения и импульсы тока, рождающиеся при подключении ячейки электролизёра, оказываются больше того напряжения и тока, которые генерируют импульсы ЭДС индукции. В результате и лампочка, в паре с ячейкой электролизёра горит ярче. 1381. Можно ли провести количественный анализ параметров на клеммах ротора МГ-1 и статора, когда к клеммам его обмотки подключены лампочка и ячейка электролизёра? Представим анализ баланса мощности МГ-1, ячейки электролизёра, включённого в цепь ЭДС самоиндукции статора и лампочки, включённой в цепь ЭДС индукции статора (рис. 138, а). Осциллограммы напряжения и тока в обмотке возбуждения ротора, генерирующего мощность для питания одной ячейки электролизёра, подключённой в цепь ЭДС самоиндукции статора, и одной лампочки, подключённой в цепь ЭДС индукции статора, представлены на рис. 138, b, c и d. Чтобы упростить расчёт мощности на валу ротора, приведём импульс тока (рис. 138, b) к прямоугольной форме. Тогда обработка осциллограммы даёт одинаковые величины скважности импульсов
246 напряжения и тока, равные SU S I 5,31 . С учётом этого средняя величина напряжения равна 180 (211) UC 33,90 B , 5,31 а тока 3,80 (212) IC 0,72 A . 5,31 Тогда средняя электрическая мощность на валу ротора равна
PC U C I C 33,90 0,72 24,26Âò .
(213)
Известно, что электролиз воды идёт при среднем напряжении на каждую ячейку, равном, примерно, 2 Вольта. Почему? Неизвестно. Неизвестно и влияние количества ячеек на производительность электролизёра. Ответ на этот вопрос получен недавно, при использовании самовращающегося генератора МГ-1 для питания электролизёра. Он выдаёт импульсы напряжения, которые не имеют прямой связи с первичным источником питания: аккумулятором или электрической сетью. Амплитуда и частота импульсов напряжения, которые он выдаёт, тесно связаны с его конструкцией электромотора-генератора и определяются частотой его вращения. На рис. 135 представлена осциллограмма импульсов ЭДС самоиндукции, генерируемых в обмотке статора МГ-1 на холостом ходу. В момент разрыва электрической цепи, питающей обмотку ротора, амплитуда импульсов напряжения равна U A 44B (рис. 135), длительность импульсов – 0,50мс, а их скважность равна S=21,50 при оборотах ротора генератора, равных 2000 об./мин. Средняя величина ЭДС самоиндукции, генерируемая в обмотке статора равна Uc=44/21,50=2,05B. На рис. 138, с – эти же импульсы, трансформированные одной ячейкой классического электролизёра. 1382. Чему равна мощность, на клеммах ячейки электролизёра? Как видно (рис.138, с), ячейка уменьшает амплитуду импульса ЭДС самоиндукции (рис. 135) с U A 44B до, примерно, U A 2,20B , то есть в количество раз, равное скважности импульсов (S=21,51) напряжения на холостом ходу генератора (рис. 135). Чтобы упростить расчёт, приводим импульсы тока (рис. 138, c) к прямоугольной форме. Тогда скважности импульсов напряжения и тока будут равны SU S I 1,72 , а амплитуда тока I A 26,67 A . С учетом этого среднее напряжение, подаваемое в ячейку, будет равно Uc U A / SU 2,20 / 1,72 1,28B . (214) Обратим внимание на то, что среднее напряжение импульса Uc 1,28B , меньше среднего напряжения (рис. 138, c около 2-х Вольт) на клеммах ячейки. Обусловлено это тем, что ячейка, зарядившись вначале, постепенно разряжается, а подаваемые импульсы напряжения с амплитудой 2,20 В и со скважностью S=1,72, подзаряжают её. При этом скважность S=1,72 уменьшает амплитуду импульса напряжения U A 2,20B до средней величины 1,28В, используемой для расчёта мощности. Очень важно понять этот момент. Величина 2,20 В принадлежит электролизёру, а не источнику питания. Источнику питания (ЭДС самоиндукции статора) принадлежит средняя величина напряжения 1,28В. Средняя величина тока равна (215) Ic I A / S I 26,67 / 1,72 15,51A , а мощности – PC U C I C 1,28 15,51 19,85Âò . (216)
247 Обратим внимание ещё на один важный момент. Напряжение на клеммах ячейки непрерывно и равно, примерно, U E 2,10B . Оно не имеет отношения к среднему напряжению импульса подаваемого первичным источником питания. Это значит, что мощность непосредственно на клеммах ячейки надо рассчитывать по формуле. (217) PE U E I C 2,10 15,51 32,57 Bò . Это больше, чем на валу ротора (203). 1383. Чему равна мощность на клеммах лампочки, работающей совместно с ячейкой электролизёра? Мощность на клеммах лампочки c номинальной мощностью 20Вт, подключённой в цепь ЭДС индукции статора. Она работает совместно с ячейкой электролизёра включенной в цепь ЭДС самоиндукции статора. Осциллограмма импульсов напряжения и тока на клеммах этой лампочки представлена на рис. 138, d. Приводим импульсы напряжения и тока к прямоугольной форме. Тогда их скважность будет равна SU S I 5,31 . Амплитуда напряжения равна U A 12B , а тока I A 7,50 A . Средние значения напряжения и тока будут равны: (218) Uc U A / SU 12,00 / 5,31 2,26B ; (219) Ic I A / S I 7,50 / 5,31 1,42 A . Обратим внимание на то, что в цепи ЭДС индукции статора напряжение генерируется не постоянное, а импульсное (рис. 138, d), поэтому мы обязаны рассчитывать мощность на клеммах лампочки по формуле (198). В результате будем иметь
PC U C I C 2,26 1,42 3,19Âò .
(220)
Однако, лампочка, включённая в цепь ЭДС индукции статора в паре с ячейкой электролизёра, включённой в цепь ЭДС самоиндукции статора, имела полный накал, соответствующий её номинальной мощности 20Вт. Из этого следует, что полная мощность в обмотке статора, реализуемая на питание ячейки электролизёра (216) и лампочки мощностью 20Вт, горевшей в полный накал, равнялась PO PE 20 19,85 20 39,85Bò . (221) Это значительно больше, чем на валу ротора (213). 1384. Следует ли из всего изложенного по результатам испытаний МГ-1, неприспособленность существующих счётчиков электроэнергии определять мощность импульсов энергии или мощности? Мы уже доказали теоретически и экспериментально, что существующие счётчики электроэнергии приспособлены для учета непрерывного расхода электроэнергии, но завышают величину импульсной электроэнергии или мощности, подаваемой потребителю, в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. 1385. Какова мощность на клеммах ротора МГ-1 и на клеммах двух лампочек, включённых в цепь ЭДС индукции и ЭДС самоиндукции статора МГ-1? Включим в цепь ЭДС индукции статора и ЭДС его самоиндукции по одной лампочке мощностью по 20Вт (рис. 139, а) и определим электрическую мощность на валу ротора и в обмотке статора при нагрузке. Осциллограмма, снятая на щетках ротора, представлена на рис. 139, b. Амплитуда импульсов напряжения равна U A 100B (рис. 139, b). Для упрощения расчёта приводим импульсы тока к прямоугольной форме. Тогда их средняя амплитуда будет равна I A 1,80 A . Скважность импульсов напряжения одинаковая и равна S H S I 5,54 . Средняя величина напряжения будет равна U C U A / SU 100 / 5,54 18,05B , а средняя величина тока I C I A / S I 1,80 / 5,54 0,33 A . Тогда средняя электрическая мощность на валу ротора при нагрузке из 2-х лампочек равна
248 (222) PC U C I C 18,05 0,33 5,86Âò . Это - величина электрической мощности на валу ротора, генерирующего электрическую мощность в обмотке статора для питания 2-х лампочек.
а)
b)
c) d) Рис. 139. Осциллограммы импульсов напряжения и тока: а) фото МГ-1 + 2 лампочки; b) в обмотке ротора при нагрузке из 2-х лампочек; с) в цепи ЭДС индукции статора; d) в цепи ЭДС самоиндукции статора 1386. Какова мощность на клеммах лампочки, включённой в цепь ЭДС индукции статора МГ-1? . На рис. 140, с - осциллограмма импульсов напряжения и тока на клеммах лампочки включённой в сеть ЭДС индукции статора. Приводим амплитуды импульсов напряжения и тока (рис. 140, с) к прямоугольной форме. Тогда их средние амплитуды будут равны соответственно U A 5,0B и I A 5,1A . Скважности импульсов напряжения и тока в этом случае будут равны SU S I 5,28 . С учётом этого среднее значение U C U A / SU 5,00 / 5,28 0,95B , напряжения равно а тока I C I A / S I 5,10 / 5,28 0,97 A . В результате средняя величина мощности на клеммах этой лампочки PC U C I C 0,95 0,97 0,94Âò . (223) 1387. Какова мощность на клеммах лампочки, включённой в цепь ЭДС самоиндукции статора МГ-1? Осциллограмма напряжения и тока на её клеммах представлена на рис. 140, d. Эти импульсы ближе к треугольной форме, поэтому приводим их к этой форме. Тогда средняя амплитуда импульсов напряжения равна U A 7,50B , а средняя амплитуда импульсов тока I A 9,0 A . Скважности импульсов напряжения и тока будут
249 равны тока равна
SU S I 8,20 . Средняя величина напряжения U C U A / SU 7,5 / 8,2 0,9B , а I C I A / S I 9,0 / 8,2 1,1A . Тогда средняя мощность на клеммах этой лампочки
(224) PC U C I C 0,9 1,1 1,0Âò . Суммарная мощность на клеммах двух лампочек равна (225) PO 0,94 1,10 2,04Bò . Эта небольшая мощность соответствует слабой светимости лампочек. Лампочка, включённая в цепь ЭДС индукции статора, формировала 51 Люкс освещённости на расстоянии 15см. и реализовала импульсную мощность, равную 0,94 Вт (223), а лапочка, включённая в цепь ЭДС самоиндукции статора, формировала освещённость всего 15 люкс. при мощности 1,0Вт (224). Если же лампочку включить в цепь ЭДС индукции, а ячейку электролизёра – в цепь ЭДС самоиндукции, то освещённость, формируемая ею, увеличивается до 730 люкс. 1388. Проводились ли контрольные испытания МГ-1 с участием независимых экспертов? Проводились с участием академика РАН.. Протокол испытаний приводится ниже. ПРОТОКОЛ сравнительных испытаний мотора-генератора МГ-1 и газосварочного аппарата ЛИГА-12 при одинаковом пламени горелки Мотор-генератор МГ-1 состоит из ротора и статора. Роль мотора выполняет ротор, а роль электрогенератора – статор. Мотор-генератор включался в электрическую сеть через латр к счётчику электроэнергии. В цепь ЭДС индукции статора включена лампочка мощностью 20 Вт. Она горела в полный накал спирали. В цепь ЭДС самоиндукции статора включена ячейка классического электролизёра. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ 1. При испытании мотора-генератора МГ-1 электронный счётчик электроэнергии зафиксировал на клеммах латра 110Вт при напряжении 218,6В, силе тока 0,66А и cos 0,76 . 2. При испытании газосварочного аппарата ЛИГА-12 с такой же длиной пламени тот же электронный счётчик электроэнергии показал 160Вт при напряжении 221,6В, силе тока 0,82А и cos 0,87 . 3. Потери мощности на латре составили 10Вт. 4. Прямая сетевая мощность на клеммах мотора-генератора МГ-1 составила 110Вт10Вт=100Вт. Это на 30% меньше, чем на клеммах газосварочного аппарата ЛИГА12. 5. К протоколу прилагаются осциллограммы, снятые на клеммах ротора (рис. 140, а) и статора (рис. 140, b). Обработка этих осциллограмм дала следующие результаты: а) на клеммах ротора скважность импульсов напряжения рана S 6 , среднее напряжеие U C 31,33B , а средняя величина тока - I C 0,74 A . В результате, в соответствии с новым законом формирования средней импульсной мощности (198), средняя мощность на входе в МГ-1 равнялась PC U C I C 31,33 0,74 23,19Bò . b) на клеммах ЭДС самоиндукции статора скважность импульсов напряжения и тока при приведении формы импульса тока к прямоугольной форме составила S 1,67 . Так как амплитуда импульса напряжения на клеммах ячейки равна U A 2,10B , то её средняя величина оказывается такой U C U A / S 2,20 / 1,67 1,32B , а средняя величина тока - I C I A / S 32,00 / 1,67 19,20 A . Согласно новому закону формирования
250 средней величины импульсной мощности (198) её величина на клеммах ячейки электролизёра оказалась равной PC U C I C 1,32 19,20 / 1,67 25,34Bò .
а) b) Рис. 140. Осциллограмма на клеммах электролизёра при контрольных испытаниях 6. Номинальная мощность лампочки, которая горела в полный накал, - 20Вт. 7. Суммарная мощность на клеммах обмотки статора равна PO 25,34 20 45,34Bò . Протокол контрольных испытаний, проводимых под председательством академика РАН, подписан 12.10.10 и находится в нашем архиве. 1389. Так как мощность на входе в МГ-1, согласно новому закону (198) формирования средней импульсной мощности в PO / PC 45,34 / 25,34 1,79 раза больше мощности на клеммах статора, то обсуждалось ли это противоречие с академиком? Обсуждалось, но в протоколе это не зафиксировано. Тут надо отметить, что уважаемый Борис Иванович Каторгин оригинально прокомментировал гипотезу о неспособности счётчика электроэнергии правильно учитывать импульсную мощность. После моих пояснений он высказался, примерно, так: - интересная картина получается, это подобно тому, что мы подставляем стакан к отрытому водопроводному крану и берём из него воду стаканными порциями, а счётчик воды приписывает нам всю воду, которая прошла через кран, когда мы её не брали. При этом не учитывается то, что, когда мы убираем стакан из под крана, то у него, как бы, срабатывает клапан и он прекращает выдавать воду, но счётчик считает её. По нашему мнению, это удивительно простое модельное объяснение сути глобальной ошибки, которую мы уже детально проанализировали теоретически и экспериментально. Но к моменту нашей беседы с Борисом Ивановичем у нас ещё не было ни теоретических, ни экспериментальных доказательств ошибочности старого закона (197) формирования средней импульсной мощности. 1390. Следует ли из изложенного ошибочность неисчислимого количества экспериментов по доказательству «достоверности» так называемого закона сохранения энергии? Описанная неспособность счётчика электроэнергии учитывать импульсы электроэнергии, подаваемой потребителю, ставит под сомнение неисчислимое количество «доказательств» достоверности закона сохранения энергии. 1391. Какие показания даёт электронный ваттметр при измерении импульсной мощности на клеммах потребителя и на клеммах счётчика электроэнергии? Ваттметры бывают разные. Одни показывают мощность вместо счётчика электроэнергии, другие измеряют мощность в любом сечении электрической цепи. Ваттметры, измеряющие мощность в любом сечении электрической цепи, работают по программе, которая определяет средние значения напряжения U C тока I C с учётом их скважностей SU и S I и, пере-
251 множая их, показывает среднюю электрическую мощность в этом сечении. Это значит, что такой ваттметр определяет мощность по формуле U I (226) PC U C I C A A , SU S I а все современные счётчики электроэнергии определяют её по, уже доказанной нами, ошибочной формуле U I (227) PC A A . S 1392. Какие результаты получены при испытании электромотора-генератора МГ-1 с двумя генераторами (рис. 142)? Они представлены в табл. 34.
Рис. 141. Генератор импульсной Рис. 142. Ротор-мотор и два мощности с электроприводом Электрогенератора Таблица 34. Показатели испытаний электромотора-генератора с двумя генераторами (рис. 142) n, об./мин. На входе., Мех. мощность Общая мощность ЭДС СИ P1 , P , Вт PC P1 P2 , P0 , Вт 2 Вт 1160 1225 1300
24,99 21,28 16,99
20,94 16,25 14,53
Рис. 143.
36,42 32,05 27,21
57,36 48,30 41,74
252
ЭЛЕКТРОМОТОР-ГЕНЕРАТОР МГ-3. mp=14,7кг Рис. 144. 1393. Чему равна максимальная кинетическая энергия равномерно вращающегося ротора МГ-3, зафиксированная экспериментально? Её величина в формуле (228).
1 1 1 n E K 3650 I 2 mri 2 2 2 2 30 2
1 3,14 3650 14,7 (0,04) 2 858,18 Äæ . 4 30 858,18 Äæ / 1ñ 858,18Âàòò 2
(228)
1394. Начальные результаты испытаний МГ-3 (рис. 144)? Они представлены в табл. 35. Таблица 35. Результаты испытаний МГ-3 на холостом ходу Показатели холостого хода первого блока ротора МГ-3 n, об/мин. Электрическая Механическая Эффективность U,B I,A мощность мощность на холостого хода. на входе, Bт выходе, Вт 510 12,0 3,82 14,55 13,34 13,34/14,55=0,92 1300 24,0 3,97 32,27 86,65 86,65/32,27=2,68 1950 36,0 3,95 52,03 194,95 194,95/52,03=3,75 2600 48,0 3,93 68,84 346,58 346,58/68,84=5,03 Параллельное соединение обмоток возбуждения двух блоков ротора 720 12,0 5,80 20,90 33,39 33,39/20,90=1,60 1800 24,0 6,20 45,22 208,71 208,71/45,22=4,62 2820 36,0 6,80 105,68 505,02 505,02/105,68=4,78 3650 48,0 6,50 111,43 858,18 858,18/111,43=7,70 Последовательное соединение обмоток возбуждения блоков ротора 250 12,0 3,30 11,69 4,03 4,03/11,69=0,34 880 24,0 2,90 22,93 49,88 49,88/22,93=2,17 1450 36,0 2,80 34,32 135,43 135,43/34,32=3,95 1450 48,0 2,90 32,67 135,43 135,43/32,67=4,15 1395. Почему обороты ротора МГ-3, при включении только его первого блока, зависят только от напряжения и почти не зависят от тока (табл. 35)? У нас пока нет ответа на этот вопрос. 1396. Как влияют схемы намотки обмотки возбуждения ротора на его обороты на холостом ходу? Ответ в таблице 36.
253 Таблица 36. Влияние схем намотки проводов на роторе электромотора-генератора МГ-3 на его обороты. Ротор старая намотка новая намотка количество витков - 40 количество витков – 38 напряжение/ток, обороты в минуту напряжение/ток, обороты в минуту В/А В/А 12/1,6 800 12/1,7 820 24/1,6 1800 24,1,7 2200 36/1,6 2500 36/1,7 3100 1397. Возможно ли, понимание физики процессов взаимодействия магнитных полей полюсов ротора и статора при разных вариантах намотки проводов на них, без новых знаний по электродинамике? Выявление новых энергетических эффектов, связанных с вариантами намотки проводов на статоры и роторы невозможно без новых знаний по новой электродинамике. 1398. Как меняются величины напряжений и токов в обмотках ротора и статора электромотора-генератора МГ-3 при разных вариантах намотки проводов на них? Ответ – в табл. 37. Таблица 37. Влияние схем намотки проводов на роторы и статоры электромоторагенератора МГ-3 на величины тока и напряжения. Ротор Статор Параметры старая новая старая намотка новая намотка ЭДС ЭДС намотка намотка ЭДС ЭДС индукции самоиндукц. индукции самоиндукц. 140 360 Кол-во витков 40 38 140 360 Напряж./ток: В/А 12/1,6 12/1,7 9,0 72,0 22,0 160,0 В/А 24/1,6 24,1,7 20,0 140,0 56,0 254,0 В/А 36/1,6 36/1,7 32,0 210,0 86,0 416,0 1399. В чём сущность нового правила определения эффективного варианта намотки обмотки возбуждения ротора и обмотки статора? Заменив старое правило определения направления тока в проводах и формирования магнитных полей вокруг них, названное одним специалистом правилом левой ноги и правой руки, обычным компасом, легко установить, что электроны движутся в проводах не от минуса к плюсу, а, наоборот, от плюса – к минусу. В результате появляется прозрачность процесса взаимодействия проводов с токами и формирования ими магнитных полей вокруг проводов и в магнитопроводах. Этот процесс определяет глубину проникновения магнитных полей вокруг проводов в тело магнитопровода и таким образом меняет напряжённость магнитных полей на магнитных полюсах роторов и статоров. 1400. В чём сущность трудностей понимания движения электронов в проводах с постоянным напряжением от плюса к минусу? В мощном стереотипе ошибочных представлений о сути напряжения и тока, об отрицательных и не существующих в проводах и диэлектрических конденсаторах положительных зарядах. Наибольшую путаницу порождает ошибочная маркировка полярности диодов. Всю эту, образно говоря, неразбериху удастся устранить только при замене знака плюс (+) на знак южного магнитного полюса (S), а знака минус – на знак северного магнитного полюса (N). ЗАКЛЮЧЕНИЕ Обучение молодёжи методам поиска причин фундаментальных научных и инженерных противоречий, которые скрывают колоссальные резервы, не используемые человечеством, - самая актуальная проблема образования.
254 15. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ Анонс. Фантастические достижения человечества в области формирования, хранения, передачи и приёма электронной информации до сих пор не имеют непротиворечивого теоретического описания. Попытаемся прояснить причину этого. 1401. Можно ли считать, что фантастические достижения человечества в области формирования, хранения, передачи и приёма электронной информации – результат понимания сути физических явлений и процессов формирования, хранения, передачи и приёма электронной информации? Нет оснований для такого заключения. 1402. Какую роль сыграли физические теории в получении фантастических экспериментальных результатов по формированию, хранению, передаче и приёму электронной информации? В лучшем случае нулевую, а в худшем – роль мощнейшего тормоза в развитии этого направления человеческих интеллектуальных достижений. 1403. Как развиты процессы формирования, передачи и приёма информации живыми организмами? Природные процессы формирования, передачи и приёма информации изучены ещё слабо, поэтому трудно дать исчерпывающую характеристику деяниям Природы в этом направлении. 1404. Как называются органы чувств живых организмов, формирующие, передающие и принимающие информацию? Главные из них называются: органы зрения, слуха, обоняния и осязания. 1405. Какие из этих природных органов чувств человеку удалось смоделировать и даже превзойти? Человек смоделировал процессы формирования, передачи и приёма зрительной информации и его достижения в этой области значительно превзошли творения Природы. 1406. Есть ли достижения в моделировании процесса обоняния? Один из наших читателей из Бразилии сообщал, что ему удалось разработать прибор, регистрирующий молекулы, которые формируют у человека различные запахи. Так что начало в этом направлении уже положено. 1407. Какой главный научный метод позволил человеку добиться фантастических достижений в моделировании процессов формирования, передачи и приёма зрительной информации? Достижения человека в указанном направлении добыты самым древним методом – методом проб и ошибок. 1408. Что можно сказать о теоретических достижениях в этой области? Теоретические достижения человека в описании процессов формирования, передачи и приёма зрительной информации – пустыня с небольшими островками математических моделей адекватно описывающих отдельные элементы указанных процессов. 1409. Знает ли человек носителя зрительной информации? Человеческие знания в этой области – весьма туманны. Некоторые считают, что зрительную информацию, формируют и передают в пространстве электромагнитные волны Максвелла (рис. 145, а). Другие считают, что зрительную информацию формируют и передают в пространстве фотоны (рис. 145, b, с). Единая точка зрения ещё не сформировалась. 1410. В каком диапазоне изменяется главный параметр – длина волны так называемого электромагнитного излучения? В диапазоне 24 порядков. 1411. В каком диапазоне изменяется главный параметр фотона – радиус? В диапазоне 18-ти порядков. 1412. На чём базируется уверенность сторонников максвелловской теории и максвелловской модели формирования и передачи информации? На слепой вере в силу математики. 1413. Каким образом электромагнитное излучение в виде взаимно перпендикулярных синусоид (рис. 145, a), следующих из уравнений Максвелла, локализуется в
255 пространстве, изменяя свои главные параметры - длину волны и частоту в диапазоне 24 порядков? Уравнения Максвелла не позволяют получить ответ на этот вопрос. 1414. Какая часть синусоидальных волн Максвелла (рис. 145, а) длинною, например, 2000м, пересекая приёмную антенну длинною, например, 10м, передаёт все детали, которые содержатся в радиосигнале? Ответа нет. 1415. Чему равна амплитуда синусоид максвелловской электромагнитной волны длиною 2000м (рис. 145, а) и какой частью этой амплитуды максвелловская волна должна пересечь приёмную антенну длинною 10м, чтобы передать на неё все детали радиоинформации? Ответа нет. 1416. Каким образом локализуются в пространстве амплитуды синусоид напряжённостей электрических и магнитных полей? Ответа нет.
Рис. 145. 1417. Длина волнового пакета, представленного на рис. 145, а, который можно назвать максвелловским волновым пакетом, должна быть ограничена в пространстве. Тогда возникает вопрос: сколько волн в максвелловском волновом пакете? Ответа нет. 1418. Как электромагнитная волна Максвелла (рис. 146, а) переносит в пространстве телевизионную информацию о толщине человеческого волоса на экран телевизора, имея длину волны около метра? Ответа нет. 1419. Когда максвелловская волна излучается из вертикально распложенной антенны во все стороны равномерно, то она принимает форму кольца и возникает вопрос: как линейно распространяющиеся синусоиды (рис. 146, b, c) трансформируются в круговые синусоиды? Ответа тоже нет. 1420. Если представить антенну длиною, примерно, метр в вертикальном положении, то излучения от такой антенны формируются в виде колец, которые, удаляясь от антенны со скоростью света, увеличивают свои радиусы и уменьшают плотности этих колец (рис. 146, b, c). Нетрудно посчитать, что напряжённости магнитных и электрических полей синусоид такой максвелловской волны очень быстро примут
256 значения, близкие к нулю. В связи с этим возникает вопрос: каким образом электромагнитной волне Максвелла удаётся сохранить напряженности своих расширяющихся магнитных и электрических полей на пути от звезды, расположенной от нас на расстоянии, например, 1010 световых лет? Ответа на этот вопрос тоже нет.
Рис. 146. 1421. Почему вопреки установленному факту, что фотоны излучаются электронами при их энергетических переходах в атомах, уравнения Максвелла утверждают формирование антенной радиопередатчика еще какого – то электромагнитного поля, структура которого до сих пор не установлена точно? Эта ошибочная точка зрения – следствие ошибки Герца при интерпретации им причины появления тока в резонаторе 3 в момент введения в его зону диэлектрика 4 (рис. 146, d). 1422. Можно ли доверять правильности интерпретации опыта Герца о появлении индукции в диэлектрике 4 при воздействии на него излучения (рис. 146, d)? Современные электротехнические средства позволяют легко проверить правильность интерпретации опыта Герца, но специалисты по уравнениям Максвелла так глубоко верят им, что такую возможность считают излишней. 1423. Есть ли основания считать, что при введении диэлектрика 4 в зону резонатора 3 Герца формируется дополнительный поток фотонов на резонатор, отражённых от диэлектрика, что и формирует ток в резонаторе, названный током смещения? Это единственный вариант правильной интерпретации этого эксперимента (рис. 146, d). 1424. Возможен ли прямой эксперимент для проверки явления индукции в диэлектрике? Он не только возможен, но и результат его очевиден. 1425. Есть ли основания считать, что электрическая составляющая электромагнитного поля Максвелла наводит ток в прямолинейном стержне, а магнитная – в криволинейном? Нет никаких оснований для такого заключения. 1426. Есть ли основания считать, что ток в прямолинейном и криволинейном стержнях наводит поток фотонов отражающихся от стержня, но не электрическая и магнитная составляющие электромагнитной волны Максвелла? Это - единственно правильная интерпретация данного явления.
257 1427. Сохранится ли работоспособность уравнений Максвелла в условиях отсутствия явления индукции в диэлектрике? Они потеряют способность описывать процессы передачи энергии и информации в пространстве. 1428. Сохранится ли работоспособность уравнений Максвелла, если будет доказано, что тока смещения не существует? Без тока смещения уравнения Максвелла не пригодны для описания процессов передачи энергии и информации в пространстве. 1429. Фотон и электромагнитная волна: одно и то же или это разные электромагнитные образования? Разные. Известно, что, как представляют ортодоксы, электромагнитные волны формируются взаимно перпендикулярными электрическими и магнитными полями, которые не имеют параметров локализации в пространстве. Фотон – локализованное в пространстве образование из шести замкнутых по круговому контуру электромагнитных или только магнитных полей. Обе эти модели успешно работают в рамках существующей теории фотона, но какая из них соответствует реальности, окончательно ещё не установлено, так как не разработана ещё электродинамика фотона. Анализ процесса излучения фотона электроном и интерпретация большей части экспериментов с участием фотонов указывают на наличие у него замкнутых по круговому контуру шести магнитных полей со сближающимися магнитными силовыми линиями, что и обеспечивает локализацию фотона в пространстве в совокупности с силами инерции. Детали можно прочитать в монографии. Если фотон состоит только из магнитных полей, то проникающая способность радиоволн получает полное объяснение. 1430. Каким образом радиоволна длиною в километры передает информацию антенне приемника, размеры которой могут быть несколько сантиметров и даже значительно меньше? Передача информации радиоволной длиною в километры антенне приемника на много порядков меньше длины радиоволны возможна благодаря тому, что эту волну несёт совокупность одиночных фотонов. Поэтому для возбуждения электронов антенны приемника в заданной последовательности достаточно, чтобы на нее попало несколько фотонов из этой последовательной совокупности (волны). 1431. Известно, что уравнения Максвелла дают приемлемый результат только при соизмеримости длины волны излучения с размером излучающей антенны. В связи с этим возникает вопрос: как понимать приём естественного излучения прибором ИГА-1 (рис. 146, е) с длиной волны 60 км на круглую антенну с диаметром 3см? Это вопрос математикам, которые своими «математическими симфониями» более 100 лет калечат интеллект своих учеников и безмерно гордятся этим. 1432. Почему уравнения Максвелла, полученные в 1865 году, до сих пор не позволили выявить электромагнитную структуру электромагнитного излучения и, в частности, структуру фотона? Потому что они работают за рамками аксиомы Единства, а фотон ведёт себя в рамках этой аксиомы и потому, что уравнениям Максвелла ошибочно приписана способность описывать процессы передачи энергии и информации в пространстве. 1433. Каким образом фотоны, излучённые звездами, расположенными от нас на расстоянии, например, 1010 световых лет, сохраняют напряжённости своих электромагнитных полей? Фотон – локализованное в пространстве электромагнитное образование, электромагнитные (рис. 147, а) или магнитные (рис. 147, b) поля которого замкнуты друг с другом по круговому контуру. Это и обеспечивает им сохранность напряженностей электромагнитных или магнитных полей. 1434. Но ведь расстояние 1010 световых лет определяется по красному смещению спектральных линий, из которого следует потеря фотоном энергии, а значит и уменьшение напряжённостей электромагнитных или магнитных полей. Как понимать этот результат? Это – центральный экспериментальный результат современной астрофизики. Но не все знают, что точная причина красного смещения спектральных линий до сих пор не установлена. Это явление может быть следствием двух причин: увеличение красного смещения за счёт увеличения скорости удаления источника излучения от
258 наблюдателя или - увеличение потерь энергии фотонами в процессе их столь длительного путешествия от звёзд к нам. Какая из этих причин рождает красное смещение спектральных линий, до сих пор не установлено.
Рис. 147. 1435. Известно, что фотоны излучаются электронами атомов, а что излучается при формировании радиоволны или телевизионного сигнала? Любую информацию, закодированную в импульсе, можно передать вдоль провода продольными волнами импульсного взаимодействия электронов, которые на всем пути движения импульса по проводу излучают адекватные импульсы фотонов в пространство (рис. 147, c, d). Импульс фотонов, встретившийся с линейной антенной приемника, в момент отражения поляризуется, и таким образом возбуждает в ней электроны, которые формируют импульсы тока, несущие такую же информацию, как и импульсы фотонов. Таким образом, радиосигналы и телесигналы в проводе формируют импульсы электронов, а в пространстве – импульсы фотонов. 1436. Как понимать понятие поляризуются фотоны? Фотоны, вращающиеся магнитные образования, имеют структуру близкую к плоской в плоскости вращения. В луче света, например, их плоскости вращения ориентированы произвольно, поэтому они не поляризованы. При отражении фотонов их плоскости вращения поворачиваются так, что совпадают с плоскостью падения и отражения. 1437. Есть ли экспериментальные доказательства этому? Самый убедительный эксперимент по поляризации фотонов в момент отражения принадлежит С.И. Вавилову. Схема этого эксперимента представлена на рис. 148.
259
Рис. 148. Упрощенные схемы моделей фотонов: а) с правоциркулярной и b) левоциркулярной поляризациями; с) и d)- поляризация света при отражении: 1-падающий луч; 2 – отражающая плоскость; 3 – отраженный луч; 4 – экран; 5 – сосуд с взмученной водой; 6 – луч, прошедший через сосуд; 7 – плоскость падения луча; 8 – плоскость поляризации отраженного луча; 9 – неполяризованный луч источника света; 10 – неполяризованный луч, прошедший через сосуд 5 1438. Значит ли это, что при отражении от стержневой антенны фотоны поляризуются так, что их плоскости поляризации оказывается перпендикулярными оси стержневой антенны? Да, это наиболее приемлемая гипотеза. Перпендикулярность плоскости поляризации фотонов оси антенны в момент отражения, выстраивает спины фотонов вдоль стержня антенны. Совокупность этих спинов формирует поле, которое воздействует на спины свободных электронов в приёмной антенне таким образом, что спины электронов оказываются сориентированными вдоль её провода. В результате на её концах формируется разность потенциалов, которая передаётся приёмному устройству. 1439. Как передаётся и принимается сигнал параболической антенной (рис. 147, е)? Параболическая антенна передатчика формирует направленный поток фотонов, а параболическая антенна приёмника – фокусирует поток фотонов, усиливая их воздействие на электроны приёмного элемента. 1440. Какую волну формируют фотоны, излученные электронами атомов и молекул антенны передатчика? Электроны атомов и молекул антенны передатчика и любого другого тела непрерывно излучают и поглощают фотоны, соответствующие температуре окружающей среды. Этот процесс идет непрерывно. Его можно усиливать путем воздействия на электроны. Если процессом воздействия на электроны управлять, то они будут излучать импульсы фотонов (рис. 147, c, d), в которых можно кодировать передаваемую информацию. Таким образом, информацию и энергию переносят в пространстве фотонные волны, ошибочно названные физиками электромагнитными волнами. 1441. Считается, что электромагнитная волна Максвелла проникает через все препятствия. Например, препятствие из дерева. Так это или нет? Такая точка зрения противоречит элементарным наблюдениям. На Кубани вдоль дорог посажены деревья. Если ехать по такой дороге с включённым радиоприёмником, то громкость радиопередачи управляется густотой крон деревьев. Там, где деревьев нет, громкость максимальна. Там, где деревья есть, громкость радиопередачи явно зависит от густоты крон деревьев. Если бы радиоволны несли электромагнитные волны Максвелла, для которых, как некоторые считают, дерево не является экраном, то это явление не наблюдалось бы. А поскольку оно
260 есть, то и служит доказательством того, что радиоволны несут не электромагнитные волны Максвелла, а фотонные волны. 1442. Если импульсы фотонов формируют фотонные волны, то чему равна длина волны этих фотонов? Она зависит от температуры антенны. Если температура антенны равна 20 град, то она будет излучать фотоны с длиной волны, примерно, равной 10 10 6 ì . Это – фотоны инфракрасного диапазона. Если передатчик излучает импульсы с длиной волны, например, 0,5 м, то длина волны импульса (рис. 147, с, d) будет в 0,50 10 6 100000 раз больше длины волны фотонов, формирующих этот импульс. 1443. Во сколько раз размер этих фотонов больше размеров молекул? Размеры этих фотонов на два, три порядка больше размеров молекул. 1444. Значит ли это, что такие импульсы фотонов могут пропускать через себя молекулы и таким образом делать молекулярную среду прозрачной для своего движения? Все зависит от плотности и оптических свойств молекулярной среды. Если это воздушная молекулярная среда, то она прозрачна для таких фотонов. 1445. Влияет ли это на распространение радиоволн? Конечно, влияет. Тут нельзя доверятся интуиции, которая подсказывает, что если среда задерживает световые фотоны, то эта же среда может задерживать и инфракрасные фотоны. Все зависит от соотношения размеров молекул среды и их состояния и размеров фотонов, формирующих волну. Если размеры фотонов намного больше размеров молекул, то есть вероятность того, что они будут пропускать через себя молекулы среды. Если размеры фотонов и молекул соизмеримы, то фотоны могут отражаться от молекул. Конечно, это сложные процессы, поэтому каждый из них надо анализировать отдельно. 1446. Можно ли формировать фотонную радиоволну из световых фотонов? Теоретически это возможно, а практически реализуётся в волоконной оптике. 1447. Каким образом фотон выполняет функции элементарного носителя информации? Он поглощается электронами атомов молекул, формируя ток в проводнике. Возможно и возбуждение электронов фотонами без их поглощения. При этом фотоны в момент отражения от элементов стержневой антенны поляризуются и таким образом переводят свободные электроны стержня антенны из свободного хаотического состояния в состояние строго ориентированное вдоль стержня. 1448. Какова природа радиоволнового диапазона шкалы электромагнитных излучений? Радиоволновый диапазон излучений - это поток фотонов, а модулированная радиоволна - поток импульсов фотонов (рис. 147, с, d) разной плотности и частоты. 1449. Почему дальность распространения поверхностной радиоволны увеличивается с увеличением её длины? Потому, что с увеличением длины радиоволны увеличивается количество фотонов, формирующих эту волну, и растет вероятность доставки информации такой волной, несмотря на то, что часть фотонов рассеивается средой, а часть - поглощается. При уменьшении длины волны количество фотонов, формирующих её, уменьшается и падает вероятность доставки ими информации до приемника. 1450. Каким образом электроны передают одну и ту же информацию одновременно вдоль проводов и излучают её в пространство? Импульсное изменение электрического поля передаётся всем свободным электронам, сориентированным вдоль провода, и одновременно сопровождается излучением электронами фотонов в пространство (рис. 149, а). В результате формируются продольные волны электромагнитных импульсов вдоль провода и одновременно импульсы фотонов, излучаемых перпендикулярно проводу в пространство. Так, одна и та же информация передаётся в двух направлениях: вдоль провода и перпендикулярно ему - в пространство (рис. 149, а, b, c ). 1451. С какой скоростью движутся электроны по проводам в процессе передачи ими интернетовской информации? Она неизмеримо меньше скорости света. Продольный же импульс взаимодействующих электронов провода передаётся вдоль провода со скоростью, близкой к скорости света (рис. 149, c).
261 1452. Возможна ли передача интернетовской информации процессом движения электронов по проводам со скоростью, близкой к скорости света? Нет, невозможна. 1453. Возможна ли передача интернетовской информации по проводам продольными волнами, формируемыми импульсными воздействиями на электроны вдоль провода? Это - единственно правильная интерпретация процесса передачи информации вдоль провода (рис. 149, с). Интернетовская информация вдоль проводов передаётся импульсами электронов со скоростью близкой к скорости света, но не движением электронов вдоль проводов со скоростью света
Рис. 149. 1454. Как велика скорость перемещения свободных электронов вдоль провода при импульсном воздействии на них? Она на много порядков меньше скорости света. 1455. Если допустить, что интернетовская информация передаётся по проводам продольными импульсными волнами взаимодействующих электронов, то каким образом этот процесс формирует электромагнитные волны Максвелла для передачи информации в пространство? Ответа нет. 1456. Если в момент импульсного воздействия на электрон в проводе он излучает адекватный этому воздействию фотон, то может ли такой процесс передавать одновременно одну и ту же информацию вдоль провода и перпендикулярно ему в пространство? Это - единственно возможный процесс (рис. 149, с). 1457. Какой процесс передачи информации с помощью фотонов оказывается наиболее защищённым? Волоконная оптика – формирует наиболее защищённые условия для передачи информации фотонными волнами. Есть и другие варианты, но мы не будем писать о них по известным причинам.
262 1458. Если аксиома Единства однозначно относит преобразования Лоренца в ряд теоретических вирусов, то может ли математическая инвариантность уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца отражать реальность? Кому нужна математическая инвариантность уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца, если физические параметры, входящие в эти уравнения, не имеют физической инвариантности относительно этих преобразований, подтверждая их вирусные свойства. 1459. Как проверяется физическая инвариантность физических параметров уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца? Очень просто. Преобразования Лоренца предсказывают сокращение пространственного интервала вдоль оси ОХ при увеличении скорости движения подвижной системы отсчёта. Размещая в этой системе конденсатор или катушку индуктивности, можно проследить за изменением напряжённостей электрических и магнитных полей, входящих в уравнения Максвелла. Достаточно сравнить эти изменения при двух положениях конденсатора и катушки индуктивности: вдоль оси ОХ и перпендикулярно этой оси и сразу обнаруживаются противоречия, перечёркивающие Специальную теорию относительности А. Эйнштейна. 1460. Почему уравнения Максвелла удовлетворительно описывают результаты некоторых экспериментов? Потому что сигнал тока или напряжения разлагается в ряд Фурье. Уравнения Максвелла тоже решаются с помощью ряда Фурье. С таким же успехом можно заменить уравнения Максвелла уравнением синусоиды с заданными характеристиками и, разлагая её в ряд Фурье, иметь аналогичный результат. 1461. Что говорят специалисты, использующие уравнения Максвелла для расчёта антенн? Судьба сложилась так, что я имел непосредственный контакт с военными специалистами в этой области. Они утверждают, что уравнения Максвелла дают приемлемые результаты при расчёте самых простых антенн. Малейшее усложнение конструкции антенны и уравнения Максвелла теряют смысл в их проектировании. Приходится все базировать на экспериментальных данных. 1462. Известно, что если на отражающей поверхности оказываются головки ржавых болтов, то отражённый сигнал теряет линейность и в нём появляются спектральные линии. Следует ли это из уравнений Максвелла? Военные называют это явление эффектом ржавых болтов, но уравнения Максвелла бессильны дать какую-либо информацию для объяснения этого эффекта. 1463. Как фотонная теория объясняет эффект ржавых болтов? Поскольку сигнал, пришедший к поверхности головок ржавых болтов, сформирован из единичных фотонов, то молекулы ржавчины, оказавшись не защищёнными краской, поглощают пришедшие фотоны и начинают излучать свои спектры также в виде фотонов. В результате отражённый сигнал теряет линейность и в его структуре появляются спектральные линии атомов или молекул химических элементов ржавчины. 1464. Есть ли экспериментальные доказательства того, что электромагнитное излучение является фотонным излучением и имеет структуру, представленную на рис. 150, а? Конечно, таких доказательств много, но самое главное из них – результаты эксперимента, полученные с помощью прибора ИГА-1 (рис. 150, с), о котором мы уже писали. Этот прибор принимает естественные излучения с частотой 5 кГц, что соответствует длине волны 60 км, на антенну диаметром около 30мм. Уравнения Максвелла отрицают такую возможность. 1465. Если радиоволну несут импульсы фотонов (рис. 150, а), то импульсы одной и той же длины волны можно формировать совокупностью фотонов (рис. 150, а и b) разной длины волны или радиуса. Возможно ли это? Это уже экспериментальный факт, реализованный с помощью ЕН антенн и Hz антенн. Подробности работы этих антенн представлены российским радиолюбителем Коробейниковым Владимиром Ивановичем в Интернете по адресу http://www.eh-antenna.net/teo.htm
263
Рис. 150. 1466. В чём суть особенностей новых антенн? Известно, что у обычных антенн импульсы электронам передаются вдоль стержней антенн. Такие антенны называют антеннами Герца. Поскольку продольные импульсы напряжения незначительно изменяют скорости вращения свободных электронов, то есть основания полагать, что в момент импульсного воздействия они излучают инфракрасные фотоны, которые и формируют фотонный импульс, несущий передаваемую информацию. ЕН антенна представляет собой два соосно расположенные цилиндра из немагнитного материала, свободные электроны которых подвергаются воздействию переменными противофазно направленными магнитными полями высокой частоты. Такое импульсное воздействие на свободные электроны немагнитных цилиндров значительно изменяет скорость их вращения относительно своих осей, и они начинают излучать не инфракрасные фотоны, как антенны Герца, а ультрафиолетовые или даже фотоны ближней зоны рентгеновского диапазона. 1467. Какова точка зрения изобретателя этой антенны? Изобретателей этой антенны два. Американец и Россиянин. Американцы уже засекретили изобретения своего изобретателя, а наши считают нашего изобретателя чудаком. Точка зрения нашего изобретателя следует из фрагмента нашей переписки. В одном из писем он писал. Радиосвязь детской игрушки, размещённой в закрытом бомбоубежище, работает на частоте 27,255 Мгц. Рентгеновское излучение имеет частоты много дальше световых (на низких частотах этого делать не умеют сейчас). Вот именно это и удалось мне получить. Я могу сделать рентгеновское излучение на ЛЮБОЙ частоте. Именно эту радиосвязь и предлагал Н.Тесла еще в ХIХ веке. Один и тот же электрон умеет делать и рентгеновское излучение (на любой частоте) и привычное по Маркони-Попову. Вот именно это и не укладывается в сознании, а Н.Тесла об этом знал 120 лет назад. ОДНАКО! Вы первый, кто ПОНЯЛ, о каком излучении идет речь, хоть и на низкой частоте!!! Антенны весьма просты. На пластиковой трубке (d=10mm) намотана катушка 100 витков провода сечением 0,3mm. На эту катушку надевается алюминиевый цилиндр внутренним d=12mm и высотой две длины катушки (для изоляции между экраном (цилиндром) и катушкой). Начало катушки в гнезде антенны приёмника (передатчика). Конец катушки "в воздухе", ни к чему не подключён". Цилиндр (экран) не имеет гальванической связи с катушкой. При некотором положении цилиндра на катушке наступает "циклотронный" резонанс (рентгеновское излучение) на частоте 27,255Мгц. 1468. Если уменьшается длина волны фотонов, формирующих импульс, то должна увеличиться проникающая способность таких радиоволн. Есть ли доказательства этому? Главная особенность ЕН и Hz антенн – формирование сигналов с большой проникающей способностью. 1469. Следует ли из этого, что приёмники, оборудованные антеннами Герца и ЕН и Hz, могут работать на одной и той же частоте, не мешая друг другу? Коробейников Владимир Иванович утверждает, что могут, но его экспериментальное доказательство этого надо ещё проверять. Не исключена ошибка в интерпретации результата эксперимента. http://www.eh-antenna.net/teo.htm
264 1470. Как относятся военные к таким антеннам? Коробейников В. И. начал экспериментировать с этой антенной параллельно со своим американским коллегойрадиолюбителем, у которого Пентагон уже забрал всю информацию об этих антеннах. 1471. Ранее было показано, что трансформаторы, электромоторы и электрогенераторы работают за счет взаимодействия только магнитных полей. Значит ли это, что уравнения Максвелла не имеют никакого отношения к электротехнике? Да, описанные эксперименты отрицают способность уравнений Максвелла описывать взаимодействие только магнитных полей, поэтому они уже исчерпали свои возможности фальсифицировать интерпретацию экспериментов. 1472. Есть ли результаты исследований, показывающих отсутствие физической (не математической) инвариантности уравнений Максвелла преобразованиям Лоренца? Есть, конечно, и давно, и их немало, но они игнорируются. В систематизированном виде они приведены в нашей монографии. 1473. Чем отличается математическая инвариантность законов физики от физической? Математическая инвариантность требует сохранения математической модели, описывающей физический процесс или явление при переходе из одной системы отсчёта в другую. Если это требование выполняется, то о физической инвариантности, как правило, и не задумываются и не проверяют её. Суть проверки физической инвариантности заключается в том, что нужно устройство, формирующее тот или иной физический параметр, входящий в математическую модель, проверяемую на инвариантность, надо поместить в подвижную систему отсчёта и посмотреть, как меняется этот параметр при увеличении скорости движения подвижной системы отсчёта при разном расположении в ней указанного устройства. 1474. Можно ли пояснить это на конкретном примере? Можно, конечно. Если взять конденсатор и расположить его пластины параллельно оси ОХ’ в подвижной системе отсчёта, то с увеличением скорости движения этой системы размеры пластин будут уменьшаться, а если расположить их перпендикулярно указанной оси, то размеры пластин не будут уменьшаться, но будет уменьшаться расстояние между ними. В результате удельная величина заряда и его плотность на пластинах конденсатора будут изменяться, демонстрируя отсутствие физической инвариантности процесса изменения напряжённости электрического поля. 1475. Значат ли новые результаты интерпретации экспериментов в области электротехники и в области передачи электронной информации неприменимость уравнений Максвелла в этих сферах исследований? Да, ответ на этот вопрос однозначно положительный, но он не мешает продолжать преподавание электродинамики Максвелла во всех университетах не только России, но и мира и таким образом - калечить интеллектуальный потенциал будущих специалистов. 1476. В чём главная причина столь абсурдной ситуации? Она не одна. Их несколько. Если студенту заложить в голову ошибочные научные представления, то в последующие годы его жизни они будут только усиливаться, так как он, став научным сотрудником, вынужден будет защищать свои научные публикации с этими ошибками и никогда не согласится с тем, что он ошибался. В таком же положении находятся и его сверстники. В результате формируется негласная солидарность в одинаковом понимании того или иного научного результата, которую надёжно охраняет существующая система рецензирования научных работ. Эта система прочно закрывала дорогу для публикации новых научных результатов, которые по-новому описывают давно устаревшие научные представления. 1477. Есть ли ещё экспериментальные факты, доказывающие неработоспособность уравнений Максвелла в электротехнике? Они появились недавно. Вот один из них. Изобретатель Зацаринин Сергей Борисович получил экспериментальный результат, запрещённый современной электродинамикой (рис. 151). В полость катушки индуктивности вставил металлический стержень и подключил к нему лампочку. Она загорелась. Конечно, новые знания по электродинамике позволяют нам представить схему намотки ка-
265 тушки, формирующей эффекты, описанные автором. Она следует из совокупности рисунков уже приведённых нами, но мы не будем раскрывать его секреты. Оставим пока всё так, как есть и обращаем внимание читателей на то, что талантливейший русский изобретатель Сергей Борисович Зацаринин своими простыми экспериментами похоронил всю электродинамику Максвелла и открыл дорогу новой электродинамике, начала которой уже разработаны и опубликованы нами.
Рис. 151. Фото работы хитрых устройств 1478. Значат ли новые результаты интерпретации экспериментов в области электротехники и в области передачи информации неприменимость уравнений Максвелла в этих сферах исследований? Да, ответ на этот вопрос однозначно положительный. 1479. Удалось ли кому-нибудь повторить эксперимент Зацаринина? Один изобретатель демонстрировал в Интернете аналогичный эксперимент, в котором, вместо намотанного провода на катушку, использовались кольца алюминиевой трубки. Но это совсем не то, что удалось сделать Сергею Борисовичу Зацаринину. Рекорд в стремлении повторить схему намотки катушки Зацаринина С.Б. установил один из талантливейших изобретателей, наш земляк Беспалов Вячеслав Дмитриевич. Он сделал 67 катушек с разными схемами намотки проводов, но эффект хитрого трансформатора С.Б. Зацаринина ему не удалось воспроизвести. Вместо этого он добился другого, не менее интересного эффекта, – уменьшения веса катушки с его хитрой намоткой. Не будем раскрывать и его секрет. Так
266 что Россия богата талантами-самородками, которые добиваются нестандартных экспериментальных результатов вопреки стараниям академиков блокировать новые знания. 1480. Почему же так долго не удавалось другим обнаружить необычную схему намотки проводов на обычную катушку, чтобы получить такие разительные эффекты? Потому что во всех школьных и вузовских учебниках ошибочная исходная электротехническая и электронная информация, начиная от знаков плюс и минус на проводах и кончая передачей энергии и информации вдоль проводов и в пространство. Удивительным является то, что для установления ошибочности старых знаний много ума не надо. Ведь власти ничего не стоит дать указание РАН разобраться в деталях и доложить. Мы уже многократно писали об этом, чтобы уберечь власть от неизбежного исторического позора, но процесс интеллектуального насилия над нашей молодёжью продолжается, формируя прочный тормоз для будущего развития. Власть своими непродуманными решениями усиливает действие этого тормоза, награждая главу борцов с научными истинами, – президента РАН орденом Александра Невского – истинного защитника Отечества. Это позорное властное решение уже в истории Отечественной науки. 1481. Есть ли ещё экспериментальные данные, доказывающие несостоятельность уравнений Максвелла? Убедительным доказательством достоверности сказанного является практическая реализация С. Б. Зацарининым наших новых законов электродинамики и механодинамики в первой в мире действующей модели самовращающегося генератора электрических импульсов (рис. 151-9). Мы уже описали результаты испытаний этой модели и показали, что она уверенно заняла позиции, соответствующие фундаменту будущей экологически чистой и экономной импульсной энергетики. Так что вклад новой теории микромира в благополучие жизни на Земле уже не с чем сравнивать. 1482. Новые знания о процессах формирования, передачи и приёма информации современными телевизорами, телефонами и компьютерами требуют введения новых понятий для их понимания. Какими терминами надо назвать такую информацию, чтобы они соответствовали физической сути описанных процессов? Поскольку в процессах формирования, передачи и приёма информации участвуют электроны и фотоны, то есть основания назвать подобную информацию, электронно-фотонной. Сразу возникает вопрос об экспериментальном изучении процессов формирования, передачи и приема электронно-фотонной информации и поиске новых методов её защиты. Пока работает лишь одно направление в области защиты электронно-фотонной информации. Его можно назвать математическим направлением. В мире нет ни одной лаборатории для анализа процессов физической защиты электронно-фотонной информации. Тот, кто создаст такую лабораторию первым, опередит всех в сфере защиты своего государства и народа от невиданной в истории человечества пропаганды человеческих пороков – главного оружия современности. 1483. В чём будет заключаться суть новых методов защиты электронно-фотонной информации? Специалисты понимают, что сейчас разрабатываются методы защиты уже рождённой информации при полном непонимании процесса её рождения. Меры по защите информации, передаваемой через пространство, надо разрабатывать, начиная с процесса её рождения. Мы уже отметили, что все параметры фотонов, переносящих информацию в пространстве, изменяются в диапазоне 18-ти порядков. Известно, что в волоконных каналах информацию передают световые фотоны, а какие фотоны передают её в пространстве (рис. 151, b)?. Мы не будем детализировать ответ на этот вопрос по известным причинам. 1484. Есть ли исторический эквивалент современному научному состоянию понимания физической сути процессов формирования, передачи и приёма электроннофотонной информации? Историки науки, видимо, отметят, что уровень понимания физики процессов формирования, передачи и приёма информации в конце ХХ века и начале ХХI близок к средневековым представлениям Землян о движении Солнца вокруг Земли.
267 1485. Корректна ли существующая методика расчёта разрешающей способности электронного микроскопа? Нет, не корректна, так как она базируется на полностью ошибочных релятивистских идеях. 1486. В чём сущность этих ошибок? Сущность этих ошибок заключается в ошибочной интерпретации процесса получения визуальной информации с помощью электронного микроскопа. Считается, что разрешающая способность электронного микроскопа определяется изменением параметров электрона при увеличении скорости его движения вплоть до световой. 1487. Какие параметры электрона при этом, как предполагается, изменяются? Релятивисты считают, что с увеличением скорости движения электрона длина его волны уменьшается, а масса увеличивается. 1488. Релятивистские формулы предсказывают, что если разрешающая способность электронного микроскопа больше разрешающей способности нашего глаза в миллион раз, то скорость электрона, подходящего к объекту исследования, становится равной скорости света. В связи с этим возникает такой вопрос: во сколько раз увеличивается масса электрона? Масса электрона в этом случае увеличивается на 6 порядков и становится больше массы протона в 100 раз. 1489. Во сколько раз уменьшается радиус электрона? Радиус электрона уменьшается тоже на 6 порядков и становится меньше радиуса протона в 1000 раз. 1490. Чему оказывается равной энергия такого электрона? Она становится равной 510 ГэВ. 1491. Много это или мало? Это соизмеримо с энергией протонов, ускоряемых в ускорителе в ЦЕРНе. 1492. Значит ли это, что такой электрон способен разрушить ядро атома? Конечно, согласно релятивистским теориям, значит, но в реальности он не имеет такой энергии. 1493. В чем тогда суть реального процесса получения визуальной информации в электронном микроскопе? Её формируют фотоны, излучаемее электрами при их ускоренном движении в магнитном поле. 1494. Соответствует ли реальности разрешающая способность электронных микроскопов, декларируемая их производителями? Нет, конечно, не соответствует. 1495. Можно ли оценить ошибку этого несоответствия и как это сделать? На рис. 152, а показан масштаб 1мкм=0,000001м и, сфотографированные электронным микроскопом, нанотрубки. Их толщина, примерно, в 10 раз меньше приведённого масштаба. Это значит, что разрешающая способность микроскопа 0,00001м. На рис. 152, b – рисунок вида внутренней полости нанотрубки, а на рис. 152, с – наша теоретическая модель молекулы бензола – исходной структуры при формировании нанотрубки. Шесть лучей молекулы бензола – атомы водорода (рис. 152, с). Их теоретический размер – 10 8 ì . На рис. 152, d и j - фото бензольного кластера, структуры молекулы бензола в этом кластере полностью совпадают с теоретической моделью молекулы бензола (рис. 152, с). Нетрудно видеть, что самые современные европейские микроскопы (рис. 152, m) не видят атомы водорода на внешнем контуре бензольного кластера. Компьютерная обработка (рис. 152, е, k) представляет их структуру полностью совпадающую с нашей теоретической моделью атома водорода. Это значит, что бензольные кластеры представлены на фото (рис. 152, d и j) c разрешающей способностью, примерно, равной 10 6 ì . Вспоминаю, что японцы объявили еще в начале 70-х годов прошлого века о том, что разрешающая способность их электронных микроскопов около 1 ангстрема, то есть 10 9 ì . Так что неисчислимое количество научных статей с объявляемой в них фантастической разрешающей способностью электронных микроскопов – 100% фикция, подаренная научному сообществу релятивистами. 1496. Значит ли это ошибочность всех научных результатов, полученных с помощью электронных микроскопов до получения фотографии молекулы бензола (рис. 152, d
268 и j) и до разработки новой теории микромира? Ответ однозначно положительный. Значит. 1497. Поскольку формулируемые вопросы и ответы на них затрагивают глобальные проблемы энергетики, то можно ли ещё раз дать ответы на вопросы по новой термодинамике? Такое повторение уместно и мы представляем его.
Рис. 152. 1498. В чём принципиальная разница между термодинамиками макромира и микромира? В термодинамике макромира считается, что давление в замкнутых системах создают нагретые газы. Давление, создаваемое ими пропорционально их температуре. При этом не учитывается, что фотоны тоже участвуют в формировании этого давления. Давление, формируемое фотонами, пропорционально их радиусам, которые увеличиваются с уменьшением температуры, которую они формируют. Чем меньше температура, тем больше размеры фотонов, излучаемых электронами. Но интервал изменения размеров фотонов многократно меньше интервала изменения давления, формируемого ими, поэтому
269 возникают сложности при формировании правильных представлений об участии фотонов в формировании давления. 1499. В каком явлении Природы ярко фиксируется это явление? Температура в облаках во время грозы многократно меньше температуры в паровом котле. Однако, давление, формируемое фотонами, излучаемыми электронами при вспышке молний, многократно больше, чем в паровом котле. Это ярко проявляется в раскатах грома в грозу. Звук грома формируют фотоны, излучаемые электронами. Обусловлено это тем, что размеры световых фотонов, которые излучают электроны на 5 порядков больше самих электронов. Они и формируют резкое повышение давления в зоне формирования молнии, которое мы воспринимаем как гром. 1500. А как же быть тогда с расчётными формулами давления газов? Они будут дополнены характеристиками фотонов, участвующих в формировании давления. 1501. Значит ли это, что давление в патроне в момент выстрела пули формируют не газы, а фотоны? В формировании давления в патроне участвуют и газы, и фотоны, но доля фотонов в формировании этого давления многократно больше доли газов. 1502. Сохраняет ли новая теория микромира Первое начало термодинамики макромира, утверждающее невозможность получения дополнительной энергии? Нет, не сохраняет. Новая теория микромира и обилие уже полученных экспериментальных результатов относят Первое начало термодинамики к числу ошибочных научных утверждений. Любое вращающееся тело имеет большой начальный пусковой момент М (рис. 153), который приводит к накоплению кинетической энергии вращающегося тела. Для поддержания последующего равномерного вращения этого тела ему достаточны импульсы энергии. Если это - ротор электромотора, то он способен передавать статору накопленную кинетическую энергию и трансформировать её в электрическую энергию. Кинетическая энергия ротора зависит от его оборотов и момента инерции. Это главная причина повышения КПД электромоторов с увеличением их мощности, а значит и массы роторов. 1503. Но ведь электромагнитное сопротивление статора может забрать всю кинетическую энергию, накопленную вращающимся ротором? Верный вопрос. Но уже найдены технические решения, уменьшающие электромагнитное сопротивление статора почти до нуля. В результате вращающийся ротор и выполняет функции инерциального умножителя электрической энергии подаваемой импульсно на возбуждение его магнитного поля. 1504. В чём сущность ошибочности Первого начала термодинамики? Сущность ошибочности Первого начала термодинамики следует, прежде всего, из ошибочной интерпретации результатов измерений мощности, подаваемой потребителю в виде механических и электрических импульсов. Ошибки эти уже детально описаны и проанализированы их причины. 1505. Есть ли действующие экспериментальные установки, однозначно показывающие ошибочность первого начала термодинамики? Есть, конечно. 1506. Каковы перспективы улучшения их показателей? Создание устройства, которое сможет работать без постороннего источника питания или потреблять из него в сотни раз меньше электрической энергии, чем производить. 1507. Сохраняет ли новая теория микромира Второе начало термодинамики макромира, утверждающее, невозможность передачи тепловой энергии от холодного тела к нагретому? Новая теория микромира не только сохраняет достоверность Второго начала Термодинамики макромира, но и усиливает эту достоверность. 1508. Проясняет ли новая теория микромира физический смысл понятия температура? Да, проясняет. Температуру в любой точке пространства формирует максимальная совокупность фотонов с определенной длиной волны, а точнее, с определённым радиусом. 1509. Какая математическая модель связывает температуру в любой точке пространства с длиной волны максимальной совокупности фотонов, формирующих эту температуру? Эту функцию выполняет математическая модель закона Вина.
270 1510. Какой новый закон следует из термодинамики микромира? Закон формирования температур в любых двух точках пространства.
Рис. 153. График изменения вращающих моментов, действующих на ротор МГ-1 при запуске его в работу, и при равномерном вращении 1511. В чём физическая суть закона формирования температур в двух точках пространства? Физическая суть этого закона следует из его математической модели (рис. 154-3) и словесно формулируется следующим образом: произведение радиусов максимальной совокупности фотонов, формирующих температуру в двух точках пространства на абсолютные величины этих температур – величина постоянная и равная (рис. 154-4).
Рис. 154: а) 1- генератор мощностью до 100 кВт, генерирующий напряжение с частотой 8 кГц; 2- трансформатор Тесла; 3 - термоэлектрический миллиамперметр; 4- тонкий вольфрамовый провод (длина провода 2,75 м, диаметр 15 мкм); 5 - “ диодная вилка Авраменко”; b) схема входа электронов в диодную вилку Авраменко и направления их движения по ней. c) С – конденсатор; D – выключатель; М – асинхронный электромотор; W1 и W2 – ваттметры; V1 и V2 - вольтметры; А1- амперметр
271 1512. Какой физический смысл понятия тепло следует из новой теории микромира? Тепло – температурное состояние среды, формируемое максимальной совокупностью фотонов со строго определёнными радиусами. 1513. Какие фотоны, формируют тепло и температуру в ясный солнечный снежный морозный день с температурой – 20 град Цельсия? Ответ следует из закона Вина (рис. 154-5). Это фотоны инфракрасной, невидимой области спектра. Так что яркий солнечный свет в морозный зимний снежный день формирует у нас ошибочное представление о максимальной совокупности световых фотонов, окружающих нас. Большинство фотонов, окружающих нас, в этом случае не световые, а инфракрасные. 1514. В чём сущность главной разницы между термодинамиками микромира и макромира? Термодинамика микромира однозначно устанавливает ошибочность представлений о том, что давление в замкнутых системах формируют нагретые газы и указывает истинного представителя, формирующего давление в таких системах. Давление в патроне или снаряде или камере сгорания ракетного двигателя формируют фотоны, излучаемые продуктами сгорания, но не газы. 1515. Как зависит давление в камере сгорания от радиусов фотонов, излучаемых при этом? Чем больше радиус излучаемых фотонов, тем больше давление в камере сгорания. 1516. Если сравнивать давление в камере сгорания ракетного двигателя с наличием или отсутствием пламени у выходного сопла, то у какого оно будет больше? Отсутствие пламени у сопла ракеты – главный признак большего давления в её камере и большей скорости её полета. Обусловлено это тем, что размеры невидимых инфракрасных фотонов больше размеров световых фотонов. Примером может быть ракета «Искандер». Она летит со скоростью 2100м/с. Это больше скорости пули. Из сопла этой ракеты выходит дым, а не пламя. 1517. Результаты каких экспериментов явятся основой будущей энергетики? Одним из таких экспериментов является эксперимент Авраменко, который получает правильную интерпретацию после установления принципа работы диода. Этот принцип позволяет получить интерпретацию экспериментов Авраменко, наиболее близкую к реальности. Схема (рис. 153) эксперимента Авраменко, составленная авторами статьи «Безинерциальные заряды»: Кулигиным В.А., Корневой М.В., Кулигиной Г.А. и Большаковым Г.П. http://www.n-t.ru/ac/iga/ Эксперимент проведён в МЭИ в 1990г. Диодная вилка Авраменко 5 представляет собой замкнутый контур, содержащий два последовательно соединенных диода, у которых общая точка А подсоединена к цепи, и нагрузку в виде нескольких лампочек накаливания. По этой разомкнутой цепи Авраменко смог передать от генератора к нагрузке (лампам накаливания) электрическую мощность порядка 1300 Вт. Электрические лампочки ярко светились. Термоэлектрический миллиамперметр 3 зафиксировал очень малую величину тока I1 (I1 2 мА !), а тонкий вольфрамовый провод 4 даже не нагрелся! 1518. Почему ток в вилке Авраменко увеличивается линейно с ростом частоты и напряжения? Прежде, чем получить ясный ответ на этот главный вопрос, необходимо сформулировать ещё серию вопросов, ответы на которые приблизят нас к пониманию причин роста тока в вилке Авраменко с увеличением напряжения и частоты его изменения в сети до вилки. Начнём формулировку этих вопросов. 1519. Какая часть схемы опыта Авраменко (рис. 154, а) представлена на рис. 154, b)? На рис. 154, b представлена схема увеличенного продольного сечения проводов в зоне соединения диодной вилки Авраменко с внешней сетью (рис. 154, а, точка А). Выводы Авраменко и его коллег. 1. Ток Io в вилке Авраменко линейно увеличивается с ростом частоты (диапазон измерений 5 – 100 кГц) и практически линейно возрастает с ростом напряжения генератора при постоянной частоте. Это свидетельствует о емкостном характере электрической цепи.
272 2. Магнитное поле в проводнике, соединяющем вилку Авраменко с генератором, не было обнаружено. 3. Ток I1 был очень мал по сравнению с током Io и практически не обнаруживался ни тепловым, ни магнитоэлектрическим измерителем тока. По этой причине наличие в соединительной цепи (трансформатор Тесла – вилка Авраменко) последовательно соединенных резисторов (до нескольких десятков Мом), конденсаторов и индуктивностей оказывало чрезвычайно малое ослабляющее действие на ток Io в вилке Авраменко. 1520. Какой информации недостаёт для уверенной интерпретации эксперимента Авраменко (рис. 154, а)? Отсутствует очень важная информация о характере изменения магнитных полей вокруг проводов в их разных сечениях сетевого провода, например, в сечении А-А и в сечениях вилки Авраменко. Например, в сечениях В-В и С-С (рис. 154, b). 1521. Но ведь во втором выводе Авраменко сказано, что магнитное поле вокруг проводника, соединяющего вилку Авраменко с генератором, не обнаружено. Разве этой информации недостаточно? Нет, конечно. Важнее знать интенсивность магнитного поля в разных сечениях вилки, по которой циркулирует значительно больший ток, чем подаётся к вилке.
1522. Зачем нужна эта информация? Из описания эксперимента Авраменко следует, что в сечении А-А (рис. 154, b) магнитное поле переменно, а в сечениях В-В и С-С или в любых других сечениях диодной вилки Авраменко направления магнитных полей должны быть одинаковыми. 1523. На основании чего делается такое предположение? На основании того, что в проводе сети, подходящей к диодной вилке Авраменко, действует переменное напряжение сети, которое заставляет, как мы уже показали, все свободные электроны провода менять свою ориентацию на 180 град. в каждые пол периода колебаний напряжения сети (5100кГц). В результате с такой же частотой меняется ориентация магнитного поля вокруг провода в этом сечении. В сечениях провода В-В или С-С и других сечениях вилки Авраменко направление магнитного поля вокруг провода не должно меняться, так как два последовательных диода в этой вилке формируют движение электронов только в одну сторону. Ведь по направлению этого магнитного поля в совокупности с информацией, следующей из диодов, можно получить ответ на фундаментальный вопрос: совпадает ли направление тока в проводах с направлением движения электронов в них. Если бы авторы эксперимента догадались получить такую информацию, то ценность их работы многократно возросла. Отсутствие этой информации требует повторения опыта и получения ответов на поставленные вопросы. 1524. Следует ли из этого, что ключевые процессы для понимания результатов опытов Авраменко скрыты в точке А – точке подсоединения вилки Авраменко к внешней сети? Следует. Все секреты интерпретации этого эксперимента скрыты в точке А (рис. 154, а) – точке подключения диодной вилки Авраменко к сети генератора. Мы теперь знаем, что сущность изменения знака напряжения обусловлена изменением направлений векторов магнитных моментов электронов. В интервале полупериода они меняют своё направление на 180 град. В результате диод пропускает их только тогда, когда их северные магнитные полюса направлены в сторону движения. Во втором полупериоде векторы магнитных моментов электронов оказываются направленными противоположно движению электронов и диод такие электроны не пропускает. Из схемы опыта Авраменко (рис. 154 а) и нашей добавки (рис. 154, b) следует, что электроны движутся в диодной вилке Авраменко против часовой стрелки. Фактически это движение близко к движению электронов в проводе с выпрямленным напряжением. Диоды диодной вилки выстраивают начальные электроны сети так, что все они движутся против часовой стрелки по замкнутому контуру вилки. Они не могут возвратиться в сеть, так как там через каждые пол периода формируются барьеры из электронов, векторы магнитных моментов которых повернуты навстречу векторам магнитных момен-
273 тов электронов, пытающихся уйти из вилки в сеть. Так формируются условия для кругового движения электронов. Электроны сети, идущие от генератора, выполняют в некотором смысле функцию поршня, работающего с частотой сети. Когда векторы их магнитных моментов оказываются повёрнутыми в направление движения по контуру вилки Авраменко, то при наличии южных магнитных полюсов этих электронов, электроны сети, образно говоря, втискиваются в строй электронов, движущихся по контуру вилки, и увеличивают общее количество электронов в этом контуре. Вполне естественно, что активность этого процесса пропорциональна частоте и напряжению внешней для диодной вилки Авраменко сети. Таким образом, строй электронов, движущихся по кругу, ограничивает возможности электронов сети попасть в их строй. Они смогут, образно говоря, втиснуться в этот строй только в те моменты, когда направления векторов их магнитных моментов окажутся в зоне действия южных магнитных полюсов электронов, движущихся по кругу в диодной вилке. Если учесть, что электроны, идущие из сети, меняют направления векторов своих магнитных моментов в каждые полпериода и то, что нет согласованности этого процесса с процессом кругового движения электронов диодной вилки, то вероятность проникновения сетевых электронов в строй электронов, движущихся вдоль диодной вилки, ограничивается. Показания миллиамперметра и отсутствие нагревания тонкого вольфрамового провода убедительно подтверждают этот факт. Вот почему ток в вилке Авраменко значительно больше тока во внешней сети. Конечно, описанную гипотезу надо сопроводить количественными расчётами, но сделать это можно лишь тем, кто экспериментально изучает этот процесс. 1525. Если конденсатор включить в электрическую цепь последовательно, то возможно ли возникновение эффекта, аналогичного эффекту Авраменко? На рис. 155, а представлена схема эксперимента российского инженера В.И. Коробейникова. Он сообщает, что если выключатель D выключен, то схема не работает. Если его включить и запустить схему в работу, а потом выключить, то она продолжает работать с необычным эффектом. По его данным, в обычной электрической цепи (с включённым выключателем D) ваттметр W1 показывает 12 Ватт, а ваттметр W2 – 11 Ватт. Это полностью соответствует существующим законам физики и электротехники. Однако, если оставить электрическую цепь в рабочем состоянии, но выключить выключатель D и довести с помощью латра напряжение V2 до 220 Вольт, то вольтметр V1 начинает показывать всего 150 Вольт. 1526. Сразу возникает вопрос: откуда взялось дополнительное напряжение на клеммах вольтметра V2? И следующий - почему ваттметр W2 продолжает показывать 11 Ватт, а ваттметр на входе W1 уменьшает свои показания до 6 Ватт? Старые: физика, электродинамика и электротехника не позволяют найти ответы на эти вопросы, поэтому попытаемся понять причину разных показаний приборов, которые, с точки зрения старых знаний, противоречивы. Обращаем внимание на то, что электрическая цепь (рис. 155, а) начинает работать только при включённом включателе D. В этом случае нет в цепи конденсатора – генератора колебательного процесса, обусловленного его зарядкой и разрядкой. Когда же выключатель D выключен, то процесс изменения ориентации электронов сохраняет рабочее состояние цепи и начинаются процессы зарядки и разрядки пластин конденсатора. Электроны на его пластинах изменяют направления своих спинов и этот процесс начинает влиять на колебательный процесс в катушке латра. Физику колебательного процесса в системе: конденсатор – катушка мы уже описали детально (рис. 155). В схеме Коробейникова к ёмкости конденсатора и индуктивности латра добавляется индуктивность обмотки асинхронного электродвигателя М. Эти процессы накладываются друг на друга и возможно возникновение резонансных явлений. Коробейников В.И. пока случайно подобрал ёмкость конденсатора, которая, как он считает, даёт энергетический эффект.
274
Рис. 155. а) – схема В.И. Коробейникова; b) схемы зарядки и разрядки конденсатора Конечно, недостаточно показаний ваттметров для однозначного заключения о наличии энергетического эффекта, так как сложный процесс сложения импульсов напряжения и тока в рассматриваемой цепи, может привести к сдвигу их фаз. Поэтому необходимо продублировать показания ваттметров показаниями других приборов и обязательно записать и проанализировать осциллограммы напряжений и токов на клеммах электромотора М и на входе в электрическую цепь. Надеемся, что автор представит такие осциллограммы и мы продолжим анализ его колебательного контура. 16. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ЭЛЕКТРОЛИЗУ ВОДЫ Анонс. Вода уже давно служит источником энергии, но все её потенциальные энергетические возможности ещё не раскрыты. Покажем это на конкретных экспериментальных данных и на их интерпретации, базирующейся на новой теории микромира. 1527. На каких энергетических уровнях находятся электроны атомов водорода в молекулах воды? Осевые электроны молекулы воды находятся между вторыми и третьими энергетическими уровнями атомарного состояния (рис. 156).
Рис. 156. Схема молекулы воды: 1,2,3,4,5,6,7,8 - номера электронов атома кислорода; P1 , P2 - ядра атомов водорода (протоны); e1 и e2 - номера электронов атомов водорода
275 Символами e1 и e2 обозначены электроны атомов водорода и символами P1 и P2 - протоны атомов водорода. Энергии связи между осевыми электронами атома кислорода и атомов водорода показаны на рис. 156, b. Левые их значения соответствуют энергиям механического разрыва связей, а правые - энергиям термического разрыва связей. 1528. На какую величину изменяется энергия связи между атомами водорода и кислорода в молекулах воды при нагревании её на один градус? Известно, что при нагревании одного литра воды от 20 0 С до 100 0 С затрачивается 335,2 кДж энергии. В расчете на одну молекулу это составит Eb 0,063eV . Это - величина энергии, на которую изменится энергия связи молекул воды в кластерах, если нагреть её от 20 0 С до 100 0 С. Разделив 0,063 eV на 80, получим величину, на которую изменяется энергия связи между молекулами воды в кластерах при нагревании её на один градус. Она оказывается равной 0,00078 eV. Эта энергия соответствует фотонам реликтового диапазона. 1529. Если молекулы воды объединяют в кластеры протоны атомов водорода то, на сколько порядков геометрический размер такого контакта меньше размера двух молекул воды, объединённых в кластер, если представлять их сферическими? Размер протона, примерно, на 6-7 порядков меньше размера молекулы воды, если считать, что она имеет сферическую форму. 1530. Если размер контакта двух молекул на 6-7 порядков меньше размера самих молекул, то не является ли это главной причиной текучести молекул воды? Да, имеются все основания для такой гипотезы. 1531. Сколько молекул может быть в кластере воды? Пока нет точного ответа на этот вопрос. 1532. Как изменяются энергии связи в кластере молекул воды? Энергии связи между молекулами в кластере воды уменьшаются от центра кластера к его периферии. 1533. Почему при замерзании воды она расширяется? Потому что, кольцевые электроны атома кислорода (рис. 156, а), охлаждаясь, излучают фотоны, опускаются на нижние энергетические уровни и своим суммарным электростатическим полем удаляют от ядра атома осевые электроны, увеличивая длину молекулы воды и её кластеров. 1534. Процесс образования кластеров эндотермический или экзотермический? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Есть формы кластеров, которые для своего формирования требуют дополнительную энергию, и есть формы, которые выделяют её при синтезе кластера. 1535. Почему электрическое сопротивление чистой воды очень большое? Ответ на этот вопрос следует из структуры молекулы воды (рис. 156). Нетрудно видеть, что на концах осевой линии молекулы воды расположены протоны атомов водорода. Одинаковая, положительная электрическая полярность на концах оси симметрии молекулы воды формирует однополярность всей молекулы и её кластеров. В результате молекулы чистой воды и её кластеров не могут сформировать электрическую цепь. Электрическая цепь из кластеров воды может образоваться только тогда, когда на концах оси молекулы воды будут противоположные электрические заряды – на одном конце электрон, а на другом – протон. Это и есть главная причина большого электрического сопротивления чистой воды. Она почти не электропроводна. 1536. Что нужно сделать, чтобы вода стала электропроводной? Чтобы вода стала электропроводной, надо создать условия, при которых в ней появляются ионы с разной электрической полярностью на концах этих ионов. 1537. Какие химические вещества увеличивают электропроводность воды и почему? Электропроводность воды увеличивают главным образом щёлочи и кислоты, которые приводят к формированию ионов – образований с разной электрической полярностью на их концах. 1538. Можно ли привести структуру какого-нибудь иона воды и прокомментировать её? На рис. 157 представлена структура иона OH , а на рис. 158, а – кластер из двух
276 ионов OH . Нетрудно видеть, что у иона и у кластера ионов на концах их центральных осей разноимённые электрические заряды: электрон и протон. В результате кластер иона ориентируется так, что положительный его конец оказывается у катода, а отрицательный – у анода. Это - идеальная электрическая цепь подобная проводу, но существующая в растворе воды.
Рис. 157. Схема модели гидроксила OH
Рис. 158: Кластер ионов ОН в электрическом поле: Р1 – протон атома водорода в зоне катода; е6 – электрон атома кислорода в зоне анода 1539. В чём химическая и физическая сущности нашей платы за ускорение процесса электролиза воды и как представить её наглядно? Она на рис. 159. Напомним, что числом Фарадея F называется величина, равная произведению числа Авагадро N на заряд электрона. Измеряется эта величина в Кулонах (Кл) на один моль вещества (рис. 159, формула 1). Если электролиз идет при напряжении 1,70V, то на получение одного моля водорода будет израсходовано 91,12 Ватта.час (рис. 159, формула 2) а на получение 1м^3 - 4,10кВтч (рис. 158, формула 3).
Рис. 159.
277 1540. Чему равна средняя мощность Рс на клеммах электролизёра? Она равна произведению средней величины напряжения Uc на клеммах электролизёра на среднюю величину тока Ic, то есть PC U C I C . 1541. А если напряжение подавать в электролизёр импульсами то, что покажет вольтметр, подключённый к его клеммам? Он покажет тоже, что и при непрерывном процессе подачи напряжения (рис. 160). 1542. Значит ли это, что показания вольтметра будут ошибочные? Конечно, значит. 1543. В чём суть этой ошибки? Внимательный анализ осциллограммы напряжения и тока, подаваемых на клеммы электролизёра импульсами (рис. 160), показывает, что импульсы напряжения U A увеличивают уже имеющийся средний потенциал U ÑÑ на клеммах электролизёра. После подачи импульса напряжения U A , амплитуда которого больше среднего напряжения на клеммах электролизёра ( U A > U ÑÑ ), величина напряжения вначале увеличивается, а потом начинает уменьшаться (рис. 160). Второй импульс напряжения вновь восстанавливает его до средней величины. Обратим внимание на то, что импульс тока I A полностью совпадает с импульсом напряжения U A и оба они имеют одинаковую длительность . 1544. Чему равна скважность импульсов на осциллограмме (рис. 160)? Импульсы напряжения и тока в данном случае можно считать прямоугольными. С учетом этого, скважность импульсов будет равна S T / 35 ìì / 3,5 ìì 10 . 1545. Чему равно среднее напряжение U C , подаваемое на клеммы электролизёра? Оно равно амплитудному значению напряжения U A , делённому на скважность импульсов S (рис. 160, формула (2)).
Рис. 160. 1546. Чему равен средний ток на клеммах электролизёра? Он равен амплитудному значению I A , делённому на скважность S импульсов (рис. 160, формула 3). 1547. Чему равна средняя мощность на клеммах электролизёра? Вполне естественно, что она равна U I PC U C I C A 2 A . (229) S
278 1548. Значит ли это, что если электролизёр подключён к аккумулятору, то аккумулятор будет реализовывать свою мощность по формуле (229)? Ответ однозначный, значит и его достоверность мы уже доказали теоретически и экспериментально, и процесс этого доказательства описали в разделе «Импульсная энергетика». 1549. А что покажут приборы, подключённые к клеммам электролизёра? Вольтметр покажет среднее напряжение U CC на клеммах электролизёра, которое будет несколько меньше его амплитудного значения U A , но почти в 10 раз больше истинного среднего значения напряжения U C , подаваемого на клеммы электролизёра. 1550. Почему возникают такие противоречия? Потому, что вольтметр, подключённый к клеммам электролизёра, не сможет усреднять истинное импульсное напряжение, средняя величина U C которого участвует в процессе электролиза воды. Он будет показывать среднее напряжение U CC на клеммах электролизёра, величина которого почти в 10 раз больше истинного среднего напряжения U C , участвующего в процессе электролиза воды. 1551. Значит ли это, что аккумулятор будет расходовать энергию в соответствии с формулой (229)? Ответ однозначный, значит. Его достоверность доказана экспериментально. Результаты эксперимента описаны в разделе «Импульсная энергетика». 1552. Если электролизёр подключить к общей сети то, что покажет счётчик электроэнергии? Он покажет, что мощность на клеммах электролизёра равна U I (230) PC U C I C A A . S 1553. Поскольку скважность импульсов в рассматриваемом примере равна S 10 , то значит ли это, что счётчик электроэнергии завышает реальный расход электроэнергии на электролиз с помощью, анализируемой ячейки, в 10 раз? Ответ однозначный, значит. 1554. Почему показания счётчика электроэнергии завышают истинный расход электроэнергии в данном конкретном случае в количество раз, равное скважности импульсов напряжения и тока? Потому, что в сети напряжение не импульсное, а непрерывное, равное 220В. Счётчик сделан так, что он усредняет только импульсы тока, а напряжение оставляет таким, какое есть в сети. 1555. Значит ли это, что счётчики электроэнергии правильно учитывают непрерывное напряжение и ошибаются при учёте импульсного напряжения? Ответ однозначный, значит. Его достоверность уже доказана теоретически и экспериментально в разделе «Импульсная энергетика». 1556. Значит ли это, что выгоднее использовать аккумулятор для одновременного импульсного питания электролизёра и импульсной его зарядки? Интуиция подсказывает, что значит, а детальный расчёт подтверждает её. При импульсной разрядке аккумулятора, он реализует мощность, равную средней величине напряжения U C , умноженной на среднюю величину тока I C . Для зарядки аккумулятора требуется не средняя величина напряжения U C , а большая, больше номинальной величины на его клеммах, то есть больше 12,5В. Чтобы мощность зарядки была равна мощности разрядки, величина тока должна уменьшиться во столько раз, во сколько напряжение зарядки больше среднего напряжения разрядки U C . Например, аккумулятор имеет номинальное напряжение, равное 12,5В, а процесс зарядки идёт с перенапряжением до, примерно, 14В. Если скважность импульсов разрядки аккумулятора была равна S 10 , то среднее напряжение разрядки было равно, примерно, U C 12,5/10=1,25В. При среднем токе разрядки, равном, например, 5А, средняя мощность разрядки будет равна PC 1,25 5 6,25Âò . Так как заряжать надо с перенапряжением до 14В, то средний ток зарядки при той мощности, при которой
279 аккумулятор разражался, то есть при 6,25Вт, будет равен I C PC / 14,5 6,25 / 14,5 0,43 A. 1557. Значит ли это, что при среднем токе разрядки аккумулятора, равном 5А, как в рассмотренном примере, и скважности импульсов, равной 10, ток зарядки аккумулятора от электромотора-генератора будет равен 0,43А? Если среднее напряжение зарядки будет 14,5В, то средний ток зарядки будет равен 0,43А. Это эквивалентно средней мощности разрядки, равной PC 14,5 0,43 6,25Âò . 1558. Выгодно ли подзаряжать аккумулятор, питающий электромотор – генератор, от сети? Интуиция подсказывает, что выгодно, а расчёт опровергает её. Поскольку зарядка аккумулятора из сети идёт через выпрямитель и латр, то они тоже будут потребителями электроэнергии из сети и мощность 6,25Вт возрастёт на 10-30%. Возьмём 30%. Это 1,875Вт. Тогда общая мощность зарядки из сети составит 8,125Вт. Вполне естественно, что средняя величина тока тоже увеличится и станет равной, например, 0,7А. В этом случае счётчик электроэнергии покажет минимальную мощность зарядки, равную 220х0,70=154Ватта. Это в 154/6,25=24,64 раза больше мощности импульсной разрядки аккумулятора. 1559. Значит ли это, что надо иметь такой автономный источник энергии, который бы питался от аккумулятора и вырабатывал достаточно электроэнергии для зарядки такого же аккумулятора и выполнения технологического процесса? Значит. 1560. Из предыдущего анализа следует, что, забирая из одного аккумулятора мощность, равную 6,25Ватт, нужно вырабатывать такую же мощность для зарядки другого аккумулятора и избыток энергии для реализации какого-нибудь технологического процесса, электролиза воды, например. Так это или нет? Так. 1561. Что покажет вольтметр, подключённый к клеммам электролизёра? Он покажет среднее напряжение на его клеммах, которое больше среднего импульсного напряжения, подаваемого на клеммы электролизёра из первичного источника питания в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. 1562. Что покажет амперметр, подключённый к клеммам электролизера, питаемого импульсами напряжения? Он покажет среднюю величину тока, которая равна его амплитудному значению, деленному на скважность импульсов. 1563. Значит ли это, что приборы, подключённые к клеммам электролизёра, показывают большую мощность, чем та, которая якобы подаётся электролизёру от первичного источника питания? Ответ однозначный, значит. 1564. Как влияет амплитуда импульса напряжения, подаваемого в электролизёр, на, так называемое, перенапряжение ячеек? Никак. 1565. Как это понимать? Это надо понимать так, что электролизёр сам автоматически устанавливает себе нужную величину напряжения, уменьшая при этом амплитуду импульса напряжения так, чтобы среднее напряжение на ячейке было около 2-х Вольт. 1566. Есть ли этому наглядные экспериментальные доказательства? Есть. Они на рис. 161. Справа серийный газосварочный аппарат ЛИГА-12, имеющий 70 ячеек. Слева наш экспериментальный электролизёр с тремя ячейками. Одинаковое пламя горелок свидетельствует об их, примерно, равной производительности. На клеммах 70 ячеек ЛИГА-12 около 70х2=140В, а на клеммах экспериментального электролизёра из 3-х ячеек – около 6В. Источник питания один - электрическая сеть. Оба потребителя питаются через латры. 1567. Сколько лабораторий мира занимаются проблемами электролиза воды? Статистики нет, но их более 1000. Только в России несколько десятков лабораторий РАН занимаются исследованиями процесса электролиза воды. Существуют ассоциации учёных по водородной энергетике, объединяющие специалистов разных стран и континентов. Они ежегодно проводят научные конференции по результатам своих достижений. 1568. Кто же лидирует в этой области знаний? Учёные академических лабораторий или учёные лабораторий различных фирм и корпораций или учёные, занимающиеся
280 этой проблемой индивидуально? Интересный вопрос. Лидируют, если можно так сказать, любители этой области знаний. 1569. Кто из любителей достиг наилучших показателей? Одним из первых о своих достижениях объявил китаец, получивший образование в США и обосновавшийся на Филиппинах в начале нашего века (рис. 162).
Рис. 161. 1570. Каковы его достижения сейчас? Он входит уже в корпорацию, которая расположена в Малайзии и торгует электролизёрами для автомобилей, снижающих, как они говорят, расход топлива на 30%. Среди покупателей продукции этой корпорации есть и россияне, купившие электролизёры этой компании, которые не дают объявленный эффект. О сущности обмана мы опишем ниже.
Рис. 162. 1572. Кого можно назвать вторым по достижениям в этой области? Нам трудно сказать, был ли он вторым или первым. Это американский исследователь Стенли Мейер (Stan Meyer). Ему приписывают разработку источника питания электролизёра, частота которого совпадает с собственной частотой колебаний молекул воды. В результате, как сообщается, процесс электролиза идёт в резонансном режиме и затраты энергии на электролиз воды резко уменьшаются.
281 1573. Есть ли основания доверять такой интерпретации результатов достижений Стенли Мейера? Мы не имеем электрической схемы его устройства, но уже знаем, что его достижение базируется не на резонансном явлении. О его сути мы расскажем ниже. 1574. Был ли контакт со Стенли Мейером? Прямого контакта не было, а косвенный был. В конце прошлого века я начал заниматься плазменным электролизом воды, и европейцы пригласили меня на свою энергетическую конференцию. Мой доклад был признан лучшим. Завязались тесные контакты. Через год мне привезли рукопись книги Стенли Мейера об электролизе воды и попросили дать положительное заключение, которое, как мне объяснили, послужит основой для нашей встречи и последующей подготовке нас к Нобелевской премии. Они знали, что мои теоретические знания превосходят знания Мейера. Я внимательно изучил эту рукопись и не мог проигнорировать серьёзные ошибки в ней. Написал отрицательный отзыв. С тех пор меня оставили в покое, а Стенли Мейер, активно продвигался вперёд в результатах своих экспериментальных исследований и рекламировал их в Интернете. За это его и его помощников отравили те, кто увидел в его достижениях конкуренцию своей продукции. Американские исследователи создали фильм об этом, который был переведен и на русский язык. Он в Интернете. В фильме – фото Канарёва из России и чёткий намёк на то, что он – уже в очереди на расправу. Многие, кто интересуется этой проблемой, находят этот фильм в Интернете. 1575. В чём суть достижений Стенли Мейера? Существует известное явление индукции и самоиндукции. Явление самоиндукции возникает при разрыве электрической цепи. Длительность импульса ЭДС индукции (рис. 162 +20V) значительно больше длительности импульса самоиндукции (рис. 162-1500V), но амплитуда ЭДС самоиндукции многократно больше амплитуды ЭДС индукции. Импульс ЭДС самоиндукции считается паразитным и все стремятся снизить его негативные последствия. Стенли Мейер и Китаец поступили наоборот. Они начали подавать импульсы ЭДС самоиндукции в электролизёр. Это и есть главный источник их успеха. Физику и химию реагирования ячейки электролизёра на это никто из них не знал, но положительный результат был очевидный. Конечно, малазийцы продают свой автомобильный электролизёр без электронной схемы для генерирования импульсов ЭДС самоиндукции и купившие этот электролизёр не могут понять суть обмана. 1576. Обращались ли россияне за консультацией к владельцу любительских знаний по электролизу воды? Обращались, и им была рассказана суть обмана при покупке малазийского электролизёра и даны рекомендации по выходу из создавшейся ситуации. 1577. Есть ли у обращавшихся успехи и что заботит их сейчас? Конечно, есть и немалые. Сейчас их заботят жалобы клиентов о выходе из строя двигателей с чрезмерной подачей в них газовой смеси: водорода и кислорода, получаемых на борту автомобиля. 1578. Есть ли среди россиян те, кому удалось изготовить электролизёр Мейера? Есть, конечно. Они делились своими достижениями. Им удалось снизить затраты электрической энергии на получение одного литра смеси водорода и кислорода до 1,4 Ватта. Лучшими до этого считались затраты, равные 3,0Ватта/литр газовой смеси. Согласно интернетовской информации один американский исследователь опустил указанные затраты до 0,7 Ватт/литр газовой смеси. Это уже не плохой результат. 1579. Что лежит в основе всех этих достижений и понимают ли авторы этих достижений их физическую и химическую суть? Все эти достижения – результат использования импульса ЭДС самоиндукции. Так что гипотеза о резонансном разрушении молекул воды оказалась пока не реализованной. Среди исследователей водородной энергетики нет понимающих физику и химию процесса электролиза воды, так как для этого надо владеть новыми знаниями о микромире. Поэтому до сих пор остаются не реализованными ряд других эффектов, но мы не собираемся писать о них, так как коммерция - не наша стихия, но потомкам мы оставим эти знания. 1580. С чего начинается теория электролиза воды? С анализа этого процесса в Природе. Считается, что в процессе фотосинтеза вода разлагается на водород и кислород. Кис-
282 лород освобождается и уходит в атмосферу, а атомы водорода выполняют функции соединительных звеньев при формировании органических молекул. 1581. Как много выделяется водорода при фотосинтезе? Давно проведённые расчёты электрохимиков показали, что ежегодно в процессе фотосинтеза освобождается около 800 миллионов кубических метров водорода. 1582. Бывает ли водород, выделяющийся из воды при фотосинтезе, в атомарном состоянии? Нет, конечно, так как в атомарном состоянии он существует лишь в плазменном состоянии при температуре от 2700 до 10000 градусов. 1583. Как же тогда атомы водорода выполняют свои функции соединительных звеньев при синтезе органических молекул? Эти функции реализуются в процессах синтеза новых молекул, путём разрыва связей между атомами водорода в молекулах воды. В этом случае отсутствует фаза атомарного состояния атома водорода в свободном состоянии (рис. 163).
Рис. 163. 1584. Как можно представить этот необычный процесс? Он на рис. 163 b и с. Слева – кластер из двух молекул воды, соединённых связями протонов Р атомов водорода, которые находятся в составе молекул воды. Энергии связей, показанные на схеме, зависят от температуры и присутствия молекул других химических элементов, с которыми молекулы воды могут устанавливать химические связи. В результате энергии связи в кластере воды так перераспределяются, что связь между протонами молекулы ортоводорода, образовав-
283 шейся между двумя молекулами воды, усиливается, а связи между молекулой ортоводорода и ионами ÎÍ уменьшаются до нуля и молекула ортоводорода выделяется в свободное состояние (рис. 163, b, c, d). Так идёт процесс фотосинтеза - выделения молекул водорода из кластера молекул воды, минуя фазы атомарного состояния атомов водорода. Процесс этот идёт без затрат электрической энергии. Конечно, он идёт медленно. Мы же стремимся ускорить его, и за это платим. 1585. Возможно ли осуществить процесс электролиза, который идёт при фотосинтезе (рис. 163, b, c, d)? Такая возможность имеется. Она реализуется в низкоамперном электролизёре, схема которого представлена на рис. 163, а. Процесс электролиза в этом электролизёре не прекращается после отключения источника питания в течение нескольких часов. В результате общие затраты энергии на процесс электролиза резко уменьшаются. 1586. Почему электролизёр, представленный в патенте №2227817 (рис. 163, а) назван низкоамперным? Потому что в нём идёт процесс электролиза при среднем токе 0,02А. 1587. Чему равнялась скважность импульсов? Она была значительной. 1588. Зависит ли производительность ячейки с коническими электродами (рис. 163, а) от их размеров? Нет, не зависит. 1589. Почему появляется потенциал на электродах электролитической ячейки до заправки её раствором? Это явление связано с поляризацией молекул воздуха силой гравитации. 1590. Почему в пустой электролитической ячейке появляется положительный заряд на верхнем электроде, а отрицательный – на нижнем? Причина этого - поляризация ионов воздуха гравитационным полем. Ион ÎÍ молекулы воды - главный ион в воздухе. Он имеет линейную структуру, на одном конце оси, которого - электрон, а на другом протон атома водорода. Так как масса протона почти в 1800 раз больше массы электрона, то осевые электроны этого иона оказываются вверху, а осевые протоны внизу. В результате на верхнем электроде формируется положительный потенциал, а на нижнем – отрицательный. 1591. Почему при заправке электролитической ячейки электролитом на её электродах автоматически появляется заряд больший, чем на электродах пустой ячейки? Потому что увеличивается концентрация ионов, поляризованных гравитационным полем. 1592. Как зависит энергетическая эффективность электролизёра от расстояния между электродами? С уменьшением зазора между коническими электродами энергетическая эффективность растёт. 1593. Как зависит энергетическая эффективность получения газов из воды от плотности раствора при импульсном питании электролизёра? С уменьшением плотности раствора энергетическая эффективность ячеек именно этого электролизёра (рис. 163, а) растёт. 1594. Сколько патентов получено на низкооамперные электролитические ячейки? Около 5. 1595. Почему в низкоамперной электролитической ячейке газы выделяются в течение многих часов после отключения внешнего источника питания? Причина хорошо известна, но не разглашается. 1596. Как интенсифицировать этот процесс и увеличить его длительность? Известно. 1597. Почему потенциал на электродах низкоамперной ячейки не уменьшается до нуля? Причина хорошо известна. 1598. Можно ли реализовать энергетический эффект импульсного питания электролизёра в соответствии с новым законом формирования мощности в электрической цепи, если первичный источник электрической энергии генерирует напряжение непрерывно? Конечно, можно. 1599. Каким должен быть первичный источник питания, чтобы он позволял, в соответствии с законом формирования мощности электрической цепи, реализовать энер-
284 гетическую эффективность процесса импульсного питания электролизёра? Он уже есть. Это электромотор-генератор (рис. 164).
Рис. 164. Фото электромотора - генератора МГ-1 1600. Любой электролизёр, заряжаясь, приобретает электрический потенциал, равный, примерно, двум вольтам на ячейку. Последующее постепенное уменьшение этого потенциала указывает на то, что его можно подзаряжать не непрерывно, а импульсами. Как велико может быть в этом случае уменьшение затрат электрической энергии на процесс электролиза воды? Мы уже дали ответ на этот вопрос в вопросах № 1555-1556. 1601. Какая методика использовалась для определения столь небольшого количества водорода, генерируемого низкоамперным электролизёром? Поскольку лабораторная модель ячейки низкоамперного электролизёра генерирует небольшое количество газов, то самым надёжным методом определения их количества является метод определения изменения массы раствора за время опыта и последующего расчета выделившегося водорода и кислорода. Известно, что грамм-атом численно равен атомной массе вещества, а грамм-молекула – молекулярной массе вещества. Например, грамм-молекула водорода в молекуле воды равна двум граммам, а грамм-атом атома кислорода – 16 граммам. Грамм-молекула воды равна 18 граммам. Так как масса водорода в молекуле воды составляет 2х100/18=11,11%, а масса кислорода – 16х100/18=88,89%, то это же соотношение водорода и кислорода содержится в одном литре воды. Это означает, что в 1000 граммах воды содержится 111,11 грамм водорода и 888,89 грамм кислорода. Один литр водорода весит 0,09 гр., а один литр кислорода -1,47 гр. Это означает, что из одного литра воды можно получить 111,11/0,09=1234,44 литра водорода и 888,89/1,47=604,69 литра кислорода. Из этого следует, что один грамм воды содержит 1,23 литра водорода. Затраты электроэнергии на получение 1000 литров водорода сейчас составляют 4 кВтч, а на один литр – 4 Втч. Поскольку из одного грамма воды можно получить 1,234 литра водорода, то на получение водорода из одного грамма воды сейчас расходуется 1,234х4=4,94 Втч. Реализация этой методики осуществлялась с помощью электронных весов, которые взвешивали блок ячеек с точностью 0,01 гр. 1602. Есть ли информация о том, что другим исследователям удалось воспроизвести эксперименты по низкоамперному электролизу? Такие эксперименты воспроизведены за рубежом около 3-х лет назад и получены положительные результаты. Информация об этом по адресу: http://peswiki.com/index.php/Directory:Kanarev_Electrolysis 1603. Есть ли в Природе закон формирования энергетической мощности, физическая суть которого соответствует закону формирования импульсной электрической мощности? Да, такой закон существует. Он реализуется в процессах нагревания и охлаждения молекул. Они получают энергию импульсно, в виде локализованных фотонов, которые, будучи излучёнными, теряют всякую связь со своим первичным источником, Солнцем, например.
285 1604. Управляет ли закон формирования энергетической мощности процессом фотосинтеза? Процесс фотосинтеза управляется фотонами, локализованными образованиями, несущими импульсы энергии, излучённые Солнцем. 1605. Можно ли полагать, что полученные экспериментальные данные указывают на возможность искусственного воспроизведения процесса электролиза воды идущего при фотосинтезе? Небольшие затраты энергии на процесс электролиза воды и длительная работа ячеек без внешнего источника питания (рис. 163) создают серьёзные предпосылки для создания электролизёров, работающих по принципу близкому к тому, что идёт при фотосинтезе. 1606. В чем главная сущность противоречий в показаниях приборов, подключённых к клеммам электролизёра? Ответ на этот вопрос на рис. 160. На клеммах любого электролизёра постоянный потенциал, примерно, равный двум вольтам, умноженным на количество ячеек в электролизёре. Это – среднее напряжение Vc на клеммах электролизёра (рис. 161, а). Оно значительно больше средней величины импульсного напряжения, подаваемого на клеммы электролизёра. 1607. Почему при уменьшении площади катода по сравнению с площадью анода в зоне катода возникает плазма (рис. 165, b)? Потому что у катода в этом случае увеличивается плотность положительно заряженных ионов. Роль положительных потенциалов в этих ионах выполняют протоны атомов водорода. Они отделяются от положительных ионов и молекул воды, устремляются к отрицательно заряженному катоду и соединяются с электронами, пришедшими из катода. В результате в зоне катода (Р-Р, рис. 165, b) формируется плазма атомарного водорода. 1608. Какую температуру может иметь плазма при плазменном электролизе воды и от чего она зависит? Интенсивность этой плазмы зависит от приложенного напряжения и от расхода раствора, омывающего катод. Чем больше приложенное напряжение и больше расход раствора, тем интенсивнее плазма. Она свободно плавит и испаряет вольфрам, температура плавления которого равна 3382С, а температура кипения – 6000С. 1609. Какое явление генерирует шум при плазменном электролизе воды? Часть водорода, образовавшегося в зоне плазмы, вновь соединяется с кислородом, генерируя микровзрывы в виде шума, сопровождающего этот процесс. По мере повышения напряжения (рис. 165, с) увеличивается натяжение ионных кластеров (рис. 165, а). В результате связи между электронами и протонами атомов водорода разрушаются и протоны устремляются к катоду. Вначале в самом растворе вблизи катода появляются отдельные искры. Это указывает на то, что протоны атомов водорода отделяются от ионов OH и возможно от молекул воды и в процессе движения их к катоду вновь соединяются с электронами, синтезируя новые атомы водорода. Дальнейшее повышение напряжения увеличивает количество протонов, отделившихся от ионов OH и молекул воды, и у катода формируется плазма атомарного водорода (рис. 165, с точки 5, 6). Электроны атомов водорода в этот момент находятся в возбужденном состоянии и совершают переходы с высоких энергетических уровней на низкие, генерируя свет бальмеровских спектральных линий. 1610. От чего зависит выход газов при плазменном электролизе воды? От уменьшения сгорания водорода в плазме. 1611. Можно ли уменьшить количество водорода, сгорающего в плазме при плазменном электролизе воды? Такие технические решения существуют, но они ещё не реализованы. 1612. Почему на поверхности катода при плазменном электролизе воды идёт трансмутация ядер химических элементов? Может ли плазмоэлектролитический процесс стать основным в изучении трансмутации ядер атомов химических элементов? Потому, что поверхность катода бомбардируют протоны атомов водорода, отделившиеся от молекул воды и ускоренные разностью потенциалов. В результате формируются условия, аналогичные условиям в ускорителях, но только в минимальных масштабах, поэтому
286 плазмоэлектролитический процесс может найти применение в управляемой трансмутации ядер. 1613. Почему при плазменном электролизе воды дополнительная тепловая энергия генерируется только при турбулентном течении раствора в зоне плазмы? Это слабо изученный процесс. Независимой комиссии был представлен его вариант с турбулентным течением раствора в зоне плазмы. Комиссия зафиксировала энергетическую эффективность процесса, равную 145%.
Рис. 165: а) кластер ионов ОН в электрическом поле: Р1 – протон атома водорода в зоне катода; е6 – электрон атома кислорода в зоне анода; b) cхема простейшего плазмоэлектролитического реактора: 1-катод и входной патрубок для раствора, 2-анод, 3 - выпускной патрубок парогазовой смеси, Р – зона плазмы; c) вольтамперная характеристика плазмоэлектролитического реактора: точка 5 соответствует предельному натяжению ионного кластера ОН приложенным электрическим потенциалом, после которого протон Р1 отделяется от иона ОН и устремляется к катоду, получает электрон и образует атом водорода. 1614. В чем заключается главная трудность получения дополнительной тепловой энергии при плазменном электролизе воды? Технические сложности защиты зоны перехода от катода к проводу, подводящему к нему напряжение. 1615. Удалось ли изготовить действующую лабораторную модель плазмоэлектролитического реактора, генерирующую дополнительную тепловую энергию? Такая установка была изготовлена специалистами АВТОВАЗа. Это комнатный нагревательный прибор, который устойчиво генерировал 20-25% дополнительной тепловой энергии.
287 1616. Сколько плазмоэлектролитических устройств было запатентовано в процессе изучения их работы? Получено около 10 патентов. 1617. Может ли электрический потенциал накапливаться в геологической воде в зонах высокой температуры и возможно ли образование подземных молний? Геологи свидетельствуют, что такие явления существуют. 1618. Возможно ли генерирование дополнительной тепловой энергии в воде без плазменного процесса? Возможно. Для этого надо растянуть ионные кластеры OH до предплазменного состояния (точка 5 на рис. 165, с) и воздействовать на них такими импульсами напряжения, при которых связи у них разрывались бы на ничтожно малые промежутки времени, в результате которых валентные электроны успевали бы восстанавливать свои энергетические параметры за счёт поглощения эфира до нормы и вновь формировать свои прежние связи, излучая при этом фотоны, нагревающие воду. В этом случае валентные электроны трансформируют энергию эфира в тепловые фотоны. 1619. Какова энергетическая эффективность предплазменных электролитических процессов? Мы уже привели результаты экспериментов, из которых следует, что предплазменный процесс электролиза воды генерирует дополнительной тепловой энергии в 30-50 раз больше потребляемой электрической энергии. 1620. Выделяются ли газы при предплазменном электролизе воды? Выделяются, ноих очень мало. 1621. Почему процесс назван предплазменным? Потому что он реализуется в предплазменном состоянии ионных кластеров. Происходит это при строго определённых параметрах так называемого диэлектрического зазора (рис. 165, а, позиция 15), величина которого изменяется в определённых пределах. Выход за эти пределы автоматически переводит предплазменный процесс в плазменный, энергетическая эффективность которого значительно меньше эффективности предплазменного процесса. 1622. Почему зазор назван диэлектрическим? Потому что он формируется плоскостями (рис. 165, а, позиция 15) из диэлектрического материала (фторопласт, оргстекло). 1623. Известно, что напряжение для нагревания воды можно подавать непрерывно и импульсами. Какой из этих процессов эффективнее при воздействии на ионы, кластеры и молекулы воды? Воздействие на ионы воды импульсами напряжения эффективнее воздействия постоянным напряжением. 1624. Почему при формировании предплазменного режима работы резко уменьшаются затраты электрической энергии на нагревание раствора и повышается энергетическая эффективность процесса? На рис. 165, с видно, что предплазменное состояние (точка 5) соответствует предельному растяжению ионов OH (рис. 165, а). Скачкообразное увеличение напряжения (точка 6) приводит к разрыву связей между валентными электронами атомов водорода и кислорода в ионе OH . В результате валентные электроны атомов водорода и кислорода, потеряв энергию связи, восстанавливают её, поглотив порции эфира. Отсутствие напряжения вынуждает их вернуться к исходному состоянию и начинается процесс повторного синтеза этого же иона с выделением энергии в виде тепловых фотонов валентными электронами, пополнившими её запас за счет эфира. Так электрон преобразует энергию эфира в фотоны – носители тепловой энергии. 1625. Как зависит энергетическая эффективность процесса нагревания водного раствора от величины диэлектрического зазора между электродами? Диэлектрическим зазором называется зазор между диэлектриками, по которому проходит раствор от анода к катоду (рис. 165, а, позиция 15) или от катода к аноду. Для каждой конструкции расположения электродов в совокупности с плотностью щелочного раствора существует оптимальная величина диэлектрического зазора. Она изменяется в пределах 0,5-5,0 мм. 1626. Как велика прямая энергетическая эффективность при импульсном воздействии на раствор воды: 100%, 1000%, 3000%, 5000%? Прямой энергетической эффективностью называется такая эффективность, при которой подводимая электрическая мощность учитывается на клеммах электролитической ячейки и не учитываются потери в ге-
288 нераторах импульсов напряжения. В этом случае найдены конструкции электролитических ячеек и режимы их работы, дающие энергетическую эффективность до 5000%. 1627. Сколько патентов получено на предплазменные ячейки? На плазменные ячейки получено около 10 патентов и столько же, примерно, на предплазменные. 1628. Можно ли импульсную энергетическую эффективность нагревания раствора воды реализовать с помощью электронного генератора импульсов? Испытано более 5 вариантов электронных генераторов импульсов и все они дали отрицательный результат. 1629. Существующая теория низковольтного электролиза воды предсказывает отделение атомов водорода от молекул воды и последующий синтез молекул водорода. В этом случае атомы водорода проходят фазу свободного состояния, при которой обязательно формируется плазма атомарного водорода, но в реальных низковольтных процессах электролиза воды никакая плазма не формируется. Почему? Это один из главных вопросов, требующих ответа для понимания процесса электролиза воды. Если в воде нет ионов, то это эквивалентно разрыву электрической цепи и отсутствию движения электронов по проводам от анода к катоду. Когда же ионы появляются в растворе, то они формируют электрическую цепь и в зоне катода накапливаются электроны. Вполне естественно, что протоны атомов водорода молекул воды взаимодействуют с электронами e k (рис. 166, а) испущенными катодом, присоединяя их к молекулам воды. Далее, молекула, получившая один электрон от катода, соединяется в кластер с другой, обычной (рис. 166, b) молекулой воды. В результате в кластере из двух молекул воды образуется молекула пароводорода. Энергии связи, распределяясь между осевыми электронами и протонами кластера из двух молекул воды, уменьшаются, и сформировавшаяся молекула пароводорода выделяется из кластера (рис. 166, с). Возможен и другой вариант. Протоны атомов водорода двух молекул воды получают по электрону e k , испущенному катодом, и, соединяясь, формируют кластер из двух молекул воды, в центре которого – сформировавшаяся молекула ортоводорода (рис. 166, d, e). Энергии связи между линейными электронами и протонами распределяются так, что оказываются наименьшими у протонов. В результате молекула водорода выделяется из кластера в сформировавшемся состоянии (рис. 166, f). Ионы ОН , выделившиеся из кластеров, уходят к аноду. Таким образом, при образовании молекул ортоводорода и пароводорода отсутствует фаза атомарного состояния водорода. Это – главная причина отсутствия плазмы при обычном электролизе воды. Описанный процесс даёт однозначный ответ на вопрос: почему при стандартном электролизе воды отсутствует плазма атомарного водорода? 1630. Почему теоретический расчет энергии синтеза молекул водорода при низковольтном электролизе воды показывает наличие дополнительной тепловой энергии, а в реальных экспериментах и производственных циклах получения водорода она отсутствует? В одном кубическом метре водорода содержится 1000/22,4=44,64 моля молекулярного водорода. При его синтезе выделяется энергия: H H H 2 (436 44,64) 19463,0кДж / м3 . (231) Современные электролизеры расходуют на получение одного кубического метра водорода около 4 кВтч электроэнергии или (3600х4) = 14400 кДж. Учитывая энергию (19463,0 кДж) синтеза одного кубического метра водорода и энергию (14400 кДж), затрачиваемую на его получение, находим показатель тепловой энергетической эффективности низковольтного процесса электролиза воды K 19463,0 / 14400 1,35 . Таким образом, простой и строгий расчет показывает, что процесс низковольтного электролиза воды должен сопровождаться выделением 35% дополнительной тепловой энергии только в зоне катода.
289 Причину отсутствия дополнительной энергии мы уже объяснили – отсутствие процесса свободного синтеза молекул водорода из атомов. Молекулы водорода выделяются из кластерной цепочки в синтезированном состоянии.
Рис. 166. Схемы формирования кластеров воды с молекулами водорода 1631. Какие ионы передают электроны аноду? Какие кластеры образуются у анода и в какой последовательности? Известно, что ион гидроксила, имея отрицательный заряд ОН , движется к аноду (рис. 166, g). Два иона гидроксила, отдавая по одному электрону аноду и, соединяясь друг с другом, образуют перекись водорода Н 2 О2 (рис. 166, h). Известно, что процесс образования перекиси водорода эндотермический, а молекулы кислорода - экзотермический. При получении одного кубического метра водорода процесс образования перекиси водорода поглощает 22,32х109,00=2432,88 кДж. В силу
290 этого даже при плазмоэлектролитическом процессе температура раствора в зоне анода остаётся низкой. Если бы существовал процесс синтеза молекул кислорода, то при получении одного кубического метра водорода в зоне анода выделилось бы 22,32х495,00=11048,40 кДж. Вычитая из этой величины энергию, поглощенную при синтезе перекиси водорода, получим 11048,40-2432,88=8615,52 кДж. Складывая эту энергию с энергией синтеза молекул водорода 19463,00 кДж, получим 28078,52 кДж. В этом случае общий показатель тепловой энергетической эффективности K 0 должен быть таким K 0 =28078,52/14400=1,95. Поскольку в реальности этой энергии нет, то этот факт подтверждает гипотезу об отсутствии процесса синтеза молекул водорода в зоне катода и молекул кислорода в зоне анода при низковольтном электролизе. Молекулы водорода (рис. 166, c, f) и молекула кислорода (рис. 166, g) формируются в кластерных цепочках до выделения в свободное состояние, поэтому и не генерируется энергия их синтеза. Итак, мы сняли противоречия существующей теории низковольтного процесса электролиза воды и разработали новую теорию, которая детальнее описывает этот процесс и точнее отражает реальность. 1632. В чём сущность работы топливных элементов? Главная суть работы топливного элемента заключается в разделении молекул водорода на его атомы, а атомы на электроны и протоны, и отправке электронов к аноду для последующего их движения к катоду и совершения на этом пути полезной роботы. Протоны направляется через мембрану к аноду для встречи с электронами, совершившими работу, и повторного образования атомов водорода, которые, соединяясь с атомами кислорода, образуют воду. 1633. Какой КПД имеют топливные элементы, использующие водород для получения электричества? Если при расчёте этого КПД учитывать затраты энергии на получение водорода из воды и брать расход электроэнергии на этот процесс наиболее эффективных электролизёров, например, 4кВтч на кубический метр водорода, то он может достигать 80% и больше. 1634. А если учитывать количество атомов водорода, которые удаётся разделить на протоны и электроны и использовать электроны для получения электрической энергии, то чему равен в этом случае КПД топливного элемента? При таком расчёте оказывается, что топливные элементы разделяют на протоны и электроны менее 1% атомов водорода, подаваемого в топливный элемент. 1635. Существует ли возможность получать электричество не из чистого водорода, а из водорода, входящего в состав молекул воды? Да такая возможность существует и мы опубликовали её в книге «Вода – новый источник энергии» 2001г. 1636. Сколько же электричества можно получить из одного литра воды, отделив по одному электрону от каждой молекул воды? Эта величина легко рассчитывается. Она равна 1489,1 Ач. 1637. Много это или мало? Если учесть, что средний аккумулятор легкового автомобиля содержит 60Ач, то это не мало. 1638. Удалось ли доказать экспериментально возможность реализации процесса получения электричества из воды? Мы получили несколько патентов на электролизёры, которые работают в режиме периодической подачи электрической энергии. Они имеют на своих клеммах электрические потенциалы до заправки их электролитами. А после зарядки могут работать и разделять воду на водород и кислород в течении нескольких часов без внешнего источника питания. Потенциал для этого процесса формируется на пластинах электролизёра химическим путём. Из этого следовало, что нужно найти материалы пластин электролизёра, усиливающие этот процесс. Но отсутствие финансирования не позволило нам решить эту задачу. 1639. Кому удалось решить задачу получения достаточно большого количества электричества из воды для использования его в практических целях? Это удалось
291 сделать японцам. У них уже есть электромобиль, работающий на воде (рис. 167). Электролизёр, вырабатывающий электричество из воды, показан на рис. 167.
Электролизёр, вырабатывающий электричество из воды
Электроэнергия, получаемая из электролизёра, движет автомобиль Рис. 167. Японский водоэлектроавтомобиль 1640. Знали ли японцы о начальных результатах теоретических и экспериментальных исследований получения электричества из воды в России? Знали. В 2002 году наша книга «Вода – новый источник энергии» была переведена на английский язык и они немедленно заказали ёё. В 2005 году они заказали 7-е издание книги «Начала физхимии микромира», переведённой на английский язык. В этой книге уже достаточно информации для реализации процесса получения электричества из воды. Кроме этого, они запрашивали у нас копии патентов на наши низкоамперные электролизёры, способные работать без внешнего источника питания. Они, начиная с 2000 года, закупали у нас все результаты опубликованных теоретических и экспериментальных исследований. Это позволило им самостоятельно начать их коммерциализацию. Главное – они реализовали нашу гипотезу о получении электричества из воды с помощью электролизёра (рис. 167) и начали уже выпуск электромобилей, работающих на воде (рис. 167). Конечно, они ещё далеки от того, чтобы получать из каждого литра воды теоретически возможную величину 1489,1 Ач. Для сравнения, ёмкость обычных автомобильных аккумуляторов - 60 Ач. 1641. Вся ли наша информация о получении электричества из воды опубликована? Нет, не вся. 1642. Удалось ли получить энергетическую эффективность какого-либо процесса при питании непосредственно из электрической сети по показаниям счётчика электроэнергии? Найдены устройства и режимы их работы, которые показывают энергетическую эффективность значительно больше единицы по показаниям счётчика электроэнергии. Это новый класс плазмоэлектролитических устройств, состоящих из разделённых катодной и анодной камер (рис. 168).
292
Рис. 168. Плазмоэлектролизёр с разделёнными катодной и анодной камерами 1643. В каких режимах может работать двух камерный плазмоэлектролизёр? Он может работать в двух легко перестраиваемых режимах: газовом и тепловом. 1644. Какие факторы являются главными, определяющими энергетическую эффективность двухкамерного плазмоэлектролизёра? Главными факторами, определяющими энергетическую эффективность двухкамерного плазмоэлектролизёра, является стабильность оптимальной температуры в зоне катода и стабильность давления в камерах электролизёра. 1645. Каким образом удаётся поддерживать давление в камерах плазмоэлектролизёра в оптимальных границах его изменения? Обе камеры сообщаются с водяными затворами с помощью трубок. Изменяя глубину погружения этих трубок в трубке выполняющей роль водяного затвора, удаётся легко находить границы изменения давления в анодной и катодной камерах, в которых заданный процесс электролиза или нагревания раствора идёт устойчиво. 1646. Каким образом удаётся удерживать температуру в зоне катода в оптимальных границах? Это удаётся регулируемым процессом подачи свежего раствора в канал, соединяющий камеры. 1647. В какой зоне плазмоэлектролизёра идёт процесс электролиза воды? Большая часть газов выделяется в канале, соединяющем анодную и катодную камеры (рис. 169). 1648. В каком направлении движутся пузырьки газов, выделяющиеся в полости трубки, соединяющей анодную и катодную камеры? Если трубка прозрачна, то легко наблюдается процесс выделения газов в канале и движение его пузырьков в катодную камеру (рис. 169). 1649. От чего зависит интенсивность выхода газов? От приложенного напряжения. На рис. 146, а напряжение меньше, чем на рис 169, b.
293
. а) b) Рис. 169. Выделение газов в трубке, соединяющей анодную и катодную камеры 1650. Каким образом определялись затраты энергии при работе плазмоэлектролизёра в тепловом режиме работы, когда он выполняет функции плазмотеплолизёра? Раствор, нагреваемый в зоне катодной плазмы, направлялся в батарею отопления с площадью излучения 1,5 кв. м. Показания приборов снимались в режиме стабилизации температуры раствора. 1651. С чем сравнивались показания приборов плазмотеплолизёра? Они сравнивались с показаниями аналогичных приборов, подключённых к клеммах аналогичной батареи отопления, нагреваемой Тэном, подключённым к электросети (рис. 170).
. Рис. 170. Фото батарей, нагреваемых плазмотеплолизёром (слева) и ТЭНом (справа). 1652. Какие результаты получены при нагревании раствора в батарее отопления с помощью плазмотеплолизёра и воды в аналогичной батарее, нагреваемой Тэном? Они представлены в табл. 38. Таблица 38. Показания приборов на клеммах плазмотеплолизёра и Тэна. Наименование показателя Плазмотеплолизёр ТЭН 1. Мощность на входе по счётчику, Вт 300 650 2. Мощность на входе по осциллограмме, Вт 125 650 3. Температура нагрева батареи, град. 60 60 1653. Зачем приведена мощность на входе по показаниям осциллограммы? Мы уже многократно доказали теоретически и экспериментально, что счётчики электроэнергии завышают показания по импульсному расходу электроэнергии в количество раз, равное скважности импульсов напряжения. Плазмотеплолизёр работает в импульсном режиме. Импульсы получаются сами собой в результате формирования газа у катода. Скважность
294 импульсов колеблется в интервале S 1,80.....2,50. В результате реальная электрическая мощность, реализуемая электрической сетью на плазменный нагрев раствора, примерно в два раза меньше, чем показывает счётчик электроэнергии. 1654. В табл. 38 мощность на клеммах плазмотеплолизёра 300Ватт, а Тэна – 650Вт. Значит ли это, что даже счётчик электроэнергии показывает явное нарушение бывшего закона сохранения энергии? Ответ однозначно положительный. Значит. 1655. Можно ли посмотреть Видео, описанных экспериментов? Можно. Они по адресам: http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-39-37/553-2012-02-23-03-03-33 http://www.micro-world.su/ Папка «ВИДЕО». 1656. В чём сущность процесса электролиза воды, который идёт в трубке соединяющей катодную и анодную камеры? Сущность этого процесса следует из моделей молекул воды и её ионов, которые можно представить графически (рис. 171).
Рис. 171. Схема обычного низковольтного процесса электролиза воды Плазмоэлектролизёр может работать в режиме обычного и плазменного электролиза. Известно, что при самом обычном экономном обычном электролизе воды на получение 1куб. метра водорода реализуется мощность 4кВт. Графически процесс обычного электролиза представлен на рис. 171, а. Известно, при самом экономном обычном процессе электролиза воды на получение одного кубического метра водорода расходуется 4кВтч электроэнергии. Это легко рассчитать теоретически. На рис. 171, а между анодом и катодом показан кластер из молекулы воды H 2 O и иона OH . Один протон атома водорода в молекуле воды получил электрон e k и протон атома водорода в ионе гидроксила OH тоже получил электрон e k . После соединения электронов, полученных из катода образовался кластер из молекулы воды и иона гидроксила в котором присутствует молекула ортоводорода в синтезированном состоянии. Наименьшие энергии связи 1,48eV между протонами атомов водорода и их электронами показаны на схеме. Энергия связи между электронами, пришедшими из катода, больше. В результате слабые связи рвутся под действием приложенного потенциала к указанному кластеру и молекула ортоводорода выделяется в синтезированном состоянии, минуя фазу соединения свободных атомов водорода, которые существуют только в плазменном состоянии. Так идёт обычный процесс электролиза воды при обычном низковольтном процессе её электролиза. Низковольтный процесс электролиза воды обычно идет при напряжении (1,6 - 2,3) V и силе тока I в сотни ампер. Большая сила тока свидетельствует о большом расходе электронов. Поскольку осевые электроны атома кислорода в молекуле воды удалены от его ядра дальше других электронов, то протон атома водорода, связанный с одним из этих электронов, первым приближается к катоду и получает от него электрон e k (рис. 171, а). После того, как молекулы воды и ион гидроксила получат по электрону e k , то они оказываются наиболее удалённым от атомов кислорода. Соединяясь благодаря этому, они образуют кластер из молекулы воды и иона гидроксила (рис. 171, а), в котором два электрона
295
ek
получены из катода. Как видно, в цепочке протонов и электронов, соединяющих
молекулу воды и ион OH , присутствует молекула ортоводорода в синтезированном состоянии (рис. 171, a). Так как электроны, пришедшие от катода, прошли фазу свободного состояния, то синтез молекулы водорода в этой цепочке сопровождается выделением энергии. На рис. 171, видно, что на образование одной молекулы водорода используется два электрона e k , испущенные катодом. В соответствии с законом Фарадея, на образование одного моля водорода в этом случае расходуется два Фарадея Кулонов электричества 2F 296485192980 или 192980/3600=53,60Ач/моль 1. Если электролиз идет при напряжении 1,70V, то на получение одного моля водорода будет израсходовано E I V 53,61,7091,12Ваттч , а на получение 1куб. метр. (232) E (1000 / 22,4) 91,12 1476кДж / м3 4,10кВтч. 1657. Чем отличается процесс обычного низковольтного электролиза воды от процесса её плазменного электролиза? Прежде всего, процесс плазменного электролиза воды протекает при напряжении между анодом и катодом почти в 100 раз большем, чем при обычном электролизе. 1658. Чем отличается схема плазменного процесса электролиза воды от схемы низковольтного обычного электролиза воды? При плазменном электролизе процесс выхода электронов из катода хаотический. В результате электроны соединяются с протонами атомов водорода в первую очередь с протонами атомов водорода ионов OH . В результате при формировании кластеров молекул воды и ионов OH в цепочке кластера оказывается лишь один электрон, пришедший из сети (рис. 172). Это сразу уменьшает расход энергии на процесс электролиза в два раза, с 4,1кВтч до 2,05кВтч.
Рис. 172. Схема плазменного процесса электролиза воды 1659.Подтверждается ли описанная гипотеза экспериментально? Мы не имеем оборудования для точного измерения больших объёмов газа, поэтому использовали самый простой метод – вытеснение воды из ёмкости (рис. 173). 1660.Что показали эксперименты? По показаниям приборов на клеммах плазменного электролизёра затраты энергии на этот процесс меньше, чем при обычном электролизе. Если учесть скважность импульсов (рис. 173, b), которая равна примерно S=1,50, то реальные затраты на получение водорода при плазменном электролизе будут менее 3Вт/л.
1
Напомним, что числом Фарадея Fa называется величина, равная произведению числа Авагадро N 6,022 10 23 на заряд электрона e 1,602 10 19 . Измеряется эта величина в Кулонах (Кл) на один моль вещества Fa N e 6,022 10 23 1,602 10 19 96485 Кл/моль.
296
а)
b)
с)
Рис. 173 а) измерение объёма газа; b) осциллограмма на клеммах плазменного электролизёра; с) плазмоэлектролизёр 1661. Запатентован ли плазменный электролизёр, представленный на фото (рис. 168 и 173, с)? Запатентован. 1662. Есть ли резервы уменьшения затрат энергии на плазменный электролиз? Есть, конечно? 1663. В каком направлении планируется снижение затрат энергии на плазменный электролиз воды? В направлении использования импульсных электромоторовгенераторов для питания плазменных электролизёров. Параметры импульсов, генерируемых плазменным электролизёром близки к параметрам электрических импульсов, генерируемых электромоторами-генераторами. 17. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ХОЛОДНОЙ ТРАНСМУТАЦИИ ЯДЕР АТОМОВ Анонс. Уже более 15 лет идут разговоры о получении энергии путём холодной трансмутации ядер атомов, но до сих пор нет чёткой информации об энергетических возможностях этого процесса. Проясним их. 1664. Если в Природе существует холодная трансмутация ядер атомов химических элементов, то есть ли основания полагать, что она связана с известным науке процессом распада ядер? Конечно, такие основания имеются, так как трасмутация более сложных ядер должна сопровождаться участием в этом процессе более простых ядер, которые появляются в результате распада сложных ядер и этот процесс должен быть связан с альфа и бета распадами, которые изучены основательно. 1665. Что понимается под названием альфа частица? Известно, что радиоактивные ядра испускают альфа частицы – ядра атомов гелия (рис. 174, b и c), состоящие из двух нейтронов и двух протонов. Изотопы гелия могут иметь ядра с одним (рис. 174, а), тремя и даже большим количеством нейтронов. Ядро, имеющее два нейтрона и два протона, является стабильным. Известно также, что магнитный момент атома гелия может быть равен нулю. Такие атомы имеют структуру ядра, показанную на рис. 174, с. 1666. Какой заряд имеет альфа частица? Альфа частица имеет положительный заряд, который формируется двумя её протонами, расположенными на поверхности ядра (рис. 174, a, b и c). 1667. В чём сущность альфа распада? Сущность альфа распада заключается в том, что ядро атома гелия, располагаясь на поверхности более сложных ядер, легко отделяется от них, формируя опасное излучение, распространяющееся в пространстве. 1668. Велика ли скорость и дальность излучения альфа частиц? Скорость и дальность распространения альфа частиц от источника их излучения незначительны, но, тем
297 не менее, окружающая среда может загрязняться этими частицами и представлять серьёзную опасность.
Рис. 174: a), b), c) - схемы ядер атома гелия – альфа-частицы (светлые - протоны, серые – нейтроны); d), e), f) - схемы ядер атома неона (серые – осевые нейтроны, тёмные - не осевые нейтроны); g), h), j) - схемы ядер aтома кислорода 1669. На примере какого ядра можно представить наглядно процесс отделения альфа частиц? Ближайшим химическим элементом, входящим в восьмую группу вместе с гелием, является неон. Схемы моделей его ядер показаны на рис. 174, d, e, f. Как видно, они содержат ядра атома гелия, что полностью соответствует периодической таблице химических элементов Д.И. Менделеева. Поскольку ядра радиоактивных элементов, таких как уран, ещё не построены нами, то мы используем для анализа процесса альфа – распада ядра более простых химических элементов, например, - неона (рис. 174, d, e, f). 1670. Если бы ядра неона излучали альфа частицы, то ядра какого химического элемента оставались бы после этого? На рис. 174, d, e и f показаны стрелками альфа частицы, отделяющиеся от ядер атома неона, а на рис. 168, h, j и g – ядра атомов кислорода, которые бы образовывались после распада ядер атомов неона. Если бы неон был радиоактивен и испускал бы альфа частицы (рис. 174), то его ядра превращались бы в ядра атома кислорода (рис. 174, g, h, j), подтверждая указанный экспериментальный факт. Эксперименты показывают, что альфа – распад приводит к рождению химических элементов, сдвинутых влево в таблице химических элементов. 1671. Есть ли аналогия процессов синтеза атомов и их ядер? Синтез атома – это процесс ступенчатого сближения электронов с протонами ядра и излучение электронами фотонов с длиной волны от реликтового диапазона до начала рентгеновского диапазона. Процесс же поглощения фотонов электронами атомов возвращает электроны на более высокие энергетические уровни, где энергии связи их с протонами ядер могут стать равными нулю, и они окажутся свободными. Состояние, при котором электроны атома излучают или поглощают фотоны названо возбуждённым. Когда эти процессы заканчиваются и электроны опускаются на самые нижние (близкие к протонам ядер) энергетические уровни, атом переходит в невозбуждённое состояние.
298 Аналогично идут процессы синтеза и радиоактивного распада ядер атомов. Процесс синтеза ядер сопровождается ступенчатым сближением протонов с нейтронами и излучением гамма фотонов и фотонов дальней рентгеновской зоны. Процесс излучения заканчивается при максимальном сближении протонов с нейтронами и наступает невозбужденное состояние ядра. Однако, в среде, окружающей ядро, могут существовать гамма фотоны или фотоны дальней рентгеновской зоны. Протоны ядра, поглощая их, вновь возбуждаются. 1672. В какой последовательности идёт альфа распад? Есть основания полагать, что он начинается с потери связи между электронами атома и протонами, входящими в состав альфа - частицы, в момент, когда она ещё связана с ядром, и превращением радиоактивного атома в ион. Лишь только в этом случае излучится альфа – частица, а не атом гелия. Протоны альфа частицы, находящейся в ядре, освободившись от электронов, имеют свободные внешние связи, которые позволяют им поглощать фотоны. В результате энергии связей протонов или их совокупностей, подобных альфа – частицам, с нейтронами ядра, уменьшаясь, почти выравниваются. Это свойство установлено экспериментально и называется насыщением ядерных сил. При этом связь между нейтроном альфа - частицы и другим нейтроном, через который альфа – частица связана с остальной частью ядра, может стать меньше энергии, формируемой кулоновскими силами, отталкивающими протоны. В результате альфа – частица выталкивается из ядра. Процесс отделения альфа – частицы от ядра зависит от энергии фотона, поглощённого протоном альфа – частицы. Он наступает только тогда, когда поглощенный фотон, уменьшает энергию связи между нейтронами (места этих связей показаны на рис. 174, d, e j стрелками) до величины меньшей энергии, формирующей кулоновские силы, действующие между протонами ядра. 1673. Можно ли привести количественные характеристики процесса распада? Известно, что альфа – частица покидает ядро атома урана 238 92 U , поглотив фотон с энергией E=4,2 МэВ. Радиус (длина волны) этого фотона равен r
hC 6,626 1034 2,998 108 2,95 1013 м . E 1,602 1019 4,20 106
(233)
Это фотон начала гамма диапазона (табл. 39). Поскольку протоны расположены на поверхности ядер, то они формируют мощный положительный потенциал, который выталкивает альфа - частицу, отделившуюся от ядра, и сообщает ей скорость. Таблица 39. Диапазоны изменения радиусов (длин волн ) и энергий E электромагнитных излучений Диапазоны Энергии E , eV Радиусы (длины волн) r , м 6 4 1. Низкочастотный 4 10 15...4 10 11 3 10 ...3 10 2. Радио 4 10 11...4 10 6 3 10 4...3 10 1 3. Микроволновый 4 10 6...4 10 3 3 10 1...3 10 4 4. Реликтовый (макс) r 1 10 3 1,2 10 3 5. Инфракрасный 6. Световой
7,7 10 7...3,8 10 7
4 10 3...1,60 1,60...3,27
7. Ультрафиолетовый
3,8 10 7...3 10 9
3,27...4 10 2
8. Рентгеновский
3 10 9...3 10 12 3 10 12...3 10 18
4 10 2...4 105 4 105...4 1011
9. Гамма диапазон
3 10 4...7,7 10 7
1674. Как велик пробег альфа-частицы, отделившейся от ядра? Экспериментально установлено, что пробег этой частицы в воздухе может достигать 4 см. С виду, это небольшой пробег, но он больше размера ядра и самой частицы на 12 порядков.
299 1675. Каким образом фиксируются альфа-частицы? Альфа – частица, имея положительный заряд, ионизирует атомы и молекулы среды, в которой она движется, и их электроны начинают излучать фотоны, формирующие след частицы в среде. Это – главная экспериментальная информация, позволяющая изучать альфа – частицы и их поведение. 1676. Чем отличается альфа распад от бета - распада? Бета – распад – излучение нейтронами электронов, которые объединяются в кластеры и называются тяжёлыми электронами или отрицательно заряженными бета – частицами. Одна из главных причин бета – распада – нестабильность нейтрона в свободном состоянии. Период его полураспада равен всего 12 мин. Бета – распад значительно сложнее альфа – распада, поэтому в нём больше противоречивой информации. Он сопровождается не только процессами излучения электронов нейтронами, но процессами поглощения электронов протонами. Главная особенность этих процессов заключается в том, что нарушается баланс масс до распада нейтрона и после, а также поглощение протоном дробного количества электронов. 1677. Как решена проблема дисбаланса масс, участвующих в бета -распаде? При бета -распаде нарушается закон сохранения массы до распада и после распада. Чтобы спастись от непонимания этого таинственного явления, физики придумали частицу, которая уносит недостающую массу, и назвали её нейтрино. Поскольку нет ни единого эксперимента прямой регистрации этой частицы, то ей придали экзотические свойства – отсутствие заряда и массы покоя, а также - скорость, равную скорости света, и абсолютную проницаемость. Удивительно, но фотон имеет эти же свойства, за исключением абсолютной проницаемости, и великолепно проявляет себя в неисчислимом количестве экспериментов. Почему нейтрино, имея такие же свойства, никак не проявляет себя? Об этом даже и не задумались, продолжая попытки найти экспериментальные факты, где нейтрино, вроде бы проявляет себя. 1678. Разве можно делать такое смелое заключение в условиях, когда Нобелевский комитет выдал уже несколько Нобелевских премий за открытие частиц, названных нейтрино? Да, история науки бескомпромиссно фиксирует ошибки экспертов Нобелевского комитета, которые с небывалой лёгкостью соглашаются со столь сомнительными достижениями и продолжают выдавать за них премии. А почему не посмотреть на таинственную роль нейтрино по-новому? 1679. В чём сущность нового подхода к этому сложному явлению? Известно, что эксперименты бывают прямые и косвенные. Первые сразу дают достоверный результат, а вторые – лишь косвенную информацию о том, что полученный результат вроде бы соответствует реальности. Тут есть основания ввести понятие ступени косвенности. Можно считать близким к реальности показатель, соответствующий первой ступени косвенности. Увеличение количества этих ступеней переводит процесс познания, который назван в народе: гадание на кофейной гуще. Что касается нейтрино, то оно проявляет себя в экспериментах 5–ой или даже в 10-ой ступени косвенности. Тем не менее, ученые сохраняют серьёзность в оценке достоверности такой информации, так как отказ от её достоверности оказывается слишком дорогим для тщеславия и налаженного незаслуженного финансирования. Он разрушает с трудом построенное теоретическое здание не только ядерной, но и атомной физики. Мы не связаны с этими заблуждениями, поэтому поступим просто: сформулируем новую гипотезу и посмотрим на её плодотворность. Часть массы, исчезающей в ядерных процессах, не оформившись ни в какую частицу, образно говоря, растворяется, превращаясь в субстанцию, называемую эфиром. Мы уже показали, что эфир является основным источником восстановления массы электрона после излучения им фотонов. Так что если величина теряемой массы не соответствует стабильной массе какой-либо элементарной частицы, то эта масса, не оформившись ни в какую частицу, превращается в эфир. 1680. Можно ли привести количественные расчёты описанного гипотетического предположения? Известно, что масса покоя электрона me 9,109534 10 31 кг , масса по-
300 коя протона
m p 1,6726485 10 27 кг , а масса покоя нейтрона
mn 1,6749543 10 27 кг .
Разность между массой нейтрона и протона оказывается равной mnp 23,058 10 31 кг . Это составляет 23,058 10 31 / 9,109 10 31 2,531 масс электрона. Таким образом, чтобы протон стал нейтроном, он должен захватить 2,531 электрона. Поскольку поглощается только целое число электров, то возникает вопрос: куда девается остаток массы (3,0 2,531)me 0,469me электрона? Современная физика нарушенный баланс масс в этом процессе объясняет просто: рождением нейтрино. При этом полностью игнорируется анализ другого варианта этого процесса. 1681. В чём сущность другого варианта формирования дисбаланса масс? Изложенное позволяет полагать, что протон может поглощать не единичные электроны, а их кластеры. Однако, в любом случае часть электрона с массой 0,469me останется не поглощенной потому, что лишняя масса не нужна протону для поддержания его стабильного состояния. Не сформировавшись ни в какую частицу, она разрушается, превращаясь в субстанцию, которая называется эфиром, а в последнее время – тёмной материей. 1682. В какую сторону таблицы химических элементов сдвигается химический элемент, протон ядра которого превращается в нейтрон? Если протон ядра поглощает 2,531 масс электрона, то он становится нейтроном и рождается ядро нового химического элемента с меньшим количеством протонов. Вполне естественно, что новый химический элемент окажется левее старого в таблице Д.И. Менделеева. 1683. А если нейтрон ядра атома излучит электроны, масса которых сделала его протоном, то в какую сторону таблицы химических элементов сдвинется новый химический элемент, рождающийся в этом случае? Известно, что нейтрон, излучивший электроны, превращается в протон. Вполне естественно, что при этом появляется ядро нового химического элемента, расположенного в периодической таблице правее старого элемента. 1684. Сопровождаются ли процессы превращения протонов в нейтроны и нейтронов в протоны излучениями или поглощениями гамма фотонов? Во всех этих случаях появляется дисбаланс масс, обусловленный тем, что электрон, протон и нейтрон существуют в стабильном состоянии только при строго определённой массе. Конечно, описанные процессы сопровождаются излучениями и поглощениями гамма фотонов, которые вносят свой вклад в формирование дисбаланса масс ядер на разных стадиях их трансформации, но мы пока не будем останавливаться на детальном анализе этих процессов. 1685. В чём сущность образования, так называемого динейтрония? Образование из двух нейтронов названо динейтроний. Это метастабильное (т.е. долгоживущее!!!) связанное состояние двух нейтронов и одного нейтрино. Масса ядра динейтрония меньше, чем масса двух свободных нейтронов, так как часть её унесена таинственным нейтрино. Время жизни динейтрония, примерно, одна миллисекунда. Дальше мы увидим, что излучение нейтрино при синтезе ядер разных элементов путём соединения их нейтронами – главное условие безопасности этого процесса, идущего в живых организмах. 1686. В чём сущность процесса названного искусственной радиоактивностью? Экспериментально фиксируемый процесс превращения одних химических элементов в другие называется искусственной радиоактивностью. В 1932 г. Боте и Беккер, обстреливая ядра бериллия альфа – частицами, получили ядра атома углерода и нейтроны. Ниже представлено уравнение (234) ядерной реакции и схема её реализации (рис. 175). 9 4 4 Be 2
126C 01n .
(234)
301
Рис. 175. Схема реакции (234) (кольцевые нейтроны атома углерода обозначены темным цветом) В 1934 г. Ф. и И. Жолио – Кюри обнаружили, что при облучении изотопа алюминия альфа частицами 24 ядра алюминия превращались в ядра радиоактивного изотопа 30 фосфора 15 P , которого в Природе не существует (рис. 176). 27 13 Al
Рис. 176. Схема реакции (235) Ядерная реакция (235) не проясняет причину радиоактивности, а схма (рис. 176) показывает, что уменьшение нейтронов уплотнило ядро и кулоновские силы отталкивания протонов делают его нестабильным. 27 4 13 Al 2
30 15 P o1n
.
(235)
1687. Какие процессы являются источниками энергии на атомных электростанциях? Считается, что при делении тяжёлых ядер выделяется тепловая энергия, используемая на атомных электростанциях. Однако, процессы деления и синтеза ядер сопровождаются излучениями гамма фотонов, которые не являются носителями тепла в установившемся понимании. Тепловые фотоны излучаются только при синтезе атомов, но не их ядер. 1688. Ядра, каких химических элементов рождаются в реакторах атомных электростанций? Из реакций (236) и (237) следует, что в ядерных реакторах атомных электростанций из ядер урана рождаются ядра атомов нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm. 235 236 237 237 238 238 (236) 92U , 92 U , 92 U 93 Np, 93 Np 94 Pu; 239 239 240 241 242 243 243 244 244 U , 239 92 U 93 Np 94 Pu , 94 Pu , 94 Pu , 94 Pu , 94 Pu 95 Am, 95 Am 96 Cm. .
238 92
(237)
В процессе ядерных реакций идет синтез новых ядер: нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm, а значит и - новых атомов этих химических элементов. Процессы синтеза новых ядер сопровождаются излучением нетепловых гамма фотонов и рентгеновских фотонов. Синтез же атомов сопровождается излучением тепловых фото-
302 нов с большими радиусами (большими длинами волн), которые и являются основными носителями тепла. 1689. Идёт ли процесс трансмутации ядер при плазменном электролизе воды? Когда площадь катода многократно больше площади анода, то протоны атомов водорода молекул и ионов воды, отделяясь, направляются к катоду и бомбардируют его. В результате на катоде идёт трансмутация ядер материала катода и на его поверхности появляется шероховатость, анализ которой показывает присутствие на такой поверхности ядер новых химических элементов. 1690. Удалось ли экспериментально зафиксировать процесс трансмутации ядер на поверхности катода при плазменном электролизе воды? Удалось. Ниже описывается, как это было сделано. Для проверки наличия процесса холодной трансмутации ядер на катоде при плазменном электролизе воды мы изготовили два катода из железа с массами: 18,10 гр. и 18,15 гр. Первый катод проработал 10 часов в плазмоэлектролитическом процессе в растворе KOH, а второй проработал такое же время в растворе NaOH. Масса первого катода не изменилась, а второго уменьшилась на 0,02 грамма. Плазмоэлектролитический реактор работал при напряжении 220 Вольт и силе тока (0,5-1,0) Ампера (рис. 177). Известный японский ученый Tadahiko Mizuno, работающий в Division of Quantum Energy Engineering Research group of Nuclear System Engineering, Laboratory of Nuclear Material System, Faculty of Engineering, Hokkaido University, Kita-ku, North 13, West-8 Sapporo 060-8628, Japan любезно согласился провести химический анализ образцов катодов методом ядерной спектроскопии (EDX). Вот результаты его анализа. На поверхности не работавшего катода зафиксировано 99,90% железа (Fe). На рабочей поверхности катода, работавшего в растворе KOH, появились новые химические элементы (табл. 40). Таблица 40. Химический состав поверхности катода, работавшего в растворе KOH Элемент Si K Cr Fe Cu % 0,94 4,50 1,90 92,00 0,45
Рис. 177. Схема плазмоэлектролитического реактора (патент № 2210630): 1-крышка реактора; 4-корпус реактора; 7-катод; 11-анод; 13-дозатор раствора; 16-охладитель; 23-патрубок для выхода газов Химический состав поверхности катода, работавшего в растворе NaOH, оказался другим (табл. 41).
303 Таблица 41. Химический состав поверхности катода, работавшего в растворе NaOH Элемент Al Si Cl K Ca Cr Fe Cu % 1,10 0,55 0,20 0,60 0,40 1,60 94,00 0,65 Предварительный анализ полученных данных (табл. 40, 41) с учетом моделей ядер атомов катода показал, что ядра атомов железа бомбардировали протоны атомов водорода, отделявшиеся от молекул и ионов воды и ускоренно летевшие к катоду. Материал катода – железо, а ядра его атомов - мишени ядер атомов водорода - протонов (табл. 40). При трансмутации ядер железа (рис. 178, b) образуются ядра атомов хрома (рис. 178, a) и ядра атомов меди (рис. 178, с).
Рис. 178. Схемы ядер атомов: а) хрома, b) железа, c) меди При превращении ядра атома железа (рис. 178, b) в ядро атома хрома (рис. 178, а) ядро атома железа (рис. 178, b) должно потерять два верхних боковых протона и два нейтрона (рис. 178, a). Для образования ядра атома меди (рис. 178, с) из ядра атома железа требуется дополнительно 3 протона и 6 нейтронов, всего 9 нуклонов. Так как на поверхности катода (табл. 40) атомов хрома, которые, как мы предполагаем, образовались из ядер атомов железа почти в четыре раза больше, чем атомов меди, то в растворе, несомненно, присутствуют лишние протоны и нейтроны разрушенных ядер атомов железа. Допустим, четыре ядра атомов железа становятся ядрами атома хрома. Тогда общее количество свободных протонов и нейтронов (нуклонов) оказывается равным 16. Поскольку на каждые четыре атома хрома приходится один атом меди, то на формирование одного ядра атома меди расходуется 9 нуклонов и 7 нуклонов остаются свободными. Посмотрим, что образуется при разрушении ядра атома калия. Калий расположен в первой группе четвертого периода Периодической таблицы химических элементов. Его ядро содержит 19 протонов и 20 нейтронов (рис. 179, а). На рис. 179, а видно слабое звено ядра атома калия. Оно расположено в середине его осевых нейтронов. При трансмутации ядер атомов калия могут образоваться ядра атомов кислорода (рис. 179, b) и его изотопов, а также ядра атомов кремния (рис. 179, с). Анализ структуры ядра атома калия (рис. 179, а) показывает, что оно является наиболее вероятным источником ядра атома кремния (рис. 179, c), атомы которого появляются на катоде (табл. 40, 41).
304
Рис. 179. Схемы ядер атомов: а) калия, b) кислорода, с) кремния Нетрудно посчитать, что при разрушении одного ядра атома калия и рождении одного ядра атома кремния образуется 5 свободных протонов и 6 свободных нейтронов, то есть 11 нуклонов. Таким образом, трансмутация ядер атомов железа и атомов калия приводит к образованию свободных протонов и нейтронов. Поскольку протоны не могут существовать в свободном состоянии, то из них рождаются, прежде всего, атомы водорода. Если протоны соединяются с нейтронами после разрушения ядер атомов железа и калия, то возможно образование дейтерия, трития и гелия. Обратим внимание на главный факт – отсутствие в материале катода атомов натрия. На катоде, работавшем в растворе KOH (табл. 40), появились атомы калия и это естественно. Почему же атомы натрия отсутствуют на катоде, работавшем в растворе NaOH (табл. 41)? Ответ пока один: ядра атомов натрия полностью разрушаются при плазмоэлектролитическом процессе. Наличие калия на поверхности катода, работавшего в растворе NaOH, (табл. 41) можно объяснить плохой промывкой реактора после работы с раствором KOH. Поскольку при разрушении ядра атома натрия появляются свободные протоны и нейтроны, то некоторые ядра этого элемента начинают достраиваться до ядер атомов алюминия (рис. 180, b), хлора (рис. 180, с) и кальция (рис. 180, d).
Рис. 180. Схемы ядер атомов: а) натрия; b) алюминия; с) хлора; d) кальция Конечно, если бы мы знали общее количество трансмутирующих ядер атомов железа, калия и натрия и точный состав генерируемых газов при плазмоэлектролитическом процессе, то можно было бы определить ядра атомов, формирующихся из дополнительных нуклонов. Сейчас же мы можем только предполагать, что большинство новых ядер формируют протоны, то есть ядра атомов водорода.
305 Отсутствие атомов натрия на поверхности катода (табл. 41) - явный признак разрушения ядер этого элемента при плазмоэлектролитическом процессе. Анализ приведенных таблиц показывает, что трансмутация ядер железа, из которого изготовлены катоды, приводит в обоих случаях к образованию хрома и меди. Из разрушенных ядер натрия, по-видимому, образуется алюминий, хлор и кальций. В любом из этих случаев формируются свободные протоны и нейтроны. Однако не все свободные протоны и нейтроны расходуются на строительство ядер атомов алюминия, хлора и кальция. Часть их идет на формирование атомов водорода. В любом из этих случаев синтезируются атомы и молекулы водорода. Анализ показал, что плазмоэлектролитический процесс извлекает из одного литра раствора не более 0,005 кг щелочного металла. Из этого следует, что в результате разрушения ядер атомов железа могут генерироваться дополнительные газы, главным образом водород. 1691. Соответствуют ли, описанные процессы трансмутации ядер количеству энергии, выделяющейся при плазменном электролизе воды? Многочисленные эксперименты показывают, что при плазменном электролизе воды устойчиво генерируется до 50% дополнительной тепловой энергии, что значительно меньше результатов расчетов, следующих из существующих теорий холодного ядерного синтеза. 1692. Какую величину энергии дают расчёты процессов холодной трансмутации ядер? Рассматривая модель электрона, мы установили, что он может существовать в свободном состоянии только при строго определенной его электромагнитной массе. При соединении с ядром атома он излучает часть энергии в виде фотонов и его электромагнитная масса уменьшается. Но стабильность его состояния при этом не ухудшается, так как энергию, унесенную фотоном, компенсирует энергия связи электрона с ядром атома. При повышении температуры окружающей среды электрон начинает поглощать тепловые фотоны и переходить на более высокие энергетические уровни атома, уменьшая связь с ним. Став свободным, он вновь вступает в связь с атомом лишь при понижении температуры окружающей среды. По мере уменьшения этой температуры он будет излучать фотоны, и опускаться на более низкие энергетические уровни. Если же электрон окажется в свободном состоянии в результате случайного внешнего воздействия на атом и в окружающей среде не будет необходимых ему фотонов для восстановления массы, то он немедленно начинает поглощать эфир из окружающей среды и таким образом восстанавливать свои константы: массу, заряд, магнитный момент, спин и радиус вращения. Электрон приобретает устойчивое свободное состояние только после восстановления всех своих констант. Таким образом, если периодическая смена между свободным состоянием и состоянием связи с атомом происходит в результате случайных воздействий на атом, то электрон каждый раз восстанавливает свою электромагнитную массу за счет поглощения эфира. То есть фактически, он выполняет роль преобразователя энергии эфира в энергию тепловых фотонов. Японские исследователи Ohmori и Mizuno зафиксировали нейтронное излучение при плазменном электролизе воды и сообщили, что источником этого излучения может быть не только ядерный процесс, но и процесс захвата электронов свободными протонами. Поскольку при плазмоэлектролитическом процессе электролиза воды генерируется водородная плазма, в которой протоны могут существовать в свободном состоянии, то имеется вероятность процесса захвата ими свободных электронов и превращения в нейтроны. Изменение баланса масс частиц при этом процессе мы уже описали. Так как фотоны излучаются и поглощаются только электронами, то свободный протон, поглощающий электроны, не способен превращать остаток массы третьего электрона в фотон. Если электрон поглощается протоном третьим и более половины своей массы отдает ему, чтобы тот превратился в нейтрон, то оставшаяся часть массы ( 0,469me ) электрона, не имея возможности сформироваться в фотон, превращается в порцию эфи-
306 ра, которая «растворяется» и смешивается с эфиром пространства. Доказательством такого утверждения может служить отсутствие в составе плазмы фотонов с массой, соответствующей той части массы третьего электрона, которую не поглотил протон при превращении в нейтрон. Рассчитаем энергию такого фотона. Разность между массой нейтрона и протона равна mnp 23,058 10 31 кг . Если мы вычтем эту величину из массы трех электронов, то получим массу m F , из которой должен сформироваться фотон mF 3me mnp 3 9,109534 10 31 23,05810 31 4,270602 10 31 êã. (238) Если из этого остатка массы m F сформируется фотон, то его энергия будет равна
E f mF C 2
4,270602 10 31 (2,997924 108 ) 2 23,956126 10 4 eV . 19 1,602189 10
(239)
Эта величина энергии соответствует рентгеновскому спектру (табл. 39), поэтому рождение каждого свободного нейтрона должно сопровождаться рождением одного рентгеновского фотона. Если этого нет, то у нас остается два выхода: 1 - считать, что при рождении нейтрона, в рассматриваемом случае, из массы mF 4,270602 10 31 кг образовалось нейтрино и улетело в неизвестном направлении; 2 - в рассматриваемом процессе отсутствовали условия для формирования фотонов и масса m F , не оформившись ни в какую частицу, «растворилась» в эфире. Какой вариант ближе к истине? Точного ответа пока нет, но известно, что японские исследователи зафиксировали при плазменном электролизе воды только нейтронное излучение с интенсивностью порядка 50000 нейтронов в секунду и не зафиксировали рентгеновское излучение. Если бы при этом рождались рентгеновские фотоны, то они не повышали бы тепловую эффективность плазмоэлектролитического процесса, так как это - не тепловые фотоны. Тепловые фотоны излучаются и поглощаются при энергетических переходах электронов на удаленных от ядер атомов энергетических уровнях, где генерируются инфракрасные и близкие к ним из оптической области спектра фотоны с энергиями (0,001-3,3) eV . Таким образом, процессы синтеза нейтронов при плазменном электролизе воды не будут генерировать дополнительную тепловую энергию. Однако появление нейтронов в плазме будет способствовать образованию ядер дейтерия и возможно - трития. Поскольку при этих процессах баланс масс почти не изменяется, то у нас нет оснований ожидать появление дополнительной энергии при формировании ядер дейтерия и трития. Однако она обязательно появляется при синтезе атомов дейтерия и трития, то есть атомов водорода. Чтобы стать протоном, нейтрон должен излучить нечто с массой 31 mnp 23,058 10 кг . Вычислим длину волны фотона, соответствующего этой массе. Используя константу локализации фотона, имеем k0 2,166916 1042 r 9,39 1013 м . 31 mпр 23,058 10
(240)
Эта длина волны соответствует фотонам гамма диапазона (табл. 39), то есть не тепловым фотонам и этот процесс не дает дополнительной тепловой энергии. Таким образом, если при плазменном электролизе воды идет процесс формирования атомов гелия, то он должен сопровождаться гамма излучением. Если этого излучения нет, а атомы гелия все-таки образуются, то указанную порцию массы mnp уносит нейтрино или же эта
307 масса, не имея возможности оформиться в фотон, «растворяется» в окружающем пространстве, то есть переходит в состояние эфира. Поскольку рентгеновские фотоны и гамма фотоны не являются тепловыми, то процессы рождения нейтронов и протонов не дают избыточной тепловой энергии. Главным источником энергии разрушения ядер атомов железа, по – видимому, являются микровзрывы при соединении водорода с кислородом в зоне плазмы. В результате протоны атомов водорода, бомбардируя катод, разрушают ядра железа. Следствия этого разрушения - появление свободных протонов и нейтронов. Отметим особенность процесса. Протоны покидают ядро не в результате радиоактивности, а принудительно. Поэтому они оказываются в положении с недостатком энергии, как и валентные электроны атомов при разрушении молекул. Чтобы сохранить устойчивое состояние, они должны восполнить недостаток энергии, соответствующей энергии излученных гамма фотонов при синтезе ядра. Где они возьмут эти фотоны? Из окружающей среды. Если это так, то вблизи плазмоэлектролитического реактора должно наблюдаться снижение естественного фона гамма излучения. Многократные измерения показали, что вблизи плазмы уровень гамма излучения меньше фонового. Возможен и другой вариант. Атомы щелочного металла, бомбардируя атомы катода, сами разрушаются. В этом случае протоны разрушившихся ядер начинают формировать атомы водорода. Процессы синтеза атомов и молекул водорода генерируют дополнительную тепловую энергию. Таким образом, экспериментальный факт трансмутации ядер атомов при плазмоэлектролитическом процессе даёт нам основание полагать, что этот процесс открывает новые перспективы изучения материи на ядерном, атомарном и молекулярном уровнях. 1693. Какие Природные процессы послужили основанием для формулировки гипотезы о холодной трансмутации ядер атомов? Главный Природный процесс, который привлек внимание ученых и побудил их предположить, что трансмутация ядер атомов может протекать при обычной температуре это процесс формирования панцирей морских моллюсков и раковин, а также скорлупы яиц, из кальция. Морские моллюски и раковины лишали пищи, содержащей кальций, а их панцири продолжали расти. Это и побудило учёных предположить, что ядра атомов могут формироваться при обычной температуре. 1694. В какой последовательности появляются спектры химических элементов по мере старения звёзд? Астрофизики, анализируя спектры разных звёзд, заметили, что по последовательности появления спектральных линий различных химических элементов в спектрах звёзд можно судить об их возрасте. Звезды, спектры которых состояли из спектров атомов водорода и гелия, назвали самыми молодыми. Появления спектральных линий более сложных химических элементов указывало на то, что звёзды стареют. Процесс их старения строго соответствовал последовательности химических элементов таблицы Д.И. Менделеева. 1695. Были ли зафиксированы факты трансмутации ядер кальция на звездах и в чём их суть? Кальций 20-й химический элемент таблицы Д.И. Менделеева, но в спектрах звёзд он появляется после спектров атома азота и кислорода, нарушая закон старения звёзд. Из этого следует, что ядра атомов кальция формируются из ядер более простых химических элементов, включая ядра атомов азота. 1696. Поскольку новая теория микромира позволяет построить ядра любых химических элементов, то можно ли описать процесс холодной трансмутации ядер атомов кальция из ядер водорода, гелия, лития, бериллия, бора, углерода, азота? Можно, конечно и мы представляем такое описание. 1697. С чего начинается формирование ядра атома кальция (рис. 181, а)? Верхняя часть ядра атома кальция представляет собой ядро атома азота (рис. 181, b). Средняя часть ядра атома кальция (рис. 181, b) состоит из ядра атома лития -4, дополнительного протона 3 атома водорода и изотопа 6 атома гелия, а нижняя часть 7 ядра атома кальция также представляет собой ядро атома азота (рис. 181, b).
308
Рис. 181. 1698. Есть ли ограничения на процесс трансмутации ядра атома кальция и в чём их суть? При анализе процесса реализации синтеза ядра атома кальция (рис. 181, b) надо обратить внимание на то, что нижняя 7 и верхняя 1 части ядра атома кальция являются ядрами атома азота, которые имеют протоны лишь на одном конце оси симметрии. Другие концы оси симметрии заканчиваются нейтронами. Это значит, что в этой области атома азота (рис. 181, b) нет валентного электрона атома азота, и осевые нейтроны нижнего и верхнего ядер атомов азота могут принять дополнительные нейтроны и удлинить оси своих ядер. Далее, ядро атома лития 4 не имеет протона в своей дальней части. Это значит, что к свободному нейтрону ядра атома лития 4 может присоединиться протон 3 атома водорода. Ядро атома гелия займёт на оси ядра атома кальция положение между нижним ядром атома азота и ядром атома лития, который фактически превратился в изотоп ядра атома бериллия. Нетрудно представить процесс соединения всех этих частей в единое образование – ядро атома кальция (рис. 181, а). 1699. Объясняет ли описанный процесс трансмутации ядра атома кальция причину его появления на молодых звездах сразу после появления азота? Конечно, объясняет. Все составляющие ядра атома кальция: ядра атомов гелия, лития и азота рождаются раньше и уже присутствуют на звезде к моменту начала синтеза ядра атома кальция. 1700. Какое условие является главным для формирования ядра атома кальция из ядер атомов водорода, гелия, лития и азота, и почему оно является главным? Главным условием реализации процесса трансмутации ядра атома кальция является наличие свободных осевых нейтронов атомов азота, так как только они могут вступать в связь с другими нейтронами и таким образом компановать всё ядро атома кальция. Оно является главным потому, что позволят всем ядрам вступать в связь не в голом виде, а со своими электронами, то есть фактически идёт синтез атомов азота, лития, гелия и водорода со своими ядрами и электронами. В результате отсутствуют процессы синтеза перечисленных атомов и исключается выделение большого количества тепловой энергии при их синтезе. Все электроны, участвующие в процессе синтеза ядра и атома кальция, излучают фо-
309 тоны только при изменении своих энергетических уровней. Это и есть главная причина отсутствия процесса формирования высокой температуры в зоне синтеза ядра и атома кальция. 1701. Создаёт ли описанный процесс одновременного формирования ядра и атома кальция условия для их синтеза живыми организмами? Конечно, создаёт и учёные, лишавшие морских моллюсков питаться пищей содержащей кальций, убедительно доказали это. Морским моллюскам, раковинам, а также земным улиткам, домашним курам, несущим яйца ежедневно, не нужен кальций для формирования панцирей или скорлупы яиц. Все составляющие для формирования ядер и атомов кальция присутствуют везде, в том числе и в воздухе. 1702. Описанный процесс трансмутации ядер атомов кальция в земных и звёздных условиях ставит вопрос о достоверности наших знаний о температуре плазмы. Можно ли внести ясность в этот вопрос? Можно, конечно, и мы попытаемся сделать это сейчас же. Прежде всего, опишем существующие определения плазмы и её основных характеристик. Плазма – особое состояние материи. Современные знания о плазме представляют собой, образно говоря, кашу. Попытаемся сформировать более чёткие представления о главном параметре плазмы – её температуре. Начнём с учебника по физике. Плазма – сильно ионизированный газ, в котором концентрация электронов приблизительно равна концентрации положительных ионов. Горячая плазма имеет температуру 1 108 Ê , а холодная 10 4.....105 Ê . Далее, учебник просвещает нас о том, что все звёзды, звёздные атмосферы, галактические туманности и межзвёздная среда – тоже плазма. Интересное дело, температура межзвездной среды около 3 град. Кельвина, что явно противоречит исходному определению понятий горячая и холодная плазма. 1703. Как быть? Давать новое определение понятию плазма? Попытаемся. Плазма – электронно-ионное состояние вещества, непрерывно излучающего и поглощающего фотоны, соответствующие температуре этого вещества. Такое определение снимает температурное ограничение и облегчает формирование представлений о физической сути плазмы. 1704. Какой закон определяет температуру плазмы? Закон Вина. В соответствии с этим законом, температуру в любой точке пространства формирует максимальная совокупность фотонов с определённой длиной волны или радиусом. Радиусы фотонов (длины волн), совокупности которых формируют температуру ноль град. Цельсия и 1 град. Цельсия, представлены в формулах (241) и (242), а их энергии – в формулах (243) и (244). C ' 2,898 10 3 C ' 2,898 10 3 r0 10,609555 10 6 ì .(241) r1 10,570855 10 6 ì .(242) T 273,15 0 T 273,15 1 hC 6,626 10 34 2,998 10 8 E0 0,116882eV ; r0 1,602 10 19 10,609555 10 6 hC 6,626 10 34 2,998 108 E1 0,117304eV . r1 1,602 10 19 10,570855 10 6 E E0 E1 0,116882 0,117304 0,0004eV .
C ' 2,898 10 3 9,885 10 6 ì . (246) T 273,16 20 C ' 2,898 10 3 r100 8,010 10 6 ì . (248) T 273,16 100 r20
k0 m m r
r30 r1000
(243) (244) (245)
C ' 2,898 10 3 9,560 10 6 ì .(247) T 273,16 30
C' 2,898 10 3 2,276 10 6 ì .(249) T 273,16 1000
m2 v h 6,626176 1034 2,210254 1042 кг м const 8 v C 2,997925 10
(250)
310 1705. Чему равна разность энергий фотонов, изменяющих температуру на один градус? Разность энергий фотонов, при которой изменяется температура на 1 град., окажется такой (245). 1706. Чему равен радиус фотонов, формирующих температуру 20 град.? Если термометр показывает 20 град, то максимальное количество фотонов (рис. 182) в зоне термометра, формирующих эту температуру, имеет радиус (длину волны), равный (218).
Рис. 185. Схема кольцевых магнитных полей фотона 1707. Чему равен радиус фотонов, формирующих температуру 30 град.? При повышении температуры до 30 град. максимальное количество фотонов в единице объёма в зоне термометра, формирующих эту температуру, имеет радиус (длину волны) равную (247). 1708. Чему равен радиус фотонов, формирующих температуру 100 град.? Когда термометр показывает 100град., то максимальное количество фотонов (рис. 182) в зоне термометра, формирующих эту температуру, имеет радиус (длину волны), равную (248). 1709. Чему равен радиус фотонов, формирующих температуру 1000град.? Радиус фотонов (длина волны), формирующих температуру 1000 град., равен (249). 1710. Радиусы фотонов (длины волн), совокупности которых формируют температуры 100 и 1000 град. Цельсия, представлены в формулах (248) и (249). Поскольку это радиусы (длины волн) невидимых инфракрасных фотонов, то создаётся впечатление ошибочности результата расчёта, так как тела с температурой 1000 град. излучают световые фотоны. В чём суть ошибочности таких интуитивных представлений? Мы уже поясняли суть этой кажущейся ошибочности. Поясним ещё раз. Надо учитывать, что формула Вина даёт радиус (длину волны) максимальной плотности фотонов, формирующих такую температуру. Это значит, что присутствие световых фотонов не исключается, что мы и наблюдаем в действительности, но температуру, равную 1000 град., формирует максимальная совокупность инфракрасных фотонов с радиусом (длиной волны) 2,276 10 6 ì . Фотонов с другими радиусами меньше в зоне с такой температурой. Определим температуру, которую формирует максимальная совокупность световых фотонов с максимальным радиусом (максимальной длиной волны) равным r 7,70 10 7 ì . T C ' / r 2,898 10 3 / 7,70 10 7 3764K . (251). Не надо удивляться столь высокой температуре, формируемой световыми фотонами с параметрами вблизи инфракрасной области. Закон Вина указывает лишь на то, что в зоне с такой температурой максимальное количество фотонов будет иметь радиус (длину волны), равный r 7,70 10 7 ì . Конечно, в этой зоне будут не только световые фотоны
311 всех радиусов, но и инфракрасные и ультрафиолетовые фотоны (рис. 182). Однако, максимальное количество фотонов будет с радиусом r 7,70 10 7 ì . 1711. Мы уже показали, что минимальную температуру T=0,056K формируют фотоны с радиусами, примерно, равными 0,05м. Вполне естественно, что возникает вопрос: почему не существует фотонов с большим радиусом? Если бы мы представляли фотон, как волну, то ответ на поставленный вопрос мы бы никогда не получили, так как волна не имеет параметра, который бы позволил нам понять причины локализации фотона в пространстве и причины существования предела этой локализации. А вот радиус фотона, является естественным геометрическим параметром, позволяющим составить представление о причине существования предела локализации фотона (рис. 182). Так как фотон (рис. 182) имеет форму, близкую к кольцевой и так как он имеет массу в движении, то он может существовать в локализованном состоянии только при условии равенства между центробежной силой инерции и силой, сжимающей кольцо фотона. У нас остаётся одна возможность: признать, что силы, сжимающие фотон в процессе его движения со скоростью света и удерживающие его в локализованном состоянии, имеют магнитную природу. Вполне естественно, что величина этих сил зависит от массы фотона. Чем масса фотона больше, тем эти силы больше. Из закона локализации фотона (250) следует, что с увеличением длины его волны (радиуса) его масса m уменьшается. Таким образом, должен существовать предел равенства центробежных сил инерции и магнитных сил, действующих на кольцевую (рис. 182) модель фотона. Он обусловлен уменьшением сил, локализующих фотон в пространстве. В результате, достигнув этого предела, совокупность напряжённостей магнитных полей, локализующих фотон в пространстве, оказывается недостаточной, и вся структура фотона разрушается, а остатки магнитных полей растворяются в субстанции, из которой они и состоят, и которую мы называем эфиром. Итак, закон Вина (241), описывающий процесс формирования температуры, великолепно работает в реликтовом, инфракрасном и световом диапазонах фотонных излучений (старое название – электромагнитные излучения). Согласно этому закону радиусы фотонов (длины волн), совокупность которых формирует температуру, обратно пропорциональны величине температуры. Чем больше температура, тем меньше радиусы фотонов, которые формируют её. 1712. Мы - перед вполне естественным следующим вопросом: чему равна максимально возможная температура плазмы и совокупность каких фотонов формирует её? Мы уже отметили, что современная наука не имеет ещё точного ответа на этот вопрос, поэтому попытка найти его - дело не простое. Известно, что спектр излучения Солнца близок к спектру излучения абсолютно черного тела (рис. 183) с температурой Т=6000 К. Эти данные позволяют нам вычислить радиусы фотонов, формирующих температуру на поверхности Солнца. Они равны
r C ' / T 2,898 10 3 / 6000 4,83 10 7 ì .
(252)
Это фотоны середины светового диапазона – зелёные фотоны (табл. 39). Средняя величина температуры на поверхности Солнца, равная 6000 К, свидетельствует о том, что её формируют не самые энергоёмкие световые фотоны, радиусы (длины волн) которых равны r 3,80 10 7 ì и у нас возникает желание знать температуру, которую сформируют эти фотоны. Она равна T 2,898 10 3 / 3,80 10 7 7626K . Это не так много, но достаточно, чтобы плавился самый тугоплавкий металл вольфрам. Его температура плавления равна Т=3382 С, а кипения – Т=6000 С.
312
Рис. 183. Кривые распределения энергии в спектре абсолютно черного тела 1713. Конечно, если закон Вина работает в реликтовом, инфракрасном и световом диапазонах, то он должен работать в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма диапазонах. Попытаемся проверить это. Известно, что ультрафиолетовое излучение Солнца начинается с радиуса (длины волны) 10 7 ì . Какую температуру может формировать совокупность таких фотонов? Закон Вина даёт такой ответ T 2,898 10 3 / 10 7 28980K . Так мало! 1714, Чему равна максимальная температура звёзд, зафиксированная астрофизиками? Астрофизики считают, что голубые звёзды имеют на поверхности температуру до 80000К. В соответствии с законом Вина, по которому они определяют эту температуру, её формирует совокупность фотонов с радиусами r 2,898 10 3 / 8 10 4 3,60 10 8 ì . Это фотоны, примерно, середины ультрафиолетового диапазона (табл. 39). А Франк – Каменецкий утверждает, что в недрах Солнца сжатая плазма имеет температуру свыше 10 7 K . При этой температуре, как он полагает, идут термоядерные реакции. 1715. Какие же фотоны формируют такую температуру? Чему равны их радиусы? Закон Вина позволяет нам определить радиусы (длины волн) фотонов, формирующих такую температуру. Они равны r 2,898 10 3 / 10 7 2,898 1010 ì . Это фотоны средней зоны рентгеновского диапазона (табл. 39). И тут мы сразу вспоминаем рентгеноскопию. Все мы её проходили и никакого тепла не ощущали. 1716. Допустим, что нас облучали рентгеновскими фотонами, соответствующими началу рентгеновского диапазона и имеющими радиусы (длины волн) r 10 9 ì . В соответствии с законом Вина совокупность этих фотонов должна формировать температуру T 2,898 106 K . Да, в рентгенкабинетах нас облучают фотонами, которые могут формировать температуру более миллиона градусов, а мы не ощущаем её. Почему? Если предположить, что рентгеновские аппараты генерируют не максимальную совокупность этих фотонов, а всего лишь 5% от максимальной совокупности, то они, согласно закону Вина, формируют температуру, равную 50000 К. Однако, мы её не ощущаем, проходя рентгеновское обследование. Это значит, что рентгеновские фотоны не формируют температуру, отождествляемую нами с привычным для нас теплом. 1717. Известна ли современной науке граница фотонов с минимальными радиусами, которые формируют тепло и температуру в привычном для нас понимании? Конечно, физики обязаны были давно поставить этот вопрос и найти ответ на него, но они не сделали этого. В результате, мы до сих пор не знаем границу на шкале фотонных
313 излучений, где заканчиваются фотоны, формирующие тепло и температуру в привычном для нас понимании и начинаются фотоны, совокупность которых не генерирует тепло. 1718. Из какого, давно известного научного факта следует необходимость поиска ответа на вопрос о существовании границы фотонов с наименьшими радиусами, которые формирую тепло и соответтвующую ему температуру? Спектр абсолютно чёрного тела (рис. 183) с одной стороны ограничен фотонами, формирующими температуру от абсолютного нуля, а с другой стороны фотонами ультрафиолетового диапазона. Следовательно, существует граница фотонов, формирующих такую температуру среды, которую мы отождествляем с теплом. 1719. Все фотоны, имеющие радиусы (длины волн) меньшие, чем на этой границе, не формируют тепло в принятом нами понимании. Как же найти эту границу? Из спектроскопии известно, что электроны взаимодействуют с протонами ядер атомов линейно и энергии их связи, примерно, одинаковые. С учетом этого мы можем взять энергию ионизации атома водорода. Она равна E=13,6 eV. Радиусы фотонов, имеющих такую энергию, равны r h C / E 9,12 10 8 ì . Это фотоны невидимого ультрафиолетового диапазона (табл. 39). Совокупность этих фотонов формирует температуру T=31780K. 1720. Итак, граница между фотонами, которые формируют привычную для нас температуру, находится между ультрафиолетовым и рентгеновским диапазонами. Как найти точные параметры фотонов, которые определяют эту границу? На нашем пути новая преграда. Суть её в том, что при последовательном удалении электронов из атомов энергии связи остающихся электронов с протонами ядер оказываются пропорциональными энергии ионизации атома водорода, умноженной на квадрат количества электронов, удалённых из атома. Обусловлено это тем, что освободившийся протон ядра начинает взаимодействовать с соседним электроном и таким образом увеличивает его энергию связи с ядром, которая оказывается равной энергии фотонов, излученных при этом. И у нас возникает следующий вопрос. 1731. С каким количеством протонов может взаимодействовать один электрон, уменьшая свою массу и не теряя устойчивость? Нам известно, что наиболее энергоёмкие фотоны излучаются электронами водородободобных атомов. Это такие атомы, у которых остаётся один электрон на все протоны ядра. Электрон водородоподобного атома гелия имеет энергию ионизации, равную 54,41 eV. Фотоны с такой энергией находятся в ультрафиолетовом диапазоне. Они имеют радиусы r hC / E 2,279 10 8 ì . Это фотоны середины ультрафиолетового диапазона (табл. 39). Совокупность таких фотонов формирует температуру T=127200K. Это уже не мало. Физический смысл этой температуры означает, что она соответствует началу формирования атома гелия и астрофизики подтверждают это. Итак, перед нами проблема определения максимально возможной температуры и мы пока не знаем, как её решить. Есть ещё одно направление поиска. Если фотоны излучает электрон, то у него должен существовать предел потери массы, после которого он теряет устойчивость. Возьмём для примера сотый химический элемент – Фермий. Если атом фермия станет водородоподобным, с одним электроном, то этот электрон, устанавливая связь со всеми 100 протонами ядра излучит фотон с энергией, равной произведению энергии ионизации атома водорода на квадрат номера химического элемента. 10 E=13,6x100x100=136000eV. Радиус этого фотона будет равен r 9,10 10 ì . Это фотон рентгеновского диапазона, который, как мы уже установили, не генерирует тепло в принятом у нас понимании. Вполне естественно, что описанное событие не может произойти, так как существует предел уменьшения массы электрона, после которого он должен терять устойчивость и растворятся в эфире.
314 Итак, максимально возможную температуру, которую мы отождествляем с теплом, формируют фотоны ультрафиолетового или начала рентгеновского диапазона, но точные параметры этих фотонов мы ещё не знаем. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Экспериментальный факт трансмутации ядер атомов при плазмоэлектролитическом процессе даёт нам основание полагать, что этот процесс открывает новые перспективы изучения материи на ядерном уровне и разработки новых технологий получения химических веществ. 18. ЛЕВИТАЦИЯ: ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ Анонс. Учёные из университета Тель-Авива (Tel Aviv University) поставили несколько интересных экспериментов (ВИДЕО – ЛЕВИТАЦИЯ СВЕРХПРОВОДНИКОВ. http://www.microworld.su/ Папка «ВИДЕО»), проявивших левитационные свойства сверхпроводников. Все существующие физические теории не позволяют понимать физическую суть этого явления. Попытаемся увидеть её с помощью новой теории микромира путём постановки соответствующих вопросов и получения ответов на них. 1732. Из представленных экспериментов следует, что если охлаждать специально изготовленный предмет из совокупности подобранных химических элементов со специальной структурой в тонких слоях, то при низкой температуре магнитное поле такого предмета оказывается настолько сильным и устойчиво ориентированным, что он может удерживаться, двигаться и вращаться над поверхностью постоянных магнитов, находящихся в среде с обычной температурой. В связи с этим возникает вопрос: может ли новая теория микромира дать более или менее достоверную интерпретацию явно наблюдаемым процессам и явлениям левитации предметов, называемых сверхпроводниками? Ответ на этот вопрос положительный. Уже выявленные структуры элементарных частиц и закономерности их взаимодействий позволяют построить ядра атомов, сами атомы, их молекулы и кластеры, и объяснить процесс их формирования, приводящий к формированию на поверхности таких тел магнитных и электрических полей, которые объясняют экспериментально наблюдаемые явления (рис. 184).
Рис. 184. Фото из видео фильма http://mobilochko.ru/blog/43007741128/Izrailtyane-udivili-publiku-kvantovoy-levitatsiey
315 1733. Хорошо известно, что разноимённые магнитные полюса обыкновенных магнитов сближают их, а одноимённые отталкивают. У левитирующего тела картина другая. Оно может зависать над поверхностью обычных магнитов. Значит ли это, что поля левитирующих предметов генерируют одновременно две силы: одна сближает их с магнитом, а другая ограничивает это сближение? Показанные на рис. 1 взаимодействия тел побуждают нас делать именно такое заключение. Поле сверхпроводника одновременно генерирует две силы взаимодействия его с магнитным полем магнита. Одна сближает его с магнитом, а вторая ограничивает сближение. 1734. Какова же природа этих двух сил? Давно установлено существование двух полей электрического и магнитного. Их генерируют электроны и протоны. Они формируют вокруг себя электрические поля разной полярности, которые называются отрицательными и положительными электрическими полями. Условились считать, что отрицательные электрические поля генерируют электроны, а положительные - протоны. 1735. Но ведь, наличие у электрона и протона разноимённых электрических полей сближает эти частицы. Этот же процесс мы наблюдаем и у разноимённых магнитных полей. Откуда же у сверхпроводника появляются поля с двумя силами одновременно. Одни силы сближают сверхпроводник с магнитом, а другие, можно сказать, ограничивают это сближение (рис. 184). Откуда такая совокупность сил? Ответ на этот вопрос следует из уже выявленных структур электронов и протонов (рис. 185).
Рис. 185. Модели электрона и протона 1736. В чём сущность этого ответа? Электрон формирует вокруг себя отрицательное электрическое поле, а протон – положительное. Одновременно электрон и протон формируют и магнитные поля, и имеют магнитные полюса северный N и южный S (рис. 185). Электрон – полый тор с двумя вращениями: относительно центральной оси и относительно кольцевой оси тора. Протон – сплошной тор с вращением относительно оси в направлении, противоположном направлению вращения полого тора электрона. Из этого следует, что если электрон и протон будут сближаться вдоль линии, соединяющей их оси вращения, то, разноимённые электрические заряды, а значит и - разноимённые электрические поля будут сближать их. Если они будут сближаться разноимёнными электрическими полями и разноимёнными магнитными полюсами, то протон поглотит электрон. Это известное явление. Поглотив, примерно, 2,5 электрона, протон превращается в нейтрон. Это тоже экспериментальный факт. При втором варианте сближения протона и электрона их магнитные полюса одной полярности направлены навстречу друг другу. В результате разноимённые электрические поля сближают электрон и протон, а одноимённые магнитные полюса - ограничивают это сближение и образуется атом водорода (рис. 186). В этом процессе и скрыта физическая суть явления взаимодействия сверхпроводника с магнитным полем постоянного магнита. 1737. Влияют ли описанные закономерности сближения протонов и электронов на процессы формирования атомов и молекул? Не только влияют, а управляют процессами формирования молекул и кластеров.
316
Рис. 186. Модель атома водорода и его размеры в невозбуждённом состоянии 1738. Можно ли описать процесс формирования какой-либо молекулы и увидеть описанные закономерности взаимодействия электронов и протонов? Конечно, можно. Сделаем это на примере формирования молекул ортоводорода и пароводорода (рис. 187).
Рис. 187. Схема молекулы водорода H 2 : а), b) - ортоводород; c) - параводород На рис. 187, а электроны e атомов водорода связывают их в молекулу. Направления векторов магнитных моментов M e обоих электронов совпадая, сближают их, а одноимённые заряды ограничивают сближение. Данную структуру называют ортоводородом. Обратим внимание на то, что на концах этой модели водорода разные магнитные полюса (N и S). Это значит, что она может обладать некоторым магнитным моментом. Этому факту придали смысл совпадения векторов магнитных моментов протонов и назвали такую структуру ортоводородом. Обратим внимание на логические действия Природы по образованию такой структуры молекулы водорода (рис. 187, а). Электростатические силы взаимного притяжения первого электрона и первого протона (рис. 187, а, справа) уравновешиваются противоположно направленными магнитными силами этих частиц. Именно поэтому векторы M e и M p их магнитных моментов направлены противоположно (навстречу друг другу). Электростатические силы отталкивания, действующие между первым и вторым электронами, уравновешиваются сближающими их магнитными силами, вследствии того, что направления векторов M e обоих электронов совпадают.
317 Чтобы скомпенсировать электростатические силы взаимного притяжения второго электрона и второго протона, необходимо сделать магнитные силы этих частиц противоположно направленными. Это действие отражено в противоположно направленных векторах M p и M e магнитных моментов второго протона и второго электрона (рис. 187, а, слева). На рис. 187, b показан еще один вариант компоновки молекулы ортоводорода. Принцип формирования этой молекулы тот же. Векторы магнитных моментов электронов и протонов оказываются направленными так, что если электрические силы приближают частицы, то магнитные силы должны удалять их друг от друга. В результате между этими силами устанавливается равновесие. Устойчивость образовавшейся таким образом структуры зависит от энергий связи между ее элементами. Поскольку магнитные моменты электронов на два порядка больше магнитных моментов протонов, то электромагнитные силы первой структуры (рис. 187, а) прочнее удерживают ее элементы вместе, чем в структуре, показанной на рис. 187, b, поэтому есть основания ожидать, что первая структура ортоводорода устойчивее второй. При образовании молекулы параводорода (рис. 187, c) логика формирования связи между первым электроном и первым протоном (справа) остается прежней. Далее, силы взаимного притяжения первого электрона и второго протона, а также второго электрона и второго протона уравновешиваются их противоположно направленными магнитными силами, то есть магнитными полюсами - N и S . Поскольку векторы магнитных моментов электрона и протона, расположенных на краях этой структуры, направлены противоположно, то общий магнитный момент такой структуры близок к нулю (рис. 187, с). Поэтому посчитали, что векторы магнитных моментов протонов у такой структуры направлены противоположно и назвали её параводородом. Интересно отметить, что в смеси молекул водорода - ¾ молекул ортоводорода. Однако при уменьшении температуры газа все молекулы ортоводорода (рис. 187, а) превращаются в молекулы параводорода (рис. 187, с). Причиной этого является увеличение сил отталкивания между электронами ортоводорода. При уменьшении температуры расстояние между этими электронами уменьшается, электростатические силы отталкивания увеличиваются и молекула ортоводорода (рис. 187, а) разрушается, превращаясь в молекулу параводорода (рис. 187, с). Итак, процессом формирования молекул управляют две силы: силы сближающие атомы и силы, ограничивающие их сближение. Эта закономерность и управляет взаимодействием сверхпроводников с магнитами. 1739. А если химический элемент имеет большое количество протонов в ядре, с каждым из которых линейно взаимодействует электрон, то с чем можно сравнить поверхность атома такого химического элемента? Для ответа на этот вопрос возьмём ядро атома меди (рис. 188, а). На поверхности этого ядра 29 протонов (они – белого цвета на рис. 188, а). С каждым из них линейно взаимодействует электрон. В результате они формируют поверхность атома подобную поверхности одуванчика (рис. 188, b). Некоторые из электронов выполняют валентные функции при формировании молекул. Они оказываются на большем расстоянии от ядра. На рис. 188, b - показано большее удаление от ядра атома двух валентных электронов е1 и е2. Они вступают в связь с аналогичными валентными электронами другого атома и таким образом формируют молекулу, а валентные электроны молекул формируют кластеры. 1740. Есть ли экспериментальные доказательства линейного взаимодействия электронов с протонами ядер атомов и валентных электронов атомов друг с другом? Линейное взаимодействие электронов с протонами ядер уже - экспериментальный факт, зафиксированный европейскими исследователями на фотографии кластера бензола Ñ6 H 6 (рис. 189).
318
b) архитектоника поверхности а) модель ядра атома меди
многоэлектронного атома; е1 и е2 - примеры валентных электронов
Рис. 188. Схемы ядра и атома меди
Рис. 189. а), с) – фото кластера бензола; b) и d) – компьютерная обработка фото кластеров бензола; e) – теоретическая молекула бензола Ñ6 H 6 ; j) – теоретическая структура кластера бензола
319 1741. Какую роль в процессе левитации сверхпроводника (рис. 184) играет низкая температура? Авторы эксперимента сообщают, что их сверхпроводник изготовлен из кристаллов сапфира (брались пластинки толщиной 0,5 миллиметра), покрытого слоем сверхпроводящей керамики (оксид иттрия бария меди — YBa2Cu3O7-x) толщиной около 1 микрометра. В сверхпроводящее состояние этот материал переходит при охлаждении ниже минус 185 °C, для чего используется жидкий азот. Весь диск упаковывается в пластик (рис. 184). Из новой теории микромира следует, что электроны взаимодействуют с протонами ядер линейно. Аналогичным образом взаимодействуют и валентные электроны атомов, соединяющие их в молекулы, а молекулы – в кластеры. Причём, они занимают дискретные положения вдоль линии, соединяющей их, или, проще говоря, сближаются друг к другу и удаляются друг от друга ступенчато. 1742. Что управляет ступенчатыми переходами электронов, сближающихся с протонами ядер или удаляющихся от них? Ответ на этот вопрос известен давно. Процессами сближения электронов с протонами ядер или их удаления друг от друга, а также процессами сближения и удаления валентных электронов атомов управляет температура среды, в которой они находятся. 1743. Как ведут себя валентные и не валентные электроны атомов при понижении температуры? С уменьшением температуры электроны атомов опускаются линейно на нижние энергетические уровни, ближе к ядрам атомов. Однако у валентных электронов существуют естественные ограничения для такого сближения, обусловленные энергиями связей между ними (рис. 189 и 190). Те же электроны, которые не являются валентными, то есть не имеют связей с электронами соседних атомов, лишены жёстких ограничений в приближении к протонам ядер. В результате, они опускаются на самые нижние энергетические уровни, освобождая пространство между атомами в молекулах. Так в молекулах и кластерах охлаждённого тела увеличивается объём свободного пространства для движения свободных электронов, что и порождает явление, названное сверхпроводимостью. На поверхности сверхпроводника картина другая, электроны поглощают тепловые фотоны окружающей среды и переходят на более высокие энергетические уровни и своими одноимёнными электрическими и магнитными полями одновременно формируют на поверхности такого сверхпроводника две силы магнитную и электрическую (рис. 184). На поверхности постоянного магнита, находящегося при обычной температуре, явно выражены лишь магнитные поля. В результате формируются условия, когда совокупность сил на поверхностях сверхпроводника и постоянного магнита удерживает их на определённом расстоянии друг от друга. 1744. Как влияет температура на сближение и удаление электронов с протонами ядер, а также на процессы сближения и удаления валентных электронов атомов? Мы уже ответили кратко на этот вопрос. Учитывая его важность, повторим ещё раз подробнее. При уменьшении температуры не валентные электроны атомов излучают фотоны и переходят на более низкие энергетические уровни, приближаясь к ядрам атомов. 1745. А как ведут себя валентные электроны в этом случае? Их возможности опускаться на нижние энергетические уровни в атомах резко ограничены и определяются энергиями связей между ними. 1746. К чему это приводит? Это приводит к тому, что каркас, сформированный атомами молекул и кластерами молекул, сохраняется при понижении температуры, а не валентные электроны, опустившиеся на нижние энергетические уровни, значительно увеличивают объём пространства в атоме почти свободного от магнитных и электрических полей. 1747. Не этот ли фактор определяет сверхпроводящие свойства сверхпроводника? Да, именно этот фактор и является главным и определяющим сверхпроводящие свойства сверхпроводника, так как увеличение объёма свободного пространства в нём, в котором отсутствуют магнитные поля не валентных электронов, резко уменьшает сопротивление движению свободных электронов в нём.
320 1748. А в каком положении оказываются валентные электроны поверхности сверхпроводника при его охлаждённом состоянии? Они, образно говоря, делают поверхность сверхпроводника ершистой, с мощным одноимённым электрическим и одноимённым магнитным полями на его поверхности (рис. 188, b и 190). 1749. Не это ли магнитное поле сверхпроводника взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита? Именно это поле и взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита (рис. 184). 1750. За счёт чего сверхпроводник вращается над поверхностью постоянного магнита или движется вдоль него? Если магнит один, то сверхпроводник, удерживаясь им, может только вращаться. Результатом этого является почти полное отсутствие сопротивления между взаимодействующими полями. Для перемещения сверхпроводника нужно дискретное магнитное поле, то есть магнитное поле, состоящее из многих отдельных магнитов.
Рис. 190. Схема формирования связей между валентными электронами атомов молекулы сложного химического элемента 1751. В видео фильме (ВИДЕО – ЛЕВИТАЦИЯ СВЕРХПРОВОДНИКОВ. http://www.microworld.su/ Папка «ВИДЕО») показано, как диск силой наклоняют над поверхностью постоянных магнитов и он, оставаясь в наклонённом состоянии, и взаимодействуя с постоянными магнитами, движется вдоль их поверхности. Как объяснить это явление? Новая теория микромира объясняет это явление тем, что магнитное поле над поверхностью проводника формируют магнитные поля электронов, которые, взаимодействуя с протонами ядер, находятся на высоких энергетических уровнях (расстояниях) от ядер атомов. Эти расстояния и определяют напряженность магнитного поля. Если оператор силой наклонит один край сверхпроводника над поверхностью магнита, то в результате этого он переведёт силой часть электронов, образно говоря, на другие энергетические уровни с другой общей напряженностью магнитного поля. В итоге, сверхпроводник зафиксируется в наклонённом состоянии и продолжит взаимодействовать с магнитным полем постоянного магнита. Оператор, не мудрствуя лукаво, приписывает это явление способности сверхпроводника запоминать положение, в которое его перевели силой. 1752. Как объяснить вращательное взаимодействие сверхпроводника с магнитным полем постоянного магнита? Сверхпроводник вращается потому, что взаимодействую-
321 щие магнитные поля симметричны и потому, что почти отсутствуют сопротивления между ними при вращательном движении носителей этих полей друг относительно друга. 1753. Из изложенного следует, что условие парения сверхпроводника над поверхностью магнитов обеспечивают равенство сил. Это равенство начинает формироваться структурами протона и нейтрона в ядре атома. Можно ли представить детальнее этот процесс? Можно, конечно, но для этого надо знать структуру магнитного поля нейтрона. 1754. В чём особенность структуры магнитного поля нейтрона? Оно было постулировано нами, состоящим из шести магнитных полюсов. 1755. Как была доказана достоверность этого постулата? Она была доказана последовательным построением структур ядер атомов и самих атомов по мере их усложнения и проверкой связи этих структур с известными свойствами химических элементов. 1756. Какой химический элемент даёт наиболее убедительное доказательство достоверности шестиполюсного магнитного поля нейтрона? Вполне естественно, что наиболее убедительное доказательство связи с реальностью шестиполюсного магнитного поля дают структуры ядер шестого химического элемента – углерода. 1757. В чём сущность достоверности этого доказательства? Сущность доказательства достоверности постулата о шести полюсной структуре магнитного поля нейтрона заключается в том, что такая структура позволяет построить две структуры ядер атомов углерода и самих атомов, которые автоматически объясняют причину различия самых наглядных механических свойств двух веществ, состоящих из одного и того же химического элемента углерода, и имеющих радикально противоположные механические свойства, – графита и алмаза. Графит пишет на бумаге, а алмаз режет стекло. 1758. Можно ли привести структуры ядер и атомов графита и алмаза, и пояснить, как из них следуют различные механические свойства графита и алмаза? Можно, конечно, приводим (рис. 191 и 192).
Воображаемый Ядро атома графен Фото графена Атом графита графита Рис. 191. Модели ядра и атома углерода, а также - воображаемого графена и его фото
Ядро атома алмаза
Атом алмаза
Алмаз Рис. 192. Модели ядра и атома алмаза и фото алмаза
Итак, ядро атома графита (углерода) – плоское. При формировании кластеров (рис. 191) все шесть электронов атома углерода графита являются валентными электронами. Соединяясь между собой, они образуют прочную плоскую структуру, которая называется графеном (рис. 191). Прочность между слоями графита слабая. В результате графитовый карандаш оставляет свои слои на бумаге.
322 Ядро атома алмаза имеет предельно симметричную пространственную структуру. Все шесть электронов атома алмаза, соединённые с протонами ядра линейно и являясь валентными электронами, образуют предельно прочную пространственную структуру (рис. 192). В результате алмаз, будучи, также как и графит, из углерода, режет стекло. 1759. На сколько порядков новая теория микромира глубже видит микромир, чем существующие электронные микроскопы? Примерно, на 8 порядков (10 8 ) . 1760. Наблюдается ли проявление аналогичных аномальных магнитных взаимодействий в живых организмах? Организмы с аномальными магнитными свойствами встречаются даже среди людей. На рис. 193 представлено фото мальчика и девочки, тела которых обладают явно выраженными магнитными свойствами. 1761. Так как протоны и нейтроны соединяются разноимёнными магнитными полюсами, то на поверхности одного ядра могут оказаться магнитные полюса одной полярности. Если на поверхности ядра все протоны имеют одноимённые магнитные полюса, то, соединяясь с одноимёнными магнитными полюсами электронов, они образуют на поверхности атома одноимённую магнитную полярность. Возможно это, или нет? Возможно (рис. 193).
Рис. 193. 1762. Позволяет ли новая теория микромира проверить правильность интерпретации красного смещения, как основного доказательства расширения Вселенной? Не только позволяет, но и убедительно доказывает глубокую ошибочность существующей интерпретации физической сути этого смещения и у нас появляется возможность наблюдать позорное явление – награждение американских учёных за глубоко ошибочную интерпретацию их астрофизических наблюдений. 1763. Где можно прочитать о сути ошибок липовых нобелевских лауреатов? Детальная информация об ошибочных интерпретациях таких явлений, как Большой взрыв, Черные дыры, Темная материя и Расширяющаяся Вселенная представлена в источнике и в последующих ответах на вопросы о микромире. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Мы представили очень краткое описание сложного явления - левитации сверхпроводника над поверхностью магнита. Детали этого процесса описаны в трех томах монографии «Начала физхимии микромира».
323 19. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО АСТРОНОМИИ И АСТРОФИЗИКЕ Анонс. Ошибочные физические теории породили обилие ошибок при интерпретации астрофизических явлений и процессов. Покажем, как новая теория микромира просто и убедительно разрушает астрофизические карточные домики «Большого взрыва», «Чёрных дыр», «Расширяющейся Вселенной» «Темной материи» и - другие астрофизические мифы. 1764. Почему плотность планет Солнечной системы, начиная от Солнца, большая, а потом уменьшается и далее вновь незначительно растёт? Анализ показывает, что плотность звёзд, в том числе и Солнца, также меняется от её центра до поверхности. Причём, закономерность этого изменения аналогична закономерности изменения плотности планет по мере их удаления от Солнца. 1765. Может ли закономерность изменения плотности планет Солнечной системы быть основой для анализа гипотезы образования планет Солнечной системы из звезды, пролетавшей мимо Солнца? Такое основание существует. Анализ этого основания, проведённый нами, показал, что результаты расчётов подтверждают достоверность гипотезы о рождении планет Солнечной системы из звезды, пролетавшей мимо Солнца. Сила инерции вовлекла эту звезду в орбитальное движение вокруг Солнца. 1766. В чём суть основного условия образования планет из звезды, вовлечённой Солнцем в орбитальное движение? Звезда находится в плазменном, слабо связанном состоянии, поэтому для разделения её на фракции необходимо, чтобы центробежная сила инерции, действовавшая на звезду в начальный момент её движения вокруг Солнца, была больше силы гравитации Солнца. Результаты расчётов, представленные в табл. на рис. 188, подтверждают наличие такого условия.
Рис. 194. Они убедительно показывают, что на всех орбитах современных планет, в момент прихода к ним частей звезды, из которой они рождались, центробежная сила инерции была больше силы гравитации Солнца. Конечно, есть основания полагать, что первозданные радиусы планетарных орбит были больше современных. В результате и центробежные силы инерции были больше тех, что представлены в табл. на рис. 194, а гравитационные силы Солнца, действовавшие
324 на первозданные планеты, меньше. Это усиливало эффект отделения более прочно связанной ядерной части плазмы звезды от менее связанной между собой верхней её части. В результате верхняя, менее плотная часть плазмы звезды, удалялась силой инерции, от основной её части. Удаляющаяся часть плазмы звезды могла потерять более мелкие порции плазмы и из них формировались спутники планет, в том числе и Луна. 1767. Но ведь расчёты показывают, что у дальних от Солнца планет разница между силой инерции и силой гравитации Солнца меньше, чем у планет с меньшими радиусами орбит. Как это влияло на описанный процесс образования планет? Дело в том, что в расчёте использованы современные радиусы орбит планет. Есть основания полагать, что за миллионы лет они стали меньше первоначальных. Поэтому, если величины этих орбит были большими, то у каждой планеты была больше и разница между центробежной силой инерции и гравитационной силой Солнца, и описанный процесс имел большую гарантию для реализации. 1768. Известно, что мощность Солнечного излучения на единицу земной поверхности равна N 1,40 10 3 Âàòò / ì 2 0,14Âàòò / ñì 2 . Поскольку эту мощность формируют фотоны, излучаемые электронами Солнца и имеющими массу, то можно ли определить массу, унесённую фотонами за время существования Солнца? Можно. Мы уже приводили этот расчёт. Повторим его детальнее. 1769. Чему равна кинетическая энергия и мощность фотона из середины светового спектра, зелёного фотона, например? Эти величины рассчитываются просто. Масса зелёного фотона равна m f 5,0 10 36 êã (табл. 39). Его кинетическая энергия -
E mC 2 5,0 10 36 (2,998 108 ) 2 4,50 10 19 Äæ . Она численно равна мощности фотона
N f mC 2 / ñ 4,50 10 19 Äæ / ñ( Âò ) . Таблица 39. Диапазоны изменения радиусов (длин волн ) и энергий E фотонных излучений Диапазоны Энергии E , eV Радиусы (длины волн) r , м 6 4 1. Низкочастотный 4 10 15...4 10 11 3 10 ...3 10 2. Радио 4 10 11...4 10 6 3 10 4...3 10 1 3. Микроволновый 4 10 6...4 10 3 3 10 1...3 10 4 4. Реликтовый (макс) r 1 10 3 1,2 10 3 5. Инфракрасный
7,7 10 7...3,8 10 7
4 10 3...1,60 1,60...3,27
7. Ультрафиолетовый
3,8 10 7...3 10 9
3,27...4 10 2
8. Рентгеновский
3 10 9...3 10 12 3 10 12...3 10 18
4 10 2...4 105 4 105...4 1011
3 10 4...7,7 10 7
6. Световой
9. Гамма диапазон
1770. Сколько световых зелёных фотонов формируют указанную тепловую мощность
N 0,14Âàòò / ñì
2
на каждом квадратном сантиметре поверхности Земли?
Разделив тепловую мощность N 0,14Âàòò / ñì , формируемую световыми фотонами на каждом квадратном сантиметре поверхности Земли, на мощность N f 4,50 10 19 ( Âò ) одного (зелёного) фотона, получаем 2
n f N / N f 0,14 / 4,50 10 19 3,11 1017 øòóê .
(253)
1771. Чему равна площадь сферы S 3 с орбитальным радиусом Земли? S 3 4 R32 4 3,14 (1,50 1011 ì ) 2 28,30 10 22 ì
2
2,83 10 27 ñì 2 .
(254)
325 1772. Сколько фотонов излучает Солнце в секунду на внутреннюю поверхность сферы с орбитальным радиусом Земли? (255) n ff n f S 3 3,11 1017 2,83 10 27 9,10 10 44 øòóê . 1773. Чему равна масса фотонов, излучаемых Солнцем в секунду на внутреннюю поверхность сферы с орбитальным радиусом Земли? M 1 f n ff m f 9,10 10 44 5 10 36 4,55 109 êã 4,55 10 6 òîíí / ñåê . (256) Наше Солнышко излучает в секунду количество только световых, зелёных фотонов, общая масса которых равна 4,55 10 6 òîíí - 4,55 миллиона тонн. Страшная цифра. 1774. Чему равна масса световых фотонов, излучённых электронами Солнца за время его существования? M fC 6,5 ìëðäîâ ...ëåò 4,55 10 6 6,5 109 365 24 60 60 4,55 10 6 9,3 10 23 òîíí . (257) 1775. Для расчёта была взята масса одного фотона из всего спектра. А если учесть фотоны всего спектра, излучаемого Солнцем то, на сколько порядков увеличится полученный результат (257)? Точный ответ представить трудно, но ясно, что реальная суммарная масса фотонов всего солнечного спектра излучённая им за время существования Солнца, больше, полученной величины (257). 1776. Чему равна масса современного Солнца? (258) M C 2 10 27 òîíí . 1777. Где берут электроны Солнца массу для излучённых фотонов? Источник один – разряжённая субстанция, равномерно заполняющая всё космическое пространство, названная эфиром. 1778. Значит ли это, что электрон после каждого излучения фотона восстанавливает свою массу, поглощая эфир? Это пока - единственная приемлемая гипотеза, которая помогает получить ответы на обилие других вопросов о микромире. 1779. Следует ли из приведённых фактов, что основным источником тепловой энергии является разряжённая субстанция физического вакуума, называемая эфиром? Пока - это гипотеза, но обилие последующих экспериментальных фактов будет усиливать её достоверность, и недалёк тот день, когда мировое научное сообщество будет вынуждено признать эту гипотезу достоверным научным постулатом. 1780. Почему реликтовое излучение имеет наибольшую интенсивность в миллиметровом диапазоне? Реликтовое излучение (рис. 195) формируется процессами излучения фотонов при синтезе атомов. При этом максимальное количество фотонов, заполняющих космическое пространство, излучается с радиусом (длиной волны), равным r2,726 1,063ìì (рис. 195, формула -1). 1781. Какой источник формирует реликтовое излучение? Источником реликтового излучения являются звезды Вселенной. 1782. Какой процесс формирует максимум реликтового излучения? Максимум реликтового излучения формирует процесс рождения атомов водорода в звездах Вселенной. 1783. Почему реликтовое излучение формируется процессом синтеза атомов водорода? Потому что количество водорода во Вселенной 73%, гелия 24% и 3% - всех остальных химических элементов. К тому же энергии связи электронов атома гелия с его ядром близки по значению к энергии связи электрона атома водорода с протоном. В результате процесс синтеза атомов гелия также вносит свой вклад в формирование реликтового излучения. 1784. Почему реликтовое излучение формируется при температуре, близкой к абсолютному нулю? Потому что в единице объёма Вселенной максимальное количество фотонов имеют радиусы, близкие к их максимальным значениям. В Природе нет большего количества фотонов с большими радиусами для формирования более низкой температуры. 1785. Связано ли реликтовое излучение с Большим взрывом? Реликтовое излучение не имеет никакого отношения к вымышленному Большому взрыву.
326 1786. Какова природа всего диапазона реликтового излучения? Диапазон реликтового излучения формируется процессами рождения атомов и молекул водорода и процессами их охлаждения и сжижения. 1787. Сколько максимумов имеет зона реликтового излучения? Три явных максимума А, В и С (рис. 195). Максимум А формирует процесс рождения атомов водорода при удалении от звёзд свободных электронов и протонов. 1788. Какие процессы формируют другие два максимума (В и С) реликтового излучения с меньшей интенсивностью и меньшей длиной волны (рис. 195)? Два других максимума (рис. 195, В и С,) формируются процессами рождения и сжижения молекул водорода. Известно, что атомарный водород переходит в молекулярный в интервале температур 2500....5000K . Длины волн фотонов, излучаемых электронами атомов водорода при формировании его молекулы, будут изменяться в интервале 1,16 10 6....5,80 10 7 ì . Это - границы максимума излучения Вселенной, соответствующего точке С (рис. 195). Далее, молекулы водорода, удаляясь от звезды, проходят зону температур, при которой они сжижаются. Она известна и равна Т=33К. Поэтому есть основания полагать, что должен существовать ещё один максимум излучения Вселенной, соответствующий этой температуре. Радиус фотонов (длина волны), формирующих этот максимум, равен 8,80 10 5 ì . Этот результат совпадает с максимумом в точке В (рис. 195).
Рис. 195. Зависимость плотности реликтового излучения Вселенной от длины волны: теоретическая – тонкая линия; экспериментальная – жирная линия 1789. Что является причиной анизотропии реликтового излучения и какое глобальное следствие следует из этого? Поскольку зафиксировано отсутствие реликтового излучения, которое занимает менее 1% сферы Вселенной, то это указывает на наличие в ней зон без звёзд и галактик и может быть отождествлено с локализацией материального мира во Вселенной. 1790. Почему с уменьшением длины волны реликтового излучения резко увеличиваются расхождения между экспериментальными и теоретическими результатами (рис. 195)? Потому, что с уменьшением длины волны излучения резко увеличивается разность плотности таких фотонов во Вселенной, как в полости черного тела, для которого выведена формула Планка, которая даёт теоретическую зависимость (рис. 195 – тонкая линия). 1791. Чему равна максимальная температура во Вселенной и можно ли определить это теоретически и экспериментально? Современная наука не имеет точных ответов на эти вопросы.
327 1792. Почему все звёзды излучают непрерывный спектр со всеми цветами радуги? Потому что энергии связи всех электронов атомов, соответствующие первым энергетическим уровням, сдвинуты друг относительно друга на небольшие величины. Например, энергии связи первых электронов, первых химических элементов, соответствующие первым энергетическим уровням, имеют такие значения. У атома водорода E1=13,598eV; у атома гелия E1=13,468eV; у атома лития E1=14,060eV; у атома бериллия E1=16,170eV; у атома бора E1=13,350eV и так далее. Вполне естественно, что сдвинуты энергии связей всех остальных электронов каждого атома не только на первом, но и на всех остальных энергетических уровнях. В результате и формируется сплошное излучение со всеми цветами радуги. 1793. Есть ли основания полагать, что у спектров самых новых звёзд при их рождении будут преобладать линии излучения атомов водорода и гелия? Конечно, основания для этого имеются, так как атомы водорода и гелия самые простые и они первыми рождаются в новых, молодых звёздах и астрофизики устойчиво регистрируют этот факт. 1794. Соответствует ли название сверхновая звезда реальности? Нет, конечно, не соответствует. Как установлено, некоторые звёзды в процессе своей эволюции сжимаются и вновь взрываются. Их назвали сверхновыми. Правильнее было бы назвать их сверхстарые, а вновь рождающиеся звёзды с яркими линиями излучения атомов и молекул водорода и гелия надо назвать новыми или сверхновыми. 1795. Максимальна ли температура на поверхности новых водородных звёзд? Нет, не максимальна, так как энергия ионизации атома водорода меньше энергии ионизации атома гелия, который рождается вторым. 1796. Чему равна температура на поверхности сверхновой водородной звезды? Закон Вина указывает на то, что энергия ионизации атома водорода, равная 13,598 eV, соответствует температуре 31780 К. 1797. Рождение атомов гелия увеличивает температуру на поверхности звезды? Да, увеличивает. Если её формируют фотоны, соответствующие энергии ионизации первого электрона атома гелия E1 =24,587 eV, то она равнялась бы 57284 К, а если второго электрона с энергией ионизации 54,40eV, то – 127200 К. Такую температуру формирует совокупность фотонов, примерно, середины ультрафиолетового диапазона (табл. 39). 1798. Чему равна максимальная температура на поверхности звезды, зафиксированная астрофизиками? Согласно существующей классификации максимальную температуру, равную 80000 К, имеют голубые звёзды. Её формирует совокупность фотонов с радиусами r 3,60 10 8 ì . Это фотоны почти середины ультрафиолетового диапазона (табл. 39). 1799. Какова была бы температура звезды, если бы её формировала совокупность фотонов с энергиями, равными энергии ионизации третьего химического элемента – лития? Она бы равнялась 286000 К. Это фотоны вблизи границы ультрафиолетового и рентгеновского диапазонов (табл. 39) . 1800. Из ответов на предыдущие два вопроса следует, что существует предел максимально возможной температуры, которая формирует тепло в сложившемся у нас понимании. Так это или нет? Да, есть все основания полагать, что существует предел максимально возможной температуры и его формируют фотоны ультрафиолетового диапазона (табл. 39). 1801. Есть ли дополнительные доказательства существования предела максимально возможной температуры, которую мы отождествляем с теплом? Конечно, есть. Максимальная совокупность фотонов начала рентгеновского диапазона формирует температуру около миллиона градусов. Если допустить, что рентгеновские аппараты генерируют лишь 5% от максимальной совокупности рентгеновских фотонов, то они формировали бы температуру около 50000 К. Вполне естественно, что такие фотоны мгновенно сжигали бы своих пациентов при рентгеноскопии. Но этого нет. Значит, совокупность рентгеновских фотонов не формирует температуру, соответствующую нашим представлениям о тепле.
328 1802. Какую температуру формирует совокупность гамма фотонов? Гамма фотоны на несколько порядков меньше рентгеновских фотонов, а их энергия на несколько порядков больше (табл. 39), поэтому они, тем более, не могут формировать температуру, соответствующую нашим представлениям о тепле. 1803. Почему кальций, занимая в таблице химических элементов 20-е место, появляется на звёздах после появления атомов азота и кислорода? Потому что ядро атома кальция формируется из ядер атомов азота, лития, гелия и водорода, которые рождаются перед рождением ядер атомов кальция, то есть уже существуют к моменту рождения ядер и атомов кальция – одного из симметричных атомов таблицы химических элементов. 1804. Почему в формуле Шварцшильда R 2G M / C 2 для определения радиуса R черной дыры нет радиуса (длины волны) фотонов, которые эта дыра задерживает? Потому, что она выведена из условия равенства энергий, а не сил. 1805. На сколько порядков уменьшится радиус черной дыры, образующейся из звезды с параметрами Солнца, если учитывать радиус (длину волны) гамма фотона? 1 1 При расчёте радиуса чёрной дыры по формуле Rg GM GMr , учитывающей C Ñ радиус r , задерживаемых фотонов, звезда с параметрами Солнца, превратившись в чёрную дыру уменьшит свой радиус на 11 порядков ( 1011 ), по сравнению с расчётом по формуле Шварцшильда R 2G M / C 2 . 1806. На сколько порядков увеличится плотность вещества черной дыры с параметрами Солнца, если учитывать радиус (длину волны) гамма фотона, задерживаемого такой дырой? На 35 порядков ( 10 35 ), по сравнению с расчётом по формуле Шварцшильда R 2G M / C 2 . 1807. На сколько порядков эта плотность больше плотности ядер атомов? На 35 порядков ( 10 35 ). 1808. Достаточно ли этих фактов, чтобы понять, что черные дыры – астрофизический миф? Мы опубликовали эту информацию более 7 лет назад, но есть сайты, которые до сих пор рекламируют «Чёрные дыры». Так что ответ на поставленный вопрос отрицательный. Хотя и не исключено, что указанная реклама преследует не научные, а какие-нибудь другие цели. 1809. Возможно ли существование нейтронных звёзд? Точного ответа на это вопрос нет, так как время жизни динейтрона около 10 3 ñ . Образование нейтронных кластеров возможно, но неизвестна длительность их жизни. Когда это будет установлено экспериментально, тогда и появятся основания для анализа процесса формирования нейтронных звёзд. 1810. Чему равна плотность нейтрона, если считать, что он имеет сферическую форму? Из закона локализации элементарных частиц следует, что радиус сферического нейтрона равен (рис. 196, формула -1). Масса нейтрона тоже известна (рис. 196, формула -2). С учётом этого плотность нейтрона оказывается такой (рис. 196, формула -3). Это – в интервале плотности ядер атомов (рис. 196, формула -4). 1811. Чему равна плотность нейтронной звезды, состоящей из одних нейтронов? Если не учитывать коэффициент упаковки нейтронов, то плотность нейтронной звезды оказывается такой (рис. 196, формула -5). Это близко к плотности ядер атомов. 1812. Какую плотность должна иметь нейтронная чёрная дыра, чтобы её поле гравитации могло задерживать гамма фотоны? Чтобы нейтронная чёрная дыра задерживала гамма фотоны, она должна иметь плотность (рис. 196, формула -6). Это на 12 порядков больше плотности ядер атомов, поэтому нет никаких оснований для существования нейтронных чёрных дыр. 1813. Возможно ли превращение нейтронной звезды в чёрную дыру? Если под Чёрной дырой понимать объект, задерживающий гамма фотоны, то нет.
329 1814. Как велика ошибка в определении величины отклонения траектории движения фотона гравитационным полем Солнца, допущенная экспедицией Эддингтона, стремившейся доказать справедливость теорий относительности А. Эйнштейна? Истинная величина отклонения равна (рис. 196, формула -7). Она на много порядков меньше возможностей экспедиции Эддингтона зафиксировать её (рис. 196).
Рис. 196. 1815. Какую ошибку допустили Майкельсон и Морли при интерпретации своего известного эксперимента? Они учитывали скорость вращения Земли относительно Солнца, анализируя поведение фотонов, имеющих массу, и расчет вели по формуле (рис. 196, формула -8). Поскольку фотон имеет массу, то в эксперименте Майкельсона-Морли Земля является инерциальной системой отсчета. Поэтому надо было учитывать окружную скорость точек поверхности Земли. Тогда результат должен быть таким (рис. 196, формула 9). Этот результат находился далеко за пределами возможностей прибора Майкельсона зафиксировать его. Однако, Нобелевский комитет, не зная этого, выдал ему премию за точность этих измерений. 1816. Почему результаты опыта Майкельсона – Морли противоречат результатам опыта Саньяка? Потому что в опыте Саньяка автоматически учитывается инерциальность системы отсчета, связанной с Землёй, а в опыте Майкельсона-Морли это игнорируется. 1817. Значит ли это, что достаточно было научному сообществу внимательно отнестись к результатам опыта Саньяка, чтобы признать ошибочность опытов Майкельсона – Морли и следующих из них теорий относительности А. Эйнштейна? Ответ однозначно положительный. 1818. Как будут относиться к этому факту будущие поколения учёных? Примерно так, как мы сейчас относились бы к нашим древним коллегам, считавшим, что Земля плоская и держится на трёх китах, в условиях, когда в их время нашёлся бы гений, который пытался бы убедить их, что Земля круглая и ни на чём не держится, вращаясь вокруг Солнца. 1819. В чём суть научного результата, за который присуждена Нобелевская премия по физике в 2011 году? Суть научного результата американских астрофизиков, за который присуждена им Нобелевская премия в этом году – доказательство расширения Вселенной. 1820. Как понимать понятие «расширение Вселенной» и каким образом доказывается наличие этого процесса? Оно понимается, как непрерывный процесс удаления друг от друга галактик Вселенной и доказывается величиной красного смещения спектральных линий галактик (рис. 197, а и b).
330
Рис. 197. а) и b) - смещение спектральной линии (показано стрелками), по которому рассчитывается скорость удаления галактики от Земли; с) – две спектральные линии спектра атома водорода; d) – модель фотона 1821. В чём физическая суть красного смещения? Учёные давно научились фиксировать спектры различных химических элементов. На рис. 197, c представлены две спектральные линии атома водорода. Каждая спектральная линия формируется совокупностью фотонов одной и той же длины волны . Удивительным является то, что из всей совокупности математических моделей давно, описывающих фотон, следует, что он состоит из шести магнитных полей, замкнутых по круговому контуру. При прямолинейном движении со скоростью света C , фотон (рис. 197, d) вращается таким образом, что длина его волны , которую описывает его центр масс (М, рис. 197, d), равна радиусу r фотона, то есть r . Это значит, что фотон обладает одновременно и волновыми и корпускулярными свойствами, которые он проявляет в неисчислимом количестве экспериментов. Все его открытые параметры: радиус, равный длине волны r , частота колебаний , масса m , энергия E , а также скрытые параметры: амплитуда колебаний центра масс фотона, радиусы условных окружностей, описывающих движение центра масс фотона и цен-
331 тров масс отдельных его магнитных полей, угловые частоты вращения этих окружностей и ряд других параметров, изменяются в интервале 18-ти порядков. Произведение массы m фотона на его радиус r - величина постоянная, следующая из постоянства константы Планка h и скорости света Ñ .
k0 m m r
m2 v h 6,626176 10 34 2,210254 10 42 êã ì const. 8 v C 2,997925 10
(259)
Из размерности константы (259) следует физический закон: произведение масс фотонов на длины их волн или радиусы – величина постоянная. В системе СИ нет названия константе с такой размерностью, поэтому она названа константой локализации фотонов. В первом приближении фотон можно представлять в виде кольца и тогда становится ясной причина его локализации. Магнитные силы, сжимающие кольцо, уравновешиваются центробежными силами инерции, действующими на центра масс шести его магнитных полей при вращении и поступательном движении со скоростью света. Обратим внимание на то, что в технической системе единиц константа (259) имеет другой физический смысл – момент M K силы. Это означает, что момент сил, действующих во внутренней структуре фотона в роли, так называемого вечного двигателя, - величина постоянная для фотонов всех диапазонов излучений
M K m r 2,210254 10 42 кг м const .
(260)
Отметим, что появление постоянного момента сил, вращающего фотон, возможно лишь только в том случае, если векторы сил, генерирующих этот момент, не будут пересекать геометрический центр модели фотона, то есть - будут нецентральными силами. Самое убедительное доказательство отсутствия сопротивлений между действующими магнитными и электрическими полями – эксперименты учёных из университета ТельАвива (Tel Aviv University) (рис. 184). Формированием электромагнитной структуры фотона управляют три главные константы: скорость их движения С , кинетический момент h и константа локализации k 0 или постоянный момент M K сил, вращающих фотон. Вполне естественно, что этот момент генерируют внутренние силы фотона и у нас появляются основания предположить, что эти силы и обеспечивают его прямолинейное движение с постоянной скоростью С . http://mobilochko.ru/blog/43007741128/Izrailtyane-udivili-publiku-kvantovoy-levitatsiey Из константы локализации (259) фотона следует, что с увеличением радиуса фотона (r ) , его масса m , а значит и энергия E mC 2 - уменьшаются. Установлено, что указанные изменения зависят от совпадения или противоположности направлений движения источника и излучённого им фотона. Когда их направления совпадают, то радиус фотона уменьшается, а когда противоположны, то – увеличивается. Далее за основу берётся видимая часть спектра, у которого фотоны с меньшей длиной волны (или радиусом) имеют фиолетовый цвет, а с большей – красный. Из этого следует, что если длина волны (радиус) фотонов, совокупность которых формирует спектральную линию с какой-либо звезды, больше длины волны (радиуса) совокупности фотонов сформировавших эту же спектральную линию в стационарных условиях земной лаборатории, то такая линия считается смещённой в красную область спектра. 1822. Каким образом определяется изменение длины волны фотона или его радиуса r или частоты v’ в астрофизических наблюдениях? Для таких расчётов используется эффект Доплера, который базируется на хорошо известном явлении изменения длины волны или частоты звукового сигнала, излучаемого движущимся источником звука. Если направление движения источника звука и распространения звуковой волны совпадают, то
332 частота звуковой волны воспринимается увеличенной, а её длина - уменьшенной и наблюдатель, находящийся впереди такого источника фиксирует эти изменения. Когда источник излучает свою волну противоположно направлению своего движения, то длина волны увеличивается, а частота уменьшается и наблюдатель, наблюдая удаляющийся источник такой волны, фиксирует эти изменения. 1823. Можно ли отмеченные закономерности распространять на анализ явлений, формируемых фотонами? Описанные варианты звукового эффекта Доплера нельзя распространять на все случаи поведения фотона, рождающегося на движущемся источнике или отражаемого от движущегося объекта. Дальше мы последовательно рассмотрим эти случаи. 1824. Как получить математическую модель из преобразований Лоренца (261 и 262) для расчета изменения частоты v’ фотона, стартующего с источника, движущегося со скоростью V (рис. 198)? Чтобы получить математическую модель для расчёта изменения частоты фотона, стартующего с подвижной системы отсчёта в направление, совпадающее с осями ОХ и ОX’, надо, в соответствии с рис. 183, подставить значения x Ct и x' Ct ' в преобразования Лоренца (261) и (262). x Vt (261) x' ; 1V 2 / C 2 t Vx / C 2 (262) t' . 1V 2 / C 2
Рис. 198. Схема к
анализу преобразований Лоренца
В результате получится формула (263), из которой следует, что частота ' фотона, стартующего с объекта, движущегося со скоростью V, в направление этого движения, рассчитывается по формуле (264). C V t' t ; (263) C V или C V ' , (264) C V где ' и - частоты фотонного излучения в подвижной и неподвижной системах отсчета соответственно (рис. 198). Далее, обозначая V / C , получим формулу (265) для расчёта частоты фотона, стартующего с объекта, движущегося со скоростью V, в сторону его движения.
' 1 . 1
(265)
333 Это и есть релятивистская математическая модель для расчета фотонного эффекта Доплера. Поскольку C V , то из соотношения (264) следует, что частота ' излучённого фотона движущимся источником больше частоты фотона, излученного покоящимся источником, то есть обе математические модели (264) и (265) описывают только ультрафиолетовое смещение спектров атомов. 1825. Из формул (264) и (265) следует, что с увеличением скорости V частота ' стартующего фотона увеличивается. Какому смещению спектральной линии это будет соответствовать? Ответ однозначный – это будет соответствовать ультрафиолетовому смещению спектров, которое свидетельствует о сближении объекта, с которого стартует фотон, и наблюдателя, находящегося в неподвижной системе отсчёта. Обусловлено это тем, что C V , поэтому из формулы (263) следует, что частота ' излучённого фотона, движущимся источником, больше частоты фотона, излученного покоящимся источником, то есть математические модели (264) и (265) описывают только ультрафиолетовое смещение спектров атомов. 1826. Каким образом получить математическую модель из преобразований Лоренца, которая показывала бы уменьшение частоты стартующего фотона с подвижного объекта и, таким образом, описывала бы красное смещение, соответствующее расширению Вселенной? Никак. Из преобразований Лоренца невозможно получить математическую модель, описывающую уменьшение частоты стартующего фотона, для доказательства расширения Вселенной. 1827. Почему невозможно получить из преобразований Лоренца математическую модель для расчёта, так называемого, красного смещения? Ответ предельно прост. При красном смещении фотон стартует с объекта в направление противоположное направлению движения объекта. Преобразования же Лоренца описывают только вариант совпадения направлений движения объекта и стартующего с него фотона (рис. 198). 1828. А как же релятивисты выкрутились из этой невозможности, рассчитывая красное смещение, объявляя, что оно следует из теории относительности А. Эйнштейна и получая Нобелевские премии? Неудобно давать прямой ответ, но ситуация такая, что он требуется. Релятивисты выкрутились из этой ситуации, можно сказать, жульническим методом. Они поступили просто, без всяких обоснований переписали формулы (264) и (265) в необходимый для них вид (266).
' C V 1 , C V 1
(266)
Нет ни математического, ни физического права делать это, но они сделали и безмерно гордятся своим жульничеством. 1829. Разве нет преобразований Лоренца для случая, когда направления движения объекта и стартующего с него фотона противоположны и разве невозможно получить преобразования Лоренца для случая движения подвижной системы отсчёта в отрицательном направлении оси ОХ, а потом - и формулу (266)? Законный вопрос. Нет преобразований Лоренца для случая движения фотонов в направление противоположное направлению движения подвижной системы отсчёта. Желающие найти их должны рассмотреть излучение фотонов в направление 3, показанное на рис. 199. Реализация этого желания приводит к абсурдному результату, который и не снился релятивистам.
334
Рис. 199. Схема к анализу противоположных движений подвижной системы отсчёта и стартующего с него фотона 1830. Можно ли привести результаты расчёта по формулам (265) и (266)? Можно, конечно. Для этого зададимся несколькими значениями и определим для них величины ' / , подставим их в формулы (265) и (266) и в результате получим вполне логичный результат, но с полным нарушением физической сути его получения (табл. 40). Этот результат (265) ' / (табл. 40) показывает однозначно, что с увеличением скорости V движения подвижной системы отсчета (звезды, например) частота ' излучаемого фотона, растет, а это значит, что увеличивается ультрафиолетовое смещение спектральных линий. Мы уже доказали, что нет никаких оснований использовать формулу (266), хотя она и даёт тот результат, который наблюдают астрофизики (рис. 197, a, b , табл. 40). Таблица 40. Релятивистский результат расчета фотонного эффекта Доплера V /C ' / (265) ' / (266) 0,000001 1,0000009 0,9999989 0,00001 1,0000099 0,9999899 0,0001 1,0000999 0,9998999 0,001 1,0010004 0,9990004 0,01 1,0100504 0,9900494 0,1 1,10554 0,904534 Таким образом, мы получили однозначный ответ: у релятивистов только одна математическая модель (265) для расчёта ультрафиолетового смещения спектров атомов и ионов, они не имеют никакого права использовать математическую модель (266) для расчёта, так называемого, красного смещения спектров. 1831. А как же тогда воспринимать только что объявленное награждение Нобелевской премией астрофизиков, за доказательство расширения Вселенной? Чтобы быть объективным, надо пожалеть экспертов Нобелевского комитета. Они пытаются оценивать новизну и значимость результатов научных исследований для человечества, не имея необходимых знаний для этого. В результате создаётся потешная ситуация для наших потомков, которые, конечно же, разберутся во всех этих ошибках и будут относиться к экспертам Нобелевского комитета, примерно, так, как мы сейчас относимся к экспертам, утверждавшим, что Солнце вращается вокруг Земли. Потеха одна и ничего больше. 1832. Неужели нет формулы для расчёта красного смещения спектров, следующей не из релятивистских, а из классических представлений? Есть, конечно. Они опубликованы в американском журнале «Галилеевская электродинамика» русскими женщинами Л.Б. Болдыревой и Н.Б. Сотиной (L. B. Boldyreva, N.B. Sotina. The Possibility of Developing a Theory of Light Without Special Relativity. “Galilean Electrodynamics”. Volume13, Number 6. Pag. 103-107) в 2002 году. 1833. Как же русским женщинам удалось решить научную задачу, которая оказалась не под силу учёным мужчинам? Они поступили просто и логично. Отказались от кинематического подхода к решению этой задачи и использовали энергетический вариант. Для этого они записали полную энергию фотона в виде двух составляющих: первая mC 2 / 2 учитывает энергию поступательного прямолинейного движения фотона, а вторая h / 2 -
335 вращательную часть его энергии и предположили, что сумма этих энергий зависит от скорости V движения фотона. Если угол между направлением вектора скорости V движения источника и направлением вектора скорости C излучаемого фотона (рис. 200) равен , то полная энергия h ' излученного фотона запишется так: h '
2 1 1 1 1 m C V h m(C 2 V 2 2VC cos ) h . 2 2 2 2
(267)
Учитывая, что m h / C 2 и обозначая V / C , после преобразований уравнения (267), найдем h (268) h ' (2 2 2 cos ). 2
Рис. 200. Схема сложения скоростей источника V и фотона C Если направления движения источника и излучаемого фотона совпадают, то 0 и
' 1 2 / 2.
(269)
Когда направления движения источника и излучаемого фотона противоположны, то 1800 и ' (270) 1 2 / 2.
В табл. 41 представлены результаты расчета по классическим математическим моделям (269), (270) и релятивистским (265) и (266). Таблица 41. Результаты расчета фотонного эффекта Доплера V /C ' / (265) ' / (266) ' / (269) ' / (270) 0,000001 1,000001 0,999999 1,0000010 0,9999990 0,00001 1,000010 0,999990 1,0000100 0,9999900 0,0001 1,000100 0,999900 1,0001000 0,9999000 0,001 1,001000 0,999000 1,0010000 0,9990005 0,01 1,010000 0,990000 1,0100500 0,9900500 0,10 1,100000 0,900000 1,1050000 0,9050000 Нетрудно видеть, что результаты оказываются близкими с той лишь разницей, что обе математические модели (269) и (270) отражают реальность, а у релятивистов с реальностью связана лишь формула (265). Если учесть, что релятивистская реальность следует из релятивистской кинематики, а классический результат русских женщин - из классической энергетики, то я, как эксперт, утверждаю, что русские женщины Л.Б. Болдырева и Н.Б. Сотина заслуживают быть награждёнными Нобелевской премией по астрофизике. 1834. Есть ли результаты астрофизических наблюдений подтверждающих достоверность математических моделей (269) и (270)? Классическим экспериментальным фак-
336 том, подтверждающим справедливость математических моделей (269) и (270), являются результаты одновременной регистрации обычных спектральных линий атома водорода, получаемых с космического объекта SS433, и спектральных линий, смещенных в ультрафиолетовую и инфракрасную области спектра. Это указывает на то, что основная часть космического объекта SS433 покоится относительно пространства, а две другие части движутся относительно пространства. Причем, та часть, которая генерирует ультрафиолетовое смещение, движется в направлении Земли, а та, которая генерирует в тот же момент времени инфракрасное смещение, движется по направлению от Земли. Зафиксирована и периодичность изменения величин этих смещений. 1835. Разве можно делать заключение о расширении Вселенной не зная физики процесса излучения фотонов от движущихся объектов? Нет, конечно, нельзя, так как знание истинного физического процесса потери фотоном массы при излучении с объекта, движущегося в пространстве в направлении обратном излучению фотона, может изменить интерпретацию этого явления так, что существующая господствующая интерпретация расширяющейся Вселенной окажется полностью ошибочной. 1836. Какие же причины формируют потерю массы фотонами при их излучении в направление противоположное движению объекта, излучающего фотон? Таких причины две и обе они равноценны. Потеря фотоном массы в момент его излучения электроном и потеря этой же массы при взаимодействии со средой, в которой движутся фотоны, в этом случае - миллионы и миллиарды световых лет. Какой из этих двух процессов вносит наибольший вклад в потерю массы фотоном, до сих пор не известно. Тем не менее, эксперты Нобелевского комитета, не мудрствуя лукаво, раздают премии, позоря основателя этой премии. 1837. Известно, что Исаак Ньютон первый выдвинул баллистическую гипотезу о старте фотона в момент излучения. Как новая теория микромира объясняет эту гипотезу? Выявленная корпускулярная природа фотона (рис. 181, d) дает все основания возвратиться к баллистической гипотезе, основанной на представлениях И. Ньютона о свете, как о потоке материальных корпускул. Однако эта гипотеза приобретает существенное ограничение. Вот его сущность. Если неподвижную систему отсчета связать с космическим пространством и рассматривать в этой системе движение источника, излучающего фотоны, то, независимо от направления движения и скорости источника излучения, скорость излучаемых фотонов относительно выбранной таким образом системы отсчета, связанной с пространством, всегда будет одна и та же и равна C . Такой результат обусловлен тем, что постоянство скорости движения фотона генерируется электромагнитными (или магнитными) процессами, протекающими в его магнитной структуре (рис. 181, d). Образно, сущность процесса излучения фотона можно сравнить с выстрелами из пушки таких снарядов, которые независимо от начальной скорости вылета из ствола орудия сами бы потом набирали одну и ту же скорость относительно неподвижной системы отсчета, связанной с пространством. Отсюда вытекает и особенность фотонной баллистической гипотезы - отсутствие явления галилеевского сложения скоростей источника и излучаемого фотона. После же излучения фотон сам набирает всегда одну и ту же постоянную скорость относительно пространства, равную C . Однако, галилеевское сложение скоростей полностью сохраняется при встрече фотона с приемником, но на энергетическое состояние самого фотона это не влияет. В настоящее время основным доказательством расширения Вселенной служит инфракрасное смещение спектральных линий, формируемых атомами звезд галактик. Вопрос о влиянии направления и скорости приемника излучения на величину этого смещения остается открытым. 1838. Позволяет ли изложенная новая информация сделать однозначный вывод о расширении Вселенной? Нет, конечно, не позволяет, наоборот, она ставит под сомнение достоверность идеи о расширении Вселенной.
337 1839. На чём основывается такое утверждение? Начнём с анализа второго постулата А. Эйнштейна: «Каждый луч света движется в покоящейся системе координат с определенной скоростью независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом». Известно, что лучи света – мизерная часть всей шкалы фотонных излучений, поэтому пришло время расширить зону действия этого постулата и понятия «лучи света» заменить понятием фотоны. Далее, в постулате не сказано относительно чего покоится система координат. Это тоже требует уточнения. Неясен и смысл покоящегося и движущегося тела. Относительно чего покоится и относительно чего движется? 1840. Если учесть все неточности в формулировке второго постулата А. Эйнштейна то, как он должен звучать в новой формулировке? Следующим образом: «Скорость фотонов, излученных покоящимся или движущимся источником, постоянна относительно пространства и не зависит от направления движения источника и его скорости». Таким образом, скорость фотонов постоянна относительно пространства. Это уже серьёзное уточнение. 1841. Как запишется процесс излучения фотона относительно пространства если его источник покоится ( V 0 )? Если источник S покоится относительно пространства, то в момент излучения фотон будет двигаться с ускорением a и процесс его рождения запишется так (рис. 201, а) (271) C a t . Из (271) имеем (272) a C /t . 1842. Если источник покоится относительно пространства, то чему будет равна частота излучённого фотона? Когда источник покоится ( V 0 ), то частота излученного фотона будет равна (273) 1/ t a / C .
Рис. 201. Схема сложения скоростей источника V и фотона C : Е – наблюдатель, S – источник 1843. Как будет изменяться скорость фотона, когда направления движения источника и рождающегося фотона совпадают (рис. 201, b)? Она будет изменяться по закону C V a t' . (274) 1844. Как зависит длительность процесса старта фотона, когда направления движения источника и фотона совпадают (рис. 201, b)? Подставляя ускорение a из (272), найдем ответ на этот вопрос C V t' t . (275) C
338 Когда направления движения источника излучения и излучённого фотона совпадают (рис. 201, b), то длительность процесса набора фотоном скорости от V до С уменьшается с увеличением скорости V источника излучения относительно пространства (275). 1845. Увеличится или уменьшится частота ' излучённого фотона с увеличением скорости V движения источника, когда направления движения источника и фотона совпадают (рис. 201, b)? Ответ на этот вопрос вытекает из математической модели (276), которая следует из формулы (275). C . (276) ' C V Если направления движения источника излучения и фотона совпадают, то частота излучённого фотона увеличивается с увеличением скорости V источника и его спектральная линия смещается в ультрафиолетовую область спектра. 1846. Как будет изменяться скорость фотона, стартующего с источника в направлении обратном его перемещению (рис. 201, с)? Если направления движущегося источника и рождающегося фотона противоположны (рис. 201, с), то уравнение изменения его скорости запишется так (277) C V a t ' . 1847. Увеличится или уменьшится время старта фотона с источника в направление обратное движению источника? Ответ на этот вопрос следует из формулы C V . (278) t' t C С увеличением скорости V источника длительность t’ процесса старта фотона в направление обратное направлению движения источника увеличится. 1848. Как изменится частота фотона, стартующего в направление противоположное направлению источника излучения? Из математической модели (279), которая описывает этот процесс, следует, что частота ' излученного фотона уменьшается и должно наблюдаться инфракрасное смещение спектров. C . (279) ' C V 1849. Из описанного кинематического анализа процессов старта фотонов с движущегося источника следует, что энергоёмкость процесса старта зависит от направления старта фотона. Если направления источника и фотона совпадают, то частота стартующего фотона увеличивается, и он увеличивает свою массу, а значит и энергию по сравнению со стартом с покоящегося, относительно пространства, источника, а когда указанные направления противоположны, то масса, а значит и энергия стартующего фотона уменьшаются. Можно ли сравнить эти процессы со стартом ракеты с Земли на орбиту? Некоторая аналогия в этих процессах имеется. Известно, что старт ракеты в сторону вращения Земли менее энергоёмок, чем её старт навстречу вращению Земли. 1850. Можно ли обобщить описанный анализ? Видимо, не можно, а нужно. Процесс отделения фотона от электрона атома не мгновенный. В течение некоторой длительности между ними сохраняется связь. От длительности сохранения этой связи и зависит масса, а значит энергия и длина волны фотона, с которой он излучается, отделившись от электрона. Из соотношения (275) видно, что если V C , то t ' 0 . Это значит, что старт фотона по направлению движения источника, движущегося относительно пространства со скоростью C , невозможен (рис. 201, b). В этом случае фотон не будет излучён электроном. Когда направление движения излучаемого фотона совпадает с направлением движения источника (рис. 201, b), то длительность (275) переходного процесса уменьшается по сравнению с длительностью переходного процесса при старте с покоящегося источника. Длина волны и частота такого фотона смещаются в ультрафиолетовую область спектра.
339 Когда фотон стартует по направлению противоположному движению источника (рис. 201, с), то длительность переходного процесса, как это видно из соотношения (278), увеличивается и у нас есть основание полагать, что фотон в этом случае, в процессе потери связи с электроном, передаст ему больше своей электромагнитной массы и придет к приемнику E с длиной волны и частотой, смещенными в инфракрасную область спектра. При совпадении направления скоростей источника и фотона длительность переходного процесса (275) меньше, а при несовпадении - больше (278), чем при покоящемся источнике излучения фотонов. В первом случае (рис. 201, b) фотон при рождении потеряет меньше энергии (массы) и придет к нам с длиной волны, смещенной в ультрафиолетовую область, а во втором (рис. 201, с) потеряет больше массы и придет к приемнику с большей длиной волны, смещенной в инфракрасную область. Таким образом, электрон атома источника излучения своим полем будет стремиться удержать фотон магнитными силовыми линиями, через которые и потечет масса электромагнитного поля (точнее, само поле) фотона к электрону атома источника излучения. Чем медленнее фотон будет удаляться, тем больше потеряет массы. Указанный процесс передачи энергии присущ, по-видимому, и другим частицам. Поскольку в таком процессе «масса» (эфирная субстанция) как бы перекачивается из одной частицы в другую, не имея возможности оформиться в фотон энергии (рис. 201, d), то эта часть энергии и не регистрируется в эксперименте. Величина и направление смещения (в инфракрасную или ультрафиолетовую области спектра) зависят только от направления движения источника излучений и самого излучения. Если эти направления совпадают, то должно наблюдаться только ультрафиолетовое смещение спектральных линий, а если - противоположны, то - только инфракрасное. Такая закономерность показывает, что наличие инфракрасного смещения спектральных линий недостаточно для однозначного заключения о расширении Вселенной. 1851. В чём суть невозможности однозначного заключения о расширении Вселенной? Для ответа на этот вопрос рассмотрим интерпретацию смещения спектральных линий с источников, один из которых приближается к Земле, а второй – удаляется (рис. 202). Поскольку Земля движется относительно пространства, то это обязательно надо учитывать при анализе связи смещения спектральных линий с расширением Вселенной (рис. 202).
Рис. 202. Схема к анализу расширения Вселенной: AB – радиальное направление расширения Вселенной; D, S – звезды, расположенные на радиальном направлении расширения Вселенной; Е – Земля Первый случай. Например, если векторы скоростей Земли Е и звезды D направлены вдоль одной линии в одну и ту же сторону (рис. 202), то величина смещения спек-
340 тральной линии в фиолетовую область, зафиксированная на Земле Е, укажет на факт движения звезды относительно пространства, но не относительно Земли, которая сама движется относительно пространства и факт их сближения или удаления зависит от разности их скоростей VDE VD VE (рис. 202). Если скорость звезды D относительно пространства больше скорости Земли Е, то звезда и Земля будут сближаться при ультрафиолетовом смещении спектров на Земле. Если же скорость Земли относительно пространства будет больше, чем скорость звезды, то они будут удаляться друг от друга, в условиях зафиксированного смещения спектральной линии Звезды на планете Земля в ультрафиолетовую область. Таким образом, ультрафиолетовое смещение спектров будет зафиксировано и при сближении звезды с Землёй и при их удалении друг от друга. Второй случай (рис. 202). Звезда S удаляется от Земли Е со скоростью относительно пространства меньшей скорости Земли. В результате Земля и звезда S будут сближаться в условиях, когда спектральная линия, полученная на Земле Е со звезды S, будет смещена в инфракрасную область. Этого вполне достаточно, чтобы гипотезу о расширении Вселенной поставить под сомнение и воздержаться от выдачи Нобелевской премии за научный результат не имеющий однозначного доказательства достоверности. Астрофизики устойчиво фиксируют инфракрасное смещение спектров звёзд и галактик, но этого совершенно не достаточно для доказательства расширения Вселенной, так как остаются неизвестными величины скоростей звёзд и галактик с красным смещением спектров и приёмника этих спектров – Земли относительно пространства. При отсутствии этой информации заключение о расширении Вселенной превращается в результат гадания на, так называемой, кофейной гуще. Мы уже показали во втором примере, когда красное смещение фиксируется на Земле в условиях не удаления звезды и Земли, а в условиях их сближения. 1852. Все ли звёзды Вселенной формируют инфракрасное смещение спектров? Нет, не все. 1853. Есть ли во Вселенной звёзды, которые формируют ультрафиолетовые смещения спектров и какое смещение спектров больше: инфракрасное или ультрафиолетовое? Во Вселенной немало звёзд, которые формируют ультрафиолетовое смещение спектров, но оно, примерно, в 20 раз меньше инфракрасного и точная причина этого ещё не известна. 1854. Существует ли однозначный ответ: расширяется ли Вселенная или нет? Нет, не существует и мы уже доказали это на элементарных примерах, рассмотренных в рамках новой формулировки второго постулата А. Эйнштейна. 1855. Астрофизика заполнена информацией о расширении Вселенной. Разве можно ставить такую информацию под сомнение? Для этого есть все основания. Мы уже привели их. Но это не всё, что ставит гипотезу о расширении Вселенной под сомнение. Есть и другие факты, доказывающие правильность наших выводов. Суть их в следующем. Точная причина красного смещения спектральных линий (рис. 197, а, b) до сих пор не установлена. Это явление может быть следствием двух причин: увеличение красного смещения за счёт увеличения скорости удаления источника излучения от наблюдателя (от Земли) или увеличение потерь энергии фотонами в процессе их столь длительного путешествия от звёзд к нам. Какая из этих причин рождает красное смещение спектральных линий, до сих пор не установлено. 1856. Есть ли косвенные доказательства влияния длительности путешествия фотонов во Вселенной на величину красного смещения? Есть, конечно. Установлено, что красное смещение спектральных линий тем больше, чем дальше от Земли источник излучения – звезда или галактика. Это явный признак влияния длительности путешествия фотонов во Вселенной на величину красного смещения, но астрофизики думают подругому. Они считают, что чем дальше от Земли источник излучения, тем с большей ско-
341 ростью он удаляется. Странная логика. Из неё следует, что Земля – центр Вселенной. Глупое следствие, но ему поклоняются. 1857. Астрофизики ввели понятие тёмная материя, чтобы объяснить причину торможения американского спутника «Пионер-10», запущенного 2 марта 1972 года, который был ускорен силой гравитации Юпитера до третьей космической скорости 16,67 км/сек и пошёл за пределы Солнечной системы, которую он покинул в 1978 году (рис. 203). Последние сеансы связи с ним состоялись 4 декабря 2002 года и 22 января 2003 года. По сообщению американских исследователей, спутник «Пионер-10» находился в тот момент на расстоянии 12 млрд. километров от Земли и летел уже с меньшей скоростью 12,20 км/с. Какова реальная причина замедления движения указанного спутника? Американцы, не мудрствуя лукаво, объявили о существовании тёмной материи, которая замедлила скорость движения их спутника за пределами Солнечной системы. Для проверки достоверности их утверждения вычислим силу гравитации Солнечной системы, тормозящую спутник массой 230кг на расстоянии ROC 1,22 1013 ì . Она равна 30 mC mi 2,30 10 2 11 1,98 10 6 , 672 10 8,88 10 5 Í . (280) Ri2 (1,22 1013 ) 2 Эта небольшая величина и побудила американцев сформулировать гипотезу о том, что спутник тормозит какая-то разряжённая субстанция, которая называлась эфиром, отвергнутым теориями относительности А. Эйнштейна, поэтому решили назвать её тёмной ма-
Fig G
терией. Рис. 203. Фото американского спутника «Пионер-10» и схема его полёта 1858. Позволяют ли законы динамики Ньютона установить истинную причину замедления американского спутника? Нет, не позволяют. 1859. Почему законы динамики Ньютона не позволяют установить истинную причину замедления американского спутника? Динамика Ньютона базируются на принципе Даламбера, согласно которому сила инерции Fi равна произведению массы m тела на его ускорение a и направлена противоположно ускорению. Так как сила инерции, тормозит ускоренное движение тела, то, учитывая ньютоновскую силу FN ma , даламберовскую силу инерции Fi ma и другие силы сопротивления FC при ускоренном движении тела, уравнение сил, действующих на ускоренно движущееся тело, согласно принципу Даламбера, запишется так FN Fi FC 0 ma ma FC 0 FC 0 . (281) Абсурдность этого результата обусловлена ошибкой Даламбера, который определил силу инерции, как произведение массы тела на его ускорение. В реальности сила инерции при ускоренном движении формирует лишь часть сопротивления движению совместно с дру-
342 гими силами, поэтому массу тела надо умножать на ту часть замедления, полную величину которого формирует сила инерции совместно с другими силами. 1860. Как же определить величину замедления движения американского спутника? Если за начало отсчёта взять момент (декабрь 1973 года, рис. 203) пролёта Юпитера, гравитационное поле которого сообщило спутнику третью космическую скорость 16,67 км/с и дату последней связи с ним (январь 2003), то общее время, в течение которого его скорость уменьшилась на 16,67 - 12,20 =4,47 км/с составит 29 лет и 1 месяц или t=29х12+1=349 месяцев=349х30х24х60х60=904608000сек. Из этого следует, что спутник двигался с замедлением 16,67 12,20 (282) b 0,49 108 м / с 2 . 8 9,0461 10 1861. Как же проверить тот факт, что величину замедления b 0,49 10 8 ì / ñ2 американского спутника сформировала тёмная материя? Если это замедление формировала разряжённая субстанция, которую называли эфиром, а теперь называют «темная материя», то такое же замедление должно появляться у всех тел, движущихся в космическом пространстве, в том числе - и у нашей планеты «Земля». Её орбитальная скорость почти в два раза больше скорости указанного спутника и составляет, примерно, 30км/с. Величина замедления b движения определяется из известной элементарной кинематической формулы (283) V Vo b t , где Vo 3,0 104 м / с - начальная, существующая орбитальная скорость Земли; V - скорость Земли уменьшенная сопротивлением эфира или - тёмной материи за определённый промежуток времени t . Формула (283) позволяет определить время уменьшения орбитальной скорости Земли до нуля (V=0) в результате торможения её движения тёмной материей. V V 3,0 10 4 0 t o 6,10 1012 ñåê 6,10 1012 ñ / 3,15 10 7 ñ 1,94 10 5 194000ãîäà .(284) 9 b 4,9 10 Из этого следует, что тёмная материя должна была остановить движение Земли по орбите за 194000 года, но она вращается уже более 4,5 млрд. лет. 1862. Можно ли проверить приведённый кинематический расчёт динамическим? Учитывая массу спутника m=230кг, имеем силу, генерируемую тёмной материей, замедлявшей его движение (рис. 203).
F m b 230 4,90 10 9 1,127 10 6 H .
(285)
Она меньше силы гравитации (280) в 8,88 10 5 / 1,127 10 6 78,80... ðàçà . Итак, сила гравитации Солнечной системы, действующая на американский спутник, больше силы тёмной материи, которая, как они считают, тормозит спутник. 1863. Есть ли ещё варианты расчёта для проверки достоверности американской гипотезы? Есть. Вот ещё один вариант. Нам не известны точные размеры проекции спутника на плоскость перпендикулярную траектории его движения, поэтому мы принимаем эту величину, примерно, равной S 3м 2 . Тогда величина удельного сопротивления движению спутника будет такой F 1,127 10 6 (286) 3,760 10 7 H / ì 2 . S 3 Мы получили величину удельного сопротивления эфира, следующую из американской гипотезы. Поскольку эфир или тёмная материя равномерно заполняют пространство, то наша матушка Земля тоже должна испытывать подобное действие этой таинственной субстанции. Посмотрим, на какую величину она может изменить орбитальную скорость
343 Земли за один оборот (один год) вокруг Солнца. Сейчас она равна около 30000м/с. Радиус Земли равен Rз 6,38 106 м , а площадь её круга
S R 2 3,14 (6,38 106 ) 2 1,278 1014 м 2 . Сила, тормозящая движение Земли в пространстве, будет такая Fç S 3,76 10 7 1,28 1014 4,81 10 7 H . Радиус орбиты Земли равен Ro 1,50 1011 м , а длина орбиты
(287) (288)
(289) L 2Ro 6,28 1,50 1011 9,42 1011 м . Тогда работа силы сопротивления движению Земли, совершаемая за год, будет равна
E p F L 4,81 10 7 9,42 1011 4,53 1019 Äæ . (290) Эта работа эквивалентна уменьшению кинетической энергии Ek Земли в орбитальном движении за год, а значит и уменьшению скорости за год. С учётом этого, имеем
Vo
орбитального движения
m çVo2 E p E k 4,53 10 2 19
.
(291)
Масса Земли равна mз 6,0 1024 кг . Тогда из уравнения (291) найдём 2 4,53 1019 (292) 1,51 10 5 0,004 ì / ñ . 6,0 10 24 Учитывая, что современная орбитальная скорость Земли 30000м/с, находим время уменьшения орбитальной скорости Земли до нуля в результате торможения, формируемого тёмной материей. Оно равно t 30000 / 0,004 7500000...ëåò . Эта цифра в 4500000000 / 7500000 600... ðàç меньше существующего срока жизни Земли. Абсурдность замедления американского спутника «тёмной материей» очевидна. Если скорость спутника уменьшилась, то не в результате действия таинственной «тёмной материи» , а в результате действия силы гравитации солнечной Системы (280). 1864. Позволяет ли новая теория микромира сформулировать новую гипотезу рождения материального мира? Ответ, конечно, положительный, но, прежде чем его детализировать, следует вспомнить, что гипотеза Птолемея о движении Солнца вокруг Земли просуществовала в качестве научной истины более 2000 лет. Гипотезе о рождении материального мира в результате, так называемого, Большого взрыва, менее 100лет. Но насилие в признании этой гипотезы в качестве научной истины не меньше насилия в признании гипотезы о движении Солнца вокруг Земли в качестве научной истины. Так что уровень, если можно так сказать, человечности остался прежним. Научный интеллект человека растёт быстро, а те качества, которые должны отличать человека от животного, не только не растут, а стремительно деградируют путем управляемого воздействия на сознание людей пропагандой человеческих пороков, которые и калечат молодых – наше будущее. 1865. В чём суть противоречий гипотезы Большого взрыва, в результате которого, как предполагается, родилась Вселенная и материальный мир в ней? Прежде чем излагать новую гипотезу о рождении материального мира, надо убедиться, что возможности доказать достоверность старой гипотезы уже исчерпаны. Для этого достаточно сформулировать ключевые вопросы, ответы на которые должны следовать из старой гипотезы. Первый и главный из них – природа и свойства первичного взорвавшегося объекта: масса и плотность? Мы уже знаем, что наибольшую материальную плотность 18 3 ( 1,452 10 êã / ì ) имеет сплошной тор протона. Плотность всего ядра атома меньше и Vo
344 составляет, примерно, 1,80 1017 êã / ì 3 . Разница эта естественна, так как ядро – не сплошное образование, а состоит из протонов и нейтронов, между которыми есть пустоты. Какова же была плотность субстанции первичного объекта, следующего из Общей теории относительности А. Эйнштейна, размеры которого были близки к размерам горошины, из которой потом образовались все современные звезды и галактики? Здравый смысл сразу отвергает эту гипотезу и формирует представление о глупой наивности автора гипотезы «Большого взрыва» и его последователей.
Рис. 204. 1866. В чём же сущность новой гипотезы рождения материального мира, следующей из новой теории микромира? Новая теория микромира даёт нам основания предполагать, что пространство и разряжённая в нём среда, которую называют эфиром, вечны, а процесс рождения материального мира начался с процесса рождения элементарных частиц. Известен вихревой характер магнитного поля, возникающего вокруг проводника с током. Что является носителем этого поля? По-видимому, какая – то неизвестная нам субстанция, которую мы называем эфиром. Вполне вероятно, что в пространстве могут существовать условия, при которых из подобной магнитной субстанции формируется микро вихрь с радиусом r 2,40 10 12 ì . Есть основания полагать, что существуют условия, когда высота цилиндрической части этого вихря ограничивается формированием второго вращения относительно кольцевой оси вихря. В результате образуется тор с двумя вращениями, который мы назвали электроном (рис. 204, b). Это была первая элементарная частица. 1867. Можно ли наблюдать подобные образования в макромире? Подобные образования в макромире иногда наблюдаются в виде торообразных колец дыма на выходе из труб двигателей внутреннего сгорания. Их могут формировать дельфины из воды, они возникают в зонах вулканов и, наконец, человек сотворил самый большой тор, который формируется над поверхностью Земли при взрыве водородной бомбы в атмосфере. Информация об этом в ВИДЕО «Тайны тороидальных структур» http://www.micro-world.su/ Конечно, это гигантские образования по сравнению с размерами электронов или протонов. Тем не менее, есть основания полагать, существование условий, при которых из эфира могут формироваться локализованные в пространстве тороидальные образования с постоянной массой – электрона. Радиус оси тора электрона составляет всего re 2,40 10 12 ì . Устойчивостью такой структуры управляет закон сохранения кинетического момента (момента импульса), закодированный в постоянной Планка и более 20 других констант. 1868. Какой процесс последовал после образования электронов? Электрон имеет заряд и магнитное поле, подобное магнитному полю стержневого магнита. Это создаёт условия для формирования кластеров электронов путем соединения их разноименных магнитных полюсов. Одноимённые электрические заряды электронов ограничивают их сближение. Электронный кластер - уже экспериментальный факт (рис. 205, а).
345 1869. Какая частица родилась второй, после электрона? Процесс образования электронного кластера сопровождается излучением фотонов, которые мы наблюдаем при формировании электрической искры. Треск, сопровождающий этот процесс – следствие быстроты формирования электронного кластера и одновременного излучения фотонов всеми его электронами. Причина треска – превышение размеров фотонов (рис. 205, b), излучаемых электронами, на пять порядков размеры самих электронов. В Природе электронно-ионные кластеры мощнее. При их формировании образуются молнии, а треск электрической искры превращается в мощные громовые раскаты.
Рис. 205. 1870. Какая частица родилась третьей? Есть основания полагать, что одновременно с электронами рождались протоны, имеющие не полый, а сплошной тор и обратное тороидальное вращение (рис. 205, с). Наличие электронов и протонов – достаточное условие для начала формирования всего материального мира. 1871. Какой атом родился первым? Первыми рождаются атомы водорода и этот процесс сопровождается излучением фотонов. Два атома водорода, соединяясь, излучают фотоны и образуют молекулу водорода. 1872. Какая частица родилась четвёртой? Если в момент установления связи между электроном и протоном их разноимённые магнитные полюса направлены навстречу друг другу, то протон поглощает такие электроны и превращается в нейтрон (рис. 205, d) – четвёртую элементарную частицу. 1873. Какое ядро родилось после рождения протона и нейтрона? Следующий шаг – рождение ядер дейтерия и трития, а потом - ядер гелия и его атома. 1874. Как согласуется новая гипотеза рождения материального мира с существующей гипотезой о рождении звёзд из, так называемого, звёздного газа? Астрономы и астрофизики считают, что звёзды рождаются из звёздного газа. Однако нам не удалось найти информацию о составе этого газа, поэтому введём понятие реликтового межзвёздного газа, под которым будем понимать совокупность двух первичных элементарных частиц электронов и протонов, которые формировали такой газ на заре рождения материального мира.
346 1875. Какую информацию принесли нам взрывы, так называемых сверхновых звёзд? Конечно, взрывы “Сверхновых” в наше время значительно обогатили первичный реликтовый межзвёздный газ различными химическими элементами. Поэтому мы возвратимся к начальному периоду рождения материального мира, когда так называемый звёздный газ состоял лишь из электронов и, возможно, протонов. Поскольку началом формирования материального мира являются процессы образования электронов и, возможно, протонов, то их скопление в межзвёздном пространстве приводит к взрыву и формированию звёзд. В результате родившаяся звезда будет иметь спектр излучения и главными спектральными линиями этого спектра будут линии атомарного водорода. Максимальная температура на поверхности такой звезды будет не самая большая (рис. 205-2). Её величину будет определять энергия ионизации атома водорода, равная 13,60 eV. Радиусы фотонов (длины волн), имеющих такую энергию, равны (рис. 205-1). Это фотоны начала невидимого ультрафиолетового диапазона. Совокупность этих фотонов, согласно закону Вина, формирует температуру (рис. 205-2). 1876. Какие процессы идут сразу после рождения звезды? После рождения звезды начинаются процессы превращения части протонов (рис. 205, с) в нейтроны (рис. 205, d). Происходит это за счёт поглощения электронов протонами. Поскольку и протоны, и электроны имеют разноимённые электрические заряды и линейно расположенные разноимённые магнитные полюса, то, если при их сближении, как частиц с разноимёнными электрическими зарядами, их одноимённые магнитные полюса направлены навстречу друг другу, то эти полюса ограничивают их сближение, в результате формируются атомы водорода. Если же разноимённые магнитные полюса электронов и протонов окажутся направленными навстречу друг другу, то после поглощения протоном, примерно, 2,51 электрона он превращается в нейтрон (рис. 205, d), а остаток третьего электрона, не оформившись ни в какую частицу, растворяется, превращаясь в эфир. 1877. Какие процессы сопровождают рождение нейтронов? Наличие протонов и нейтронов приводит к формированию ядер дейтерия и трития, и началу формирования ядер и атомов гелия. Этот процесс сопровождается не только излучением инфракрасных, световых и ультрафиолетовых фотонов электронами, формирующими атомы водорода и гелия, но и излучением протонами рентгеновских фотонов и гамма фотонов при формировании ядер гелия. Это – следующий важный этап в жизни звезды. В этот период у звезды повышается температура и она начинает интенсивно излучать рентгеновские фотоны и гамма фотоны. Температура звезды повышается за счёт излучения электронами фотонов при синтезе атомов гелия. Вначале к протону ядра атома гелия приближается один электрон и формируется водородоподобный атом гелия. При этом излучается совокупность фотонов, среди которых могут быть фотоны с энергией, равной энергии ионизации атомов гелия 13,60х4=54,40 eV. Радиусы (длины волн) таких фотонов известны и равны (рис. 205-3). Это фотоны, примерно, середины ультрафиолетового диапазона. Совокупность таких фотонов формирует температуру 127200К (рис. 205-5). Это уже не мало. Физический смысл этой температуры означает, что она соответствует началу формирования атома гелия. 1878. Какую температуру формирует процесс синтеза атомов лития? Известно, что электрон водородоподобного атома лития имеет энергию связи с ядром этого атома, равную Е=13,60х9=122,40 eV. Это энергии фотонов, которые излучают электроны в самый начальный момент формирования атомов лития. Радиусы (длины волн) этих фотонов равны (рис. 205-4). Их совокупность способна сформировать температуру (рис. 205-6). Это фотоны вблизи границы ультрафиолетового и рентгеновского диапазонов (табл. 39). 1879. Какую температуру формирует максимальная совокупность рентгеновских фотонов? Максимальная совокупность фотонов начала рентгеновского диапазона, согласно закону Вина, должна формировать температуру около миллиона градусов.
347 1880. Какую максимальную температуру звёзд фиксируют астрофизики? Астрофизики фиксируют максимальную температуру на поверхности голубой звезды, равную 80000 К. Так, что в этот период максимальная совокупность фотонов, формирующих температуру звезды, имеет радиусы (длины волн) равные (рис. 206-1). Это фотоны почти середины ультрафиолетового диапазона (табл. 39) и рождаются они, как мы уже отметили, при синтезе атомов гелия (табл. 39). 1881. Есть ли у звёзд спектры поглощения и как они интерпретируются? Спектры поглощения закодированы в последующих этапах жизни звёзд. Последовательность появления этих спектров должна соответствовать последовательности рождения химических элементов, представленных в таблице химических элементов Д.И. Менделеева. Наличие протонов и нейтронов должно приводить к последовательному формированию ядер, а потом и атомов постепенно усложняющихся химических элементов и выбросу их в «атмосферу» звезды. В результате в непрерывном спектре такой звезды должны появляться тёмные полосы - спектры поглощения этих химических элементов. Например, спектр поглощения Солнца (рис. 206).
Рис. 206. 1882. Соответствует ли последовательность появления спектров поглощения последовательности усложнения химических элементов в таблице Д.И. Менделеева? В спектрах звёзд, зафиксированных астрофизиками, нет той строгой последовательности рождения химических элементов, которая следует из таблицы химических элементов. В частности, почти во всех спектрах поглощения присутствуют яркие линии атомов кальция, который распложен в таблице химических элементов на 20-м месте, поэтому, казалось бы, что спектральные линии атомов кальция должны появляться после линий: гелия, лития, бериллия, бора, углерода, азота, кислорода, фтора, неона, натрия, магния, алюминия, кремния, фосфора, серы, хлора, аргона и калия. Но они появляются после появления линий азота и кислорода. 1883. В чем сущность этого необычного явления? Это свидетельствует о том, что ядро атома кальция не проходит процесс последовательного формирования, а рождается из совокупности ядер других, уже родившихся, более простых химических элементов. Мы уже показали, что этот же процесс идёт и в некоторых живых организмах. При этом основой формирования ядер атомов кальция являются ядра атомов азота, гелия и лития. Ядра этих элементов начинают формироваться у звёзд с самой высокой температурой, равной 80000 К. 1884. При какой температуре звезды у неё начинают появляться спектры поглощения ионов кальция? Спектры ионов кальция появляются при охлаждении звёзд до
348 20000 К. Это явно противоречит существующим представлениям о формировании температуры плазмы. Ведь у атома кальция 20 протонов и если бы они все сразу участвовали в синтезе его ядра, то излучали такое большое количество гамма фотонов, которые, согласно закону Вина формировало бы температуру в сотни миллиардов градусов. Но этого не происходит. Кальций появляется не при нагреве звёзд, а при их охлаждении. Из этого следует, что чем больше номер химического элемента, формирующего в спектре звезды свои спектральные линии поглощения, тем она холоднее и старее. На фото (рис. 206) представлен спектр нашего Солнышка. Это спектр поглощения почти половины химических элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева. Анализ его формирует грустные мысли. Наше Солнышко уже давно не в молодом возрасте и нам пора осознать это. 1885. Есть ли основания полагать, что Новая теория микромира явится теоретической базой нано технологий? Это – главное практическое следствие новых теоретических основ физхимии микромира. 1886. Какое значение для будущей химии будет иметь закон формирования спектров атомов и ионов, из которого следует отсутствие орбитального движения электрона в атоме? Решающее. 1887. Упростит ли новое понимание физических и химических процессов изучение микромира? Несомненно, упростит. 1888. Можно ли будущую физику микромира отделить от химии микромира? Невозможно. 1889. Какое достижение является самым фундаментальным? Раскрытие судейских научных функций аксиомы Единства. 1890. Как долго человечество будет пользоваться услугами судейских функций аксиомы Единства? Все время своего существования. 1891. Будут ли признаны следствия аксиомы Единства третьим фундаментальным обобщением в точных науках? Для этого есть все основания, но как распорядится история, пока неизвестно. 1892. Как долго новое поколение физиков и химиков будет осваивать судейскими функциями аксиомы Единства? В век Интернета такой прогноз затруднителен. 1893. Какой ущерб физике ХХ века причинило преобладание среди физиков - теоретиков лиц с первым математическим образованием и вторым физическим образованием или физическим самообразованием? Точно трудно определимый, но очень значительный. 1894. Созреет ли международное сообщество физиков до понимания необходимости увеличения количества физиков, имеющих первое физическое образование и второе математическое, а не наоборот? Другого выхода нет. 1895. Какой значительный практический результат уже получен на основе новой теории микромира? Случилось так, значительные достижения в области военных лазеров появились более 40 лет назад, ещё в бывшем Советском Союзе, в условиях полного отсутствия теории фотонов. Это было первое фундаментальное подтверждение достоверности нашей теории фотона, но открытая информация об этом появится не скоро. 1896. Какой значительный экспериментальный результат получен на основании новой теории микромира? Появление финансирования на склоне лет позволило нам реализовать один из новых законов новой электродинамики – закон формирования мощности в электрической цепи. В результате был разработан, изготовлен и испытан самовращающийся генератор электрических импульсов с невероятно экономными показателями генерирования этих импульсов. 1897. Можно ли спрогнозировать судьбу этого изобретения? Оно станет основой будущей экологически чистой и экономной энергетики и будет внесено в золотой научный фонд человечества. 1898. Курс лекций «Теоретические основы физхимии микромира» уже издан, издана и монография «Начали физхимии микромира». Возникает вопрос: возможно ли по-
349 нимание существующей научной элитой России необходимости введения информации, изложенной в этой монографии, в учебный процесс? Нет, невозможно. История науки убедительно свидетельствует, что стереотип научного мышления сильнее здравого смысла. 1899. Обращался ли автор к руководству страны с просьбой обязать академиков прорецензировать свои книги? Конечно, обращался и не раз. Министерство образования и науки, которому было поручено выполнить эту работу, трижды информировало автора в течение двух лет, что он получит соответствующие рецензии. Однако, прошло уже более четырех лет, а рецензии так и не поступили. 1900. Есть ли публикации об этом в Интернете? Есть, конечно, по адресу: http://kanarev.inauka.ru . 1901. Повлияет ли судьба автора Новой теории микромира на её использование будущими поколениями? Нет, не повлияет. Она уже опубликована в таком объёме, что её распространение уже не зависит от автора. Поскольку у неё нет конкурентов в близости к реальности и не предвидится в ближайшие 100 лет, то она неминуемо завоюет умы человечества и будет преподаваться во всех школах и вузах мира. 1902. Как руководство Кубанского аграрного университета, в котором работает автор Новой теории микромира, относилось и относится к его непрофессиональным увлечениям? Оно ни разу не упрекнуло автора в этом и оказывало посильную (а для автора бесценную) помощь в публикации первых результатов исследований. К этому следует добавить – ни разу не поддержало стремление автора преподавать студентам результаты своих исследований, а в последние годы тайно и активно препятствовало этому. 1903. Известно, что новая теория может содержать следствия с военными приложениями. Имеет ли такие следствия Новая теория микромира? Конечно, имеет. Но, в соответствии с законом России о государственных секретах, детали таких следствий известны только автору. 1904. Из изложенных ответов на приведённые вопросы следует процветание в России мощного процесса торможения научного прогресса. В связи с этим возникает вопрос: почему совет безопасности России не обсуждает столь значительную опасность для будущего России? Отвеет на этот вопрос за рамками компетенции автора Новой теории микромира. Его опишут историки науки. 1905. Большую часть Нобелевских премий получили американские учёные. Как этот факт повлияет на мнение будущих поколений о российских учёных? Этот факт будет восприниматься будущими поколениями учёных, как большая удача русских учёных. 1906. Почему небольшое число русских учёных, получивших Нобелевские премии, будет считаться нашими потомками, как неудачники? Потому что будущие поколения выявят ошибочность большей части научных результатов, за которые выданы Нобелевские премии, и это будет восприниматься, как позорный исторический факт. Американские и Западно-европейские учёные будут возглавлять этот позор. 1907. Есть ли уже результаты анализа ошибок Нобелевских лауреатов? В процессе разработки новой теории микромира нам приходилось анализировать результаты научных исследований ряда лауреатов Нобелевских премий и оказалось, что ряд из них выданы за явно ошибочные результаты, которые прозрачно видны в новой теории микромира. 1908. Можно ли привести ошибочные научные результаты, за которые были выданы Нобелевские премии? Мы покажем лишь часть тех из них, что были включены в учебники и формировали ошибочные научные представления последующих поколений школьников, студентов и учёных. «09.11.22. Присудить Нобелевскую премию по физике 1921г. Альберту Эйнштейну за его заслуги в области математической физики и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта, а также премию 1922 г. Нильсу Бору за заслуги в изучении строения атомов и испускаемого ими излучения».
350 Ошибочность вклада А. Эйнштейна в область математической физики уже доказана и суть его ошибок сейчас широко обсуждается в Интернете. Доказана и ошибочность его закона фотоэлектрического эффекта, но она ещё не известна научной общественности. Её суть детально описана в нашей монографии. Оказалось, что при правильной интерпретации математического уравнения А. Эйнштейна, описывающего экспериментальные закономерности фотоэффекта, оно становится математической моделью закона формирования спектров атомов и ионов, открытого нами в 1993 году. Суть ошибки Нильса Бора следует из нового закона формирования спектров атомов и ионов, выявленного нами при анализе закономерностей формирования экспериментальных спектров атомов и ионов. Из этого закона однозначно следует отсутствие орбитального движения электронов в атомах. Невозможно доказать ошибочность нового закона формирования спектров атомов и ионов, так как он следует из самого большого массива экспериментальных данных – из спектров атомов и ионов. «Присудить Нобелевскую премию по физике 1929 г. Луи Виктору де Бройлю за открытие волновой природы электронов». Ошибочность представлений о волновых свойствах электронов не нуждается в особом комментарии. Дифракционные картинки, формируемые электронами, - следствие взаимодействия их спинов после отражения от объектов, формирующих указанные картины. Аналогично образуются и фотонные дифракционные картины. Процесс их формирования детально описан в нашей монографии. «Присудить Нобелевскую премию по физике 1932г. Вернеру Гейзенбергу за создание квантовой механики, применение которой привело, в частности к открытию аллотропных форм водорода». Неравенство Гейзенберга лежало в фундаменте квантовой механики в период её рождения. И лишь недавно установлена физическая суть этого неравенства и ограниченность области его применения. Оно работает лишь в рамках конкретной длины волны, например, излучения и полностью теряет своё влияние за рамками этой длины. Современные знания об атоме и молекулах водорода вызывают недоумение по поводу введенного понятия «аллотропные формы водорода». «Нобелевскую премию по физике 1933 г. присудить, поделив поровну, Эрвину Шредингеру и Полю Адриену Морису Дираку за разработку новых, перспективных форм атомной теории». Каким образом эти Нобелевские премии закрыли перспективы развития атомной теории описано в нашей монографии и книгах, посвящённых детальному анализу ошибок лауреатов Нобелевских премий. «15.11.45. Присудить Нобелевскую премию по физике 1945г. Вольфгангу Паули за открытие принципа запрета, называемого также принципом Паули». Принцип Паули – следствие ошибки Нильса Бора об орбитальном движении электронов в атомах и -уравнения Шредингера, закрепившего ошибку Бора. «03.11.54. Присудить Нобелевскую премию по физике Максу Борну за его фундаментальные работы по квантовой механике и, прежде всего, за статистическую интерпретацию волновых функций». Наиболее удачное обобщение этих «достижений» принадлежит Альберту Эйнштейну, сказавшему: «Бог не играет в кости». «05.11.63. Присудить половину Нобелевской премии по физике Юджину Вигнеру за вклад в теорию атомного ядра и элементарных частиц». Современные знания и теории о ядрах атомов и элементарных частицах так далеки от тех, за которые были выданы указанные премии, что нет нужды комментировать их различия. «21.10.65. Присудить Нобелевскую премию по физике Сиъитиро Томонаге, Джулиусу Швингеру и Ричарду Фейману за фундаментальный вклад в развитие квантовой электродинамики, имевший глубокие последствия для физики элементарных частиц». Никаких последствий не последовало после присуждения этой премии. Квантовая электродинамика оказалась полностью ошибочной. Мы только сейчас начали исправлять эти ошибки. «16.10.75. Присудить Нобелевскую премию по физике Оге Бору, Бену Моттельсону и Джеймсу Рейнуотеру за исследование связи между коллективным и индивидуальным движениями частиц в атомном ядре и развитие на этой основе теории структуры атомного
351 ядра». О какой теории структуры атомного ядра можно говорить, если самые последние достижения ортодоксальной физики представляют ядро в виде капли, подобной капле воды? «18. 10.76. Присудить Нобелевскую премию по химии Уильяму Липскомбу за исследования структуры бороводородов и связанной с этим проблемы изучения природы химической связи». Да, эти достижения уже так далеки от современных, что стремление химиков прикрыть полное непонимание природы химической связи понятием «сродство к электрону», вызывает лишь ироническую улыбку. 1909. Будет ли продолжен этот список псевдонаучных достижений? Конечно, нет силы, которая могла бы запретить будущим поколениям учёных анализировать научные ошибки своих предшественников, в том числе и - нобелевских лауреатов. 1910. Как будет оценена Нобелевская премия по физике, выданная в этом году (2011г.) за результаты исследований по расширению Вселенной? Прочитавшие наши ответы на вопросы по астрономии и астрофизике, могут самостоятельно сделать вывод о глубоко ошибочной интерпретации результатов экспериментальных исследований американцев по физической сути красного смещения. Тем не менее, наша информация никак не повлияет на выдачу уже присуждённой нобелевской премии за астрофизический миф «Расширяющейся Вселенной». История выдачи Нобелевских премий уже давно убедительно доказала, что процессом выявления научных достижений, достойных таких премий, управляют не учёные, а политический клан, преследующий свои глобальные цели и использующий эту премию, как средство достижения этой цели. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Мы привели лишь часть глубоко ошибочной информации по астрономии и астрофизике. Остальную часть добавят те, кто будет владеть новыми знаниями о микромире, без которых невозможно получить ответы на представленные здесь вопросы. Их значительно больше, но все они неминуемо будут поставлены и будут найдены на них ответы точнее отражающие реальность, чем мифологические знания текущего поколения астрофизиков, которые гордо называют их научными. Видимо, так же называли их и наши предки, считавшие, что земля плоская и держится на трех китах. 20. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ГЛАВНЫХ ЗАКОНОВ МАТЕРИАЛЬНОГО И ДУХОВНОГО МИРОВ Анонс. Самые большие тайны Природы скрыта в главных законах материального и духовного миров, некоторые детали которых мы только что начинаем понимать. ГЛАВНЫЙ ЗАКОН МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА
1911. Позволяет ли новая теория микромира выяснить источник материального мира? Новая теория микромира значительно усиливает достоверность гипотезы о рождении всех элементарных частиц из эфира, представляющего собой разряжённую субстанцию, которая равномерно заполняет всё космическое пространство. 1912. Существуют ли какие-либо количественные характеристики эфира? В книге «Эфиродинамика» В.А. Ацюковского приводится более 10 количественных характеристик эфира. Пока же доверия заслуживает лишь константа локализации фотона, электрона, протона и нейтрона. Являясь общей для всех этих частиц, константа локализации даёт все основания считать, что кольцевая плотность субстанции, называемой эфиром, равна k 0 m r 2,2102541 10 42 кг м const . Поверхностная плотность субстанции тора электрона равна mTe 2,464 10 8 êã / ì 2 const , но это уже не свободный эфир, а сформировавший поверхность тора электрона. Плотность сплошного тора протона равна
352
mTP 1,452 1018 êã / ì
const . Это на порядок больше плотности ядер атомов, что вполне естественно, так как само ядро не сплошное образование. 1913. Какая элементарная частица родилась первой в Мироздании? Пока точного ответа нет, но мы уже показали, что две частицы претендуют на первородство. Это электрон и протон. 1914. Если электрон и протон родились первыми, то какие частицы они начали рождать? Наличие электрона и протона автоматически ведёт к рождению атома водорода и излучению фотонов с параметрами от реликтового диапазона до ультрафиолетового. Параллельно с этим идёт захват протонами электронов и рождение нейтронов. 1915. Была ли Вселенная в таком состоянии, когда не было звёзд? Основания для такой гипотезы существуют. 1916. Совокупность каких элементарных частиц привела к рождению первой звезды? Поскольку синтез протонов и электронов приводит к появлению атомов водорода и нейтронов, то совокупность электронов и протонов – достаточное условие для рождения первой звезды и её эволюции: синтеза дейтерия, трития и гелия. Это - известные процессы. 1917. Каков сценарий рождения первой элементарной частицы из эфира? Наиболее работоспособная гипотеза – появление разной плотности эфира в различных точках пространства, в результате которой взаимодействие потоков эфира с разной плотностью привело к формированию эфирных вихрей, из которых и начали рождаться элементарные частицы, а вместе с ними - и фундаментальные константы. 1918. Позволяет ли новая теория микромира выяснить, какая фундаментальная константа родилась первой? Здесь больше определённости. Поскольку вихри формируются при вращательном движении, то самой главной константой, описывающей это движение, является константа Планка h . Мы уже анализировали её структуру, но, учитывая важность вопроса, повторим ещё раз. 1919. Какую размерность имела константа Планка в период её введения в физику? Если отвечать на этот вопрос с позиций системы СИ, то размерность константы Планка была странной h m2 кг м 2 с 1 . В этом выражении - длина синусоидальной волны, частота этой волны. Многие считают, что эта размерность соответствует кинетическому моменту или моменту импульса, но если подходить строго, то это не так. Размерность кинетического момента или момента импульса кг м 2 рад. с 1 . Она явно соответствует вращательному процессу, так как в ней присутствует радиан. В размерности же h m2 кг м 2 с 1 нет радиана, а длина волны синусоиды и её частота никак не связаны с вращательным процессом, поэтому у нас нет оснований полагать, что первозданная размерность константы Планка h m2 кг м 2 с 1 соответствует кинетическому моменту или моменту импульса. 1920. На каком же основании многие ученые приписывали размерности константы Планка соответствие кинетическому моменту или моменту импульса? Дело в том, что физики давно приняли соглашение опускать слово радиан в размерности, где присутствует с 1 . В результате первозданная размерность константы Планка 2 2 1 h m кг м с начала соответствовать размерности кинетического момента или момента импульса кг м 2 рад. с 1 , из записи которого было убрано слово радиан и оно 3
записывалось так кг м 2 с 1 . Это и явилось основой для признания соответствия размерности константы Планка кинетическому моменту или моменту импульса. Но этой размерности противоречили физические сущности, заключённые в длине синусоидальной волны и её частоте , которые входят в константу Планка, та как длина синусоидальной волны никак не связана с вращательным процессом. 1921. Какие же изменения надо было внести в структуру константы Планка, чтобы она соответствовала размерности и сущности кинетического момента или момента
353 импульса? Прежде всего, надо было придать символу длины волны физический смысл, соответствующий понятиям кинетического момента или момента импульса. Оказалось, что локализованная порция излучения абсолютно чёрного тела имеет такую структуру, радиус r которой равен длине волны, которую описывает центр масс этой структуры. Это сразу приблизило первозданную размерность константы Планка кг м 2 с 1 к физическому смыслу кинетического момента или момента импульса. Однако, это приближение было не полным. Требовалось присутствие в этой размерности радиана. Строго говоря, это понятие автоматически вошло в размерность константы Планка после введения постулата r , но оно оказалось так глубоко замаскированным, что снятие этой маскировки можно назвать самой трудной теоретической задачей ХХ века и она была успешно решена. 1922. Каким образом удалось обнаружить присутствие понятия радиан в размерности константы Планка после принятия постулата r ? Это обнаружилось в процессе поиска метода описания волнового движения центра масс локализованной структуры фотона. Оказалось, что за один полный оборот фотона его центр масс описывает 6 волн, длиною . В результате периоды колебаний всего фотона и его центра масс связались за1 2 висимостями T . Здесь - частота волны, которую описывает центр масс фо 0 тона; - угловая скорость вращения центра масс фотона относительно его геометрического центра; 600 - угол между центрами масс двух (из шести) смежных магнитных полей фотона. Из приведённого выражения периода колебаний фотона следует связь линейной частоты с понятием радиан 0 1,047 рад. / с . При выводе всех математических моделей фотона из кинематики движения выявленной модели фотона приведённая связь устанавливается автоматически так, что первозданное выражение константы Планка h m2 кг м 2 с 1 остаётся неизменным, но содержащим размерность «радиана» неявно. Присутствие этой размерности в константе Планка h m2 можно обнаружить только при её аналитическом выводе. 1923. Какое математическое выражение имеет константа Планка для электрона? Это - единственная константа, которая содержит характеристики всех трёх первичных элементов мироздания: пространства, материи и времени. Константа Планка, управляющая процессами формирования и поведения структур электрона и протона, записывается для них так h mr 2 . Здесь m - масса электрона или протона; r - радиус базового кольца (рис. 207, а) электрона или протона; - угловая скорость вращения базового кольца протона или электрона. 1924. Какова размерность постоянной Планка, описывающей электрон? В системе СИ постоянная Планка, описывающая электрон, имеет размерность 2 2 h mr , кг м рад. / с const . Это – явная размерность момента количества движения или кинетического момента, а физики называют эту размерность момент импульса или угловой момент. 1925. Постоянство какой – либо величины не может быть само по себе. Обязательно должен существовать закон, управляющий этим постоянством. Какой закон управляет постоянством константы Планка? Постоянством константы Планка управляет один из самых фундаментальных законов классической механики – закон сохранения момента количества движения. У него есть и другие названия. В последние годы механики называют его законом сохранения кинетического момента, а физики – законом сохранения момента импульса или углового момента. 1926. Почему в структуре постоянной Планка, описывающей поведение электрона и протона, присутствует угловая частота вместо линейной - ? Потому что основное состояние жизни и протона, и электрона - состояние вращения относительно своей оси симметрии.
354 1927. Не вносит ли это противоречия в расчёты других констант электрона и протона? Все константы электрона, а их более 20, связываются математическими зависимостями между собой только при условии присутствия в выражении константы Планка угловой частоты , вместо линейной – . 1928. Почему поведение фотонов описывается константой Планка, содержащей линейную частоту вместо угловой - ? Потому, что основное состояние жизни фотонов всех частот – состояние прямолинейного движения с постоянной скоростью C, а волновое движение центра масс фотона характеризует линейная частота . 1929. В книгах и учебниках по физике часто приводят запись постоянной Планка в таком виде mr 2 / 2 и используют её для расчётов, связанных с фотонами, почему? Поскольку угловая и линейная частоты связаны зависимостью 2 , то такая запись допустима, но использование её формирует путаницу в преставлениях о различиях структуры константы Планка, используемой для описания поведения фотона и других частиц, поэтому запись постоянной Планка под названием аш со штрихом надо исключить и использовать первозданные виды записей этой константы для фотона h mr 2 const и для других частиц h mr 2 const . Это необходимо сделать и потому, что аш со штрихом имеет абсурдную размерность mr2 / 2 кг м 2 / с . В этой размерности понятие радиан исчезает явно и оно автоматически не соответствует физическому смыслу кинетического момента или момента импульса. 1930. Содержит ли константа Планка в себе другие константы? Это самый фундаментальный вопрос с положительным ответом. Постоянная Планка содержит в себе ещё две константы. Они сразу проявляют себя в такой её записи h mr r const . Два сомножителя mr и r постоянной Планка также должны быть константами. И это действительно так. Величина r - линейная скорость точек базового кольца (рис. 192, а) электрона или протона. Она равна скорости света r C const . Константу k 0 mr const мы назвали константой локализации элементарных частиц. Она оказалась одной и той же у фотонов всех диапазонов излучения, у электрона, протона и нейтрона. 1931. Какой физический смысл имеет константа локализации? Физический смысл этой константы следует из её размерности кг м . Это значит, что все элементарные частицы формируются в первом приближении из колец (рис. 207, а), у которых произведение массы на длину кольца – величина постоянная и равная 42 k 0 mr 2,210254 10 кг м const . С учетом этого у нас появляется основание для формулировки постулата: эфир имеет линейную структуру, характеристика которой управляется константой k 0 mr 2,210254 10 42 кг м const . 1932. Есть ли основания считать, что первой родилась константа Планка, а вместе с нею и две другие константы: скорость света С и константа локализации k 0 ? Конечно, такие основания имеются, так как других претендентов на столь симфоническую взаимосвязь друг с другом нет. 1937. Есть ли основания утверждать, что константа Планка является самой фундаментальной константой? Положительный ответ на этот вопрос следует автоматически из выше изложенного. 1938. Есть ли основания считать, что все остальные константы являются производными? Из константы Планка, описывающей структуру фотона, следует ещё несколько констант, а из константы Планка, описывающей структуру и поведение электрона, следует более 20 констант. Аналогичное положение и у протона и нейтрона. Поэтому у нас имеются все основания считать постоянную Планка самой фундаментальной константой. 1939. Постоянная Планка - величина векторная, в векторном виде её называют спином. Какая принята условность для определения направления спина? Для формирования представлений о физической сути спина условились использовать винт, в котором сочетается два движения: вращательное и поступательное (рис. 207, а).
355
а) b) Рис. 207. Схема к определению направления вектора кинетического момента: а) - схема винта, b) - схема модели электрона; с) схема атома водорода Вращательное движение реализуется моментом сил, а поступательное одной силой. В результате в понятии «спин» содержится два вида движения и соответствующие им два вида сил: силы, формирующие вращательное движение и силы, формирующие поступательное движение. 1940. Значит ли это, что для чёткого понимания физической сути спина желательно показывать его вектор вместе с вектором момента сил? Конечно, во многих случаях такая условность весьма желательна. 1941. Как рекомендуется реализовывать эту желательность при схематическом изображении электрона? Ответ на этот вопрос на рис. 207, b. рядом с вектором спина h поставлен вектор магнитного момента M e электрона, символизирующий реализацию процесса вращения электрона магнитными силами. 1942. Как направлены векторы спина и магнитного момента электрона и протона атома водорода? Ответ на этот вопрос на рис. 207, с. У электрона направления векторов спина h и магнитного момента M e совпадают, а у протона они направлены противоположно. 1943. Чем обусловлена одинаковое направление спина и магнитного момента у электрона и противоположное направление их у протона? Направление вектора магнитного момента связано с направление магнитных силовых линий вдоль оси вращения элементарных частиц. Остриё вектора магнитного момента M e совпадает с северным магнитным полюсом N , а его противоположный конец – с южным S магнитным полюсом. Так как электрон и протон имеют разные электрические заряды, то при совпадении векторов магнитных моментов у электрона и у протона, протон поглощает электрон. Когда векторы магнитных моментов электрона и протона направлены противоположно, то их разноимённые электрические заряды сближают эти частицы, а одноимённые магнитные полюса ограничивают их сближение. В результате и образуется атом водорода (рис. 207, с). 1944. Наличие вращательного процесса у элементарных частиц должно передаваться всем более сложным структурам, которые формируются из элементарных частиц. Есть ли доказательства этому предположению? Мы уже видели, как проявляется этот закон в поведении фотонов всех частот, в поведении электронов при их энергетических переходах в атомах и при формировании молекул, а сейчас покажем ряд примеров проявления этого закона в более сложных структурах. Конечно, некоторые из этих примеров являются пока чисто гипотетическими, требуется их основательная проверка. Тем не менее, их надо привести, чтобы привлечь внимание исследователей к глобальной роли закона сохранения кинетического момента. 1945. Проявляет ли своё действие постоянная Планка при формировании атомов и молекул? Да, она управляет процессами формирования не только атомов (рис. 207, b) и молекул (рис. 208).
356
Рис. 208. Схемы молекул водорода 1946. В чём сущность этого действия? Дело в том, что постоянная Планка – величина векторная по своей природе. Обратите внимание на направление её вектора при вращении базового кольца (рис. 207, а) всех элементарных частиц. Вектор константы h направлен так, что вращение кольца видится с конца этого вектора направленным против хода часовой стрелки. Сущность действия векторных свойств постоянной Планка заключается в том, что вращения структур атомов и молекул направлены в одну сторону. Это хорошо видно по направлению векторов постоянной Планка, характеризующих вращение протона и электрона в атоме водорода (рис. 207, b) и в молекулах водорода (рис. 208). 1947. Проявляет ли своё действие постоянная Планка при формировании биологических структур? Из физической сути постоянной Планка следует необходимость совпадения направлений вращений валентных электронов. В результате молекулярные структуры при своём росте имеют тенденцию к закручиванию против хода часовой стрелки. Это явно проявляется в структуре молекулы ДНК (рис. 209, а). 1948. Можно ли считать винтовое расположение чешуек также управляется главным законом материального мира (рис. 209, b)? Основания для такого предположения имеются.
а)
b)
Рис. 209. Схема молекулы ДНК и фото шишки
357 1949. В каких живых организмах наиболее ярко выражено действие главного закона материального мира? Если этот закон работает на молекулярном уровне, то его действие должно проявляться и при формировании организмов. Наиболее ярко это отражено в форме улиток и морских раковин. Абсолютное большинство их закручено влево, против хода часовой стрелки (рис. 210).
Рис. 210. Абсолютное большинство морских раковин закручено против хода часовой стрелки Видимо, по этой же причине у большинства животных правая передняя конечность развита сильнее левой. У нас появляются основания полагать, что у большинства людей правая рука развита больше левой именно по этой же причине. 1950. Поскольку постоянная Планка – величина векторная по своей природе, то она управляет формированием и поведением элементарного носителя энергии - фотона. Так это или нет? Если исходить из того, что линейная частота - величина скалярная, то энергии единичных фотонов – величины скалярные. Однако, дополнительный анализ показал, что линейная частота - величина векторная. В таком случае энергии фотонов – векторные величины. Это относится к энергиям и других элементарных частиц. 1951. В каких явлениях явно проявляются векторные свойства постоянной Планка, описывающей фотоны, электроны и другие элементарные частицы? В явлениях их дифракции. 1952. Каким образом проявляются векторные свойства элементарных частиц в явлениях дифракции? Известно, что эти явления проявляются при отражениях элементарных частиц в момент встречи их с препятствиями или при прохождении через отверстия и щели. Результат поведения элементарных частиц в этом случае один – поляризация, при которой спины частиц, описываемые постоянной Планка, начинают взаимодействовать, изменяя траектории движения этих частиц таким образом, что на экране образуются их пучности и пустоты, которые мы воспринимаем как дифракционные картины, доказывающие волновые свойства частиц. 1953. Играет ли какую-либо роль спин фотона при формировании боевого лазерного импульса? Главную, но специалисты такого лазера не имеют понятия об этом и не понимают физики своих фантастических достижений. 1954. Есть ли детальный анализ вывода уравнения Френеля для описания явлений дифракции? В одном из изданий нашей монографии приведён процесс вывода формулы Френеля для расчета дифракционной картины, формирующейся за проволокой и показаны его ошибки. 1955. Есть ли признаки реализации постоянной Планка в организме человека? Они проявляются в преобладающем развитии правой руки и расположения сердца с левой стороны. Это следствие эволюционного развития организма, при котором формируется защита для главного органа - сердца.
358 1956. В чём физическая суть этого явления? Векторы кинетических моментов h всех атомов и молекул нашей планеты направлены беспорядочно и компенсируют друг друга везде, кроме приповерхностного слоя. Векторы кинетических моментов, направленные от поверхности Земли, у тех атомов, что располагаются вблизи поверхности, оказываются не скомпенсированными. В силу этого они и формируют слабое левозакрученное H OL ротационное поле, которое названо торсионным (рис. 211, а). 1957. Если описанное верно, то появляются основания предполагать, что направление вращающихся гироскопов должно влиять на ускорение их падения. Так это или нет? Так. Японский исследователь Hideo Haysaka экспериментально доказал, что ускорение свободного падения у падающего гироскопа с правым вращением меньше, чем с левым (рис. 211).
Рис. 211. а) схема формирования левовращающегося H OL ротационного поля у поверхности Земли и взаимодействия с ним левовращающегося гироскопа 1 и правовращающегося гироскопа 2; b) изменение веса гироскопов: левовращающегося 1 и правовращающегося 2 1958. В чём физическая суть зависимости ускорения свободного падения гироскопа от направления его вращения? Она заключается в том, что направления векторов суммарных кинетических моментов H OL атомов поверхности Земли (с левым вращением) и вектора H OL левовращающегося гироскопа 2 совпадают по направлению, а вектор H r правовращающегося гироскопа 3 направлен противоположно им. В результате формируются силы, отталкивающие их, и таким образом уменьшающие ускорение его падения. 1959. Как меняется вес гироскопа при изменении направления его вращения? Вращающиеся гироскопы тоже формируют вокруг себя вращающиеся ротационные поля, которые должны взаимодействовать с левовращающимся ротационным полем Земли. Российские инженеры Левин Э.И. и Плотников С.В. установили, что вес вращающегося гироскопа зависит от направления его вращения. На рис. 211, b представлены результаты эксперимента Плотникова С.В. Как видно, вес левовращающегося гироскопа 1 увеличивается, а правовращающегося - 2 уменьшается. Сравнивая направления векторов кинетических моментов у атома (рис. 207, с) и молекулы водорода (рис. 208), у молекулы ДНК (рис. 209, а), у раковин (рис. 210) с направлением вектора кинетического момента гироскопа 2 (рис. 211, а), видим их аналогию. 1960. Влияет ли факт изменения ускорения свободного падения свободно вращающегося гироскопа на природные явления? Изложенное выше, как мы уже отметили, провоцирует нас предположить, что у поверхности нашей планеты существует слабое лево-
359 вращающееся ротационное поле. Оно должно усиливаться в зонах, где молекулы имеют возможность реагировать на действие такого поля. Например, молекулы больших скоплений газа или нефти, которые экранированы от сильных и частых переменных внешних воздействий, то есть в зонах месторождений газа и нефти. По сообщениям некоторых авторов это зафиксировано экспериментально, и поле, формирующее это вращение, названо торсионным полем. 1961. Невольно возникает вопрос: если Солнечная система и наша Галактика вращаются в одну сторону, то этот процесс должен генерировать космическое ротационное поле? Это оказалось действительно так. Ю.А. Бауров экспериментально доказал существование космического ротационного поля и вектор, характеризующий это поле, назвал Векторным потенциалом. Существуют результаты наблюдений, показывающие, что Векторный потенциал влияет на формирование солнечных протуберанцев. Конечно, мы привели краткое описание цепи природных явлений, где проявляется влияние кинетического момента. Такое совпадение вряд ли случайно, поэтому оно заслуживает глубокого изучения. 1962. Есть ли основания полагать, что главный закон материального мира управляет формированием и поведение таких природных явлений, которые названы летающими тарелками? Да, такие основания имеются. 1963. Позволяет ли изложенное объяснить неудачу многолетних исследований американцев по созданию летающих тарелок? Американцы уже рассекретили свои работы по созданию летающих тарелок, основанных на эффекте «Бифельда-Брауна». Мы анализировали их результаты и установили причину неудач, но воздержимся от изложения результатов нашей интерпретации их экспериментов по известной причине. 1964. Проявляется ли действие постоянной Планка в космических масштабах? Проявляется и очень интересно. Один из наших студентов провел исследования по выявлению влияния постоянной Планка (закона сохранения момента количества движения или момента импульса) на формирование Солнечной системы. 1965. Какие же результаты получены при этом? Оказалось, что момент количества движения нашей матушки Земли равен моменту количества движения кольца с радиусом орбиты Земли, которое вращалось вокруг Солнца. 1966. Как интерпретируется этот результат? Он означает, что есть основания полагать, что Земля родилась из кольцевого сгустка материи, вращавшегося когда - то вокруг Солнца. Однако, этот результат надо понимать, как один из вариантов формирования планет Солнечной системы. 1967. Какое ещё следствие последовало из результатов этих исследований? Второе важное следствие результатов этих исследований указывает на то, что когда массы всех планет находились в составе Солнца, то оно вращалось относительно своей оси в 10 раз быстрее, чем сейчас. 1968. Соблюдается ли закон сохранения кинетического момента, заложенный природой в константу Планка в структуре Солнечной системы? Такой анализ проведён недавно и оказалось, что есть основания полагать, что планеты Солнечной системы образовались из звезды, пролетавшей мимо Солнца по орбите Меркурия. 1969. В чём сущность такого предположения? Если сложить кинетические моменты всех планет Солнечной системы и их массы, то оказывается, что центробежная сила инерции, действовавшая на звезду с такой массой, увлечённую гравитационным полем Солнца в круговое движение по орбите Меркурия, была на порядок больше силы гравитации Солнца. В результате эта центробежная сила и начала разрывать плазму звезды на части и удалять их от Солнца в полном соответствии с законом сохранения кинетического момента. 1970. Объясняет ли гипотеза рождения планет из звезды, пролетавшей мимо Солнца по орбите Меркурия, рождение спутников планет и их разную плотность? Ответы на эти вопросы положительные и их невозможно получить из гипотезы формирования пла-
360 нет из кольцевых сгустков космической материи. Градиент изменения плотности планет Солнечной системы согласуется с градиентом изменения плотности любой звезды от её центра к поверхности. 1971. Есть основания полагать, что описанная гипотеза рождения Солнечной системы может занять лидирующие позиции среди гипотез о рождении Солнечной системы? Да, такие основания существуют и дальнейший анализ этой гипотезы усилит её лидирующие позиции. 1972. Существуют ли доказательства работы постоянной Планка в космических масштабах? Ю.А. Бауров экспериментально доказал существование космического ротационного поля и вектор, характеризующий это поле, назвал Векторным потенциалом. 1973. Влияет ли направление Векторного потенциала на деятельность Солнца? Сотрудники Пулковской обсерватории доказали, что указанный Векторный потенциал влияет на солнечную активность и направления выбросов плазмы. 1974. На каких принципах базируется системный метод анализа сложных проблем? Принципов здесь несколько, но главный из них требует находить начало анализируемой проблемы и анализировать все стадии её развития. 1975. Какой принцип занимает второе место в системном анализе проблем? Известно, что развитием анализируемой проблемы управляет огромное количество разнообразных факторов, но не все из них оказывают решающее влияние на её развитие. Поэтому второй принцип системного анализа требует выявления главных факторов, влияющих на развитие анализируемой проблемы. 1976. От чего зависит точность определения главных факторов, управляющих развитием анализируемой проблемы? От научного кругозора того, кто ведёт анализ. 1977. Как же наш мозг решает эту задачу? Владея определённой информацией, наш мозг пытается угадать, какие факторы являются решающими. Если мозг натренирован решать такие задачи, то он легко справляется с ними при условии, если владеет всем объёмом необходимой информации. 1978. Как называется такой процесс поиска решения? Интуитивный. 1979. Что же такое интуиция? Процесс догадки. Он идёт автоматически, часто помимо нашей воли и выдаёт нам найденное решение. Чаще всего утром, после сна. 1980. Какое направление развития более глубоких знаний о структурах элементарных частиц подсказывает интуиция? Интуиция подсказывает, что впереди более глубокий анализ участия субстанции называемой эфиром в формировании элементарных частиц. 1981. Какие же физические сущности эфира и какие его константы послужат основой при углублении знаний об элементарных частицах? Так как скорость света связана с электрической и магнитной постоянными зависимостью С 2 1 / , то электрическая и магнитная постоянные – основные характеристики эфира. 1982. Какую роль будут играть электрическая и магнитная постоянные при теоретической детализации структур обитателей микромира? Накопленный нами опыт подсказывает, что эти константы будут играть решающую роль в дальнейших теоретических исследованиях по анализу структур элементарных частиц. 1983. Так как электрическая и магнитная постоянные величины скалярные, то возможно ли использование неевклидовых геометрий с их участием? Такая возможность явно просматривается. 1984. Значит ли это, что вновь, образно говоря, воскреснут геометрии Лобачевского и Минковского? Нет, не значит. Такая перспектива видится пока только для геометрии Римана. 1985. Какие же физические сущности эфира послужили основой при рождении указанных констант? Так как скорость света связана с электрической и магнитной по-
361 стоянными зависимостью С 2 1 / , то электрическая и магнитная постоянные – основные характеристики эфира. 1986. Какую роль будут играть электрическая и магнитная постоянные при теоретической детализации структур обитателей микромира? Накопленный нами опыт подсказывает, что эти константы будут играть решающую роль в дальнейших теоретических исследованиях по анализу структур элементарных частиц. 1987. Так как электрическая и магнитная постоянные величины скалярные, то возможно ли использование неевклидовых геометрий с их участием? Такая возможность явно просматривается. 1988. Значит ли это, что вновь, образно говоря, воскреснут геометрии Лобачевского и Минковского? Нет, не значит. Такая перспектива видится пока только в геометрии Римана. 1989. А если на результат интуитивного решения влияют тысячи факторов, то велика ли вероятность ошибок? Все зависит от кругозора того, кто, анализируя эти факторы, пытается найти главные из них. Обычно наибольшее влияние на поведение анализируемой системы оказывают 2-3 фактора. Они выполняют роль критерия правильности принимаемого решения. Если он определен правильно, то успех гарантирован. 1990. Есть ли примеры глобальных ошибок? Наиболее ярко они проявляются у политических деятелей, так как им приходится принимать решения, которые влияют на поведение самых больших и сложных систем. Вспоминаю начало так называемой перестройки. Скудность знаний её автора о методах её реализации шокировала меня в те времена. Я, да и многие другие, явно видели их последствия. Конечно, решение о переменах надо было принимать, но они должны быть управляемы. Ибо, в противном случае неизбежны колоссальные экономические и людские потери для всех участников этого процесса, что и случилось, и мы явно видим преимущества управляемой перестройки, которую удалось реализовать китайцам, поражающим весь мир своими фантастическими экономическими достижениями, главный секрет которых в преобладающем государственном регулировании финансовых потоков, защищающих население от паразитирующих кредитов частных банков. 1991. Значит ли это, что интуиция – ненадёжный инструмент для политиков? Конечно, она всегда требует, как минимум, подстраховки, путем анализа мнений своих помощников, а ещё лучше – экспертов, которых также надо готовить, как и всех остальных специалистов. 1992. А наука разве не имеет методов, которые помогали бы политикам решать их сложнейшие задачи, от которых зависят судьбы человечества? Такие методы уже разработаны, но они неведомы текущей научной общественности и, тем более, политикам. 1993. В чём их суть? Суть заключается в том, что в анализ принимаемого решения может быть вовлечено любое количество факторов, которые влияют на результат этого решения. Все они приводятся, как мы уже отметили в 4-м разделе, к единому комплексному показателю эффективности, который изменяется в интервале от 0,2 до 0,9. Если этот показатель окажется меньше 0,5, то результат реализации принимаемого решения будет отрицательный, а если больше 0,5, то положительный и чем он ближе к 0,9, тем результат будет эффективнее. 1994. Есть ли опыт применения такого метода анализа? Имеется опыт применения этого метода при анализе поведения несложных систем, поведение которых управляется несколькими десятками факторов. 1995. Какую роль играет интуиция в науке? Она - главный помощник учёного. Тут уместно вспомнить как Архимед, выскочив из ванны, закричал: «Эврика!», то есть догадался. Интуиция подсказала ему закон, который носит теперь его имя. 1996. Почему удалось найти решение давно перезревших глобальных проблем фундаментальных наук лишь на языке русского мышления? Результаты этих исследова-
362 ний не могли появиться на английском языке, изобилующим исключениями из правил и этим разрушающим логику научного мышления. 1997. Какие качества русского языка способствовали получению новых научных результатов фундаментальных наук? Русский язык имеет минимальное количество исключений из своих правил, что формирует последовательность мышления и нацеливает на поиск непротиворечивого научного результата. Без этих качеств невозможно было обнаружить и устранить фундаментальные противоречия в таких фундаментальных науках, как теория познания, логика, математика, физика, химия, астрофизика и другие науки. ГЛАНЫЙ ЗАКОН ДУХОВНОГО МИРА 1998. Какой закон духовного мира является главным? Нормы морали логически обосновать невозможно. 1999. Что такое нормы морали? Правила поведения представителей одного вида животных. 2000. В каком состоянии находится процесс познания тайн формирования норм человеческой морали по сравнению с процессом познания тайн материального мира? Познание тайн материального мира опережает познание тайн формирования норм человеческой морали, примерно, на 5000 лет и этот разрыв будет увеличиваться с негативными последствиями для всего человечества. ЛИТЕРАТУРА 1.Канарёв Ф.М. Начала физхимии микромира». Монография. Том I. 15-е издание. http://www.micro-world.su/ http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/139--i 2. Канарёв Ф.М. Физхимия микромира. Учебник. 3. Хилл Т.И. Современные теории познания. Изд. «Прогресс». М. 1965. 530с. 4. Канарёв Ф.М. Теоретическая механика. Учебник. 1-е издание. http://www.micro-world.su/index.php/2012-02-28-12-12-13 5. Бурдун Г.Д. Справочник по международной системе единиц. М. Издательство стандартов. 1977. 232с. 6. Стерлигов А.П., Одинцова Г.А. Таблицы спектральных линий. М.: Наука.1977. 7. Зайдель А.Н. и др. Таблицы спектральных линий. М.: Наука. 1977. 8. Мыльников В.В. Видео-микромир. 9. Канарёв Ф.М. Импульсная энергетика. Том II монографии Начала физхимии микромира». 15-е издание. http://www.micro-world.su/ 10. Лобановский Ю. И. Технические причины катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС (итоги расследования). Часть I и Часть II. ПРИЛОЖЕНИЕ № 1 Спектр атома водорода Номер энергетического уровня
Энергия возбуждения (eV)
Энергия связи электрона с ядром (eV)
1
-0.00000000000000075
13.59800000000000000
2
10.19849999999999872
3.39950000000000000
3
12.08711111111111168
1.51088888888888896
4
12.74812500000000000
0.84987500000000000
5
13.05408000000000000
0.54391999999999992
6
13.22027777777777664
0.37772222222222224
363 7
13.32048979591836672
0.27751020408163264
8
13.38553125000000000
0.21246875000000000
9
13.43012345679012352
0.16787654320987654
10
13.46202000000000000
0.13597999999999998
11
13.48561983471074304
0.11238016528925620
12
13.50356944444444416
0.09443055555555556
13
13.51753846153846016
0.08046153846153846
14
13.52862244897959168
0.06937755102040816
15
13.53756444444444416
0.06043555555555555
16
13.54488281249999872
0.05311718750000000
17
13.55094809688581376
0.04705190311418685
18
13.55603086419753216
0.04196913580246914
19
13.56033240997229824
0.03766759002770083
20
13.56400500000000000
0.03399500000000000
21
13.56716553287981824
0.03083446712018140
22
13.56990495867768576
0.02809504132231405
23
13.57229489603024384
0.02570510396975426
24
13.57439236111110912
0.02360763888888889
25
13.57624320000000000
0.02175680000000000
26
13.57788461538461440
0.02011538461538462
27
13.57934705075445760
0.01865294924554184
28
13.58065561224489728
0.01734438775510204
29
13.58183115338882304
0.01616884661117717
30
13.58289111111111168
0.01510888888888889
31
13.58385015608740864
0.01414984391259105
32
13.58472070312499968
0.01327929687500000
33
13.58551331496785920
0.01248668503213958
34
13.58623702422145280
0.01176297577854671
35
13.58689959183673600
0.01110040816326531
36
13.58750771604938240
0.01049228395061728
37
13.58806720233747200
0.00993279766252739
38
13.58858310249307648
0.00941689750692521
39
13.58905982905982976
0.00894017094017094
40
13.58950125000000000
0.00849875000000000
41
1 3.58991 076740035584
0.00808923259964307
42
13.59029138321995520
0.00770861678004535
43
13.59064575446187008
0.00735424553812872
44
13.59097623966942208
0.00702376033057851
45
13.59128493827160320
0.00671506172839506
46
13.59157372400756224
0.00642627599243856
47
13.59184427342689024
0.00615572657311000
364 48
13.59209809027777792
0.00590190972222222
49
13.59233652644731392
0.00566347355268638
50
13.59256080000000000
0.00543920000000000
51
13.59277201076508928
0.00522798923490965
52
13.59297115384615424
0.00502884615384615
53
13.59315913136347392
0.00484086863652545
54
13.59333676268861440
0.00466323731138546
55
13.59350479338842880
0.00449520661157025
56
13.59366390306122496
0.00433609693877551
57
13.59381471221914368
0.00418528778085565
58
13.59395778834720512
0.00404221165279429
59
13.59409365124964096
0.00390634875035909
60
13.59422277777777920
0.00377722222222222
61
13.59434560601988608
0.00365439398011287
62
13.59446253902185216
0.00353746097814776
63
13.59457394809775616
0.00342605190224238
64
13.59468017578125056
0.00331982421875000
65
13.59478153846153728
0.00321846153846154
66
13.59487832874196480
0.00312167125803489
67
13.59497081755401984
0.00302918244597906
68
13.59505925605536256
0.00294074394463668
69
13.59514387733669376
0.00285612266330603
70
13.59522489795918336
0.00277510204081633
71
13.59530251934140160
0.00269748065859948
72
13.59537692901234688
0.00262307098765432
73
13.59544830174516736
0.00255169825483205
74
13.59551680058436864
0.00248319941563185
75
13.59558257777777664
0.00241742222222222
76
13.59564577562326784
0.00235422437673130
77
13.59570652723899648
0.00229347276100523
78
13.59576495726495744
0.00223504273504274
79
13.59582118250280448
0.00217881749719596
80
13.59587531250000128
0.00212468750000000
81
13.59592745008382976
0.00207254991617132
82
13.59597769185008896
0.00202230814991077
83
13.59602612861082880
0.00197387138917114
84
13.59607284580498944
0.00192715419501134
85
13.59611792387543296
0.00188207612456747
86
13.59616143861546752
0.00183856138453218
87
13.59620346148764672
0.00179653851235302
88
13.59624405991735552
0.00175594008264463
365 89
13.59628329756343808
0.00171670243656104
90
13.59632123456790016
0.00167876543209877
91
13.59635792778649856
0.00164207221350078
92
13.59639343100189184
0.00160656899810964
93
13.59642779512082176
0.00157220487917678
94
13.59646106835672320
0.00153893164327750
95
13.59649329639889152
0.00150670360110803
96
13.59652452256944384
0.00147547743055556
97
13.59655478796896512
0.00144521203103412
98
13.59658413161182976
0.00141586838817160
99
13.59661259055198464
0.00138740944801551
100
13.59664020000000000
0.00135980000000000
101
13.59666699343201536
0.00133300656798353
102
13.59669300269127424
0.00130699730872741
103
13.59671825808275968
0.00128174191724008
104
13.59674278846153984
0.00125721153846154
105
13.59676662131519232
0.00123337868480726
106
13.59678978284086784
0.00121021715913136
107
13.59681229801729536
0.00118770198270591
108
13.59683419067215360
0.00116580932784636
109
13.59685548354515456
0.00114451645484387
110
13.59687619834710784
0.00112380165289256
111
13.59689635581527552
0.00110364418472527
112
13.59691597576530688
0.00108402423469388
113
13.59693507713994752
0.00106492286005169
114
13.59695367805478656
0.00104632194521391
115
13.59697179584121088
0.00102820415879017
