Пост № 2 "Что предлагается взамен и Выводы статьи"
Эксперимент
На рис. показана схема эксперимента, приемник заключен в металлический экран, причем антенна присоединена к экрану, а “земля” – нет, чтобы не закорачивать вход.
Из курса радиотехники хорошо известно, что в таких условиях приемник не будет принимать радиоволн. Если заменить приемник передатчиком, то за пределы экрана радиоволны не пройдут. Ситуация с приемом передачей радиоволн, в данном эксперименте, очень легко исправима, достаточно вывести “общий” провод за пределы экрана. Данная ситуация легко объясняется тем, что в радиотехнике приемную и передающую антенны представляют как открытый конденсатор
А конденсатор не бывает с одной обкладкой, даже когда заряжают сферу, то она заряжается относительно земли, а не сама по себе.
В современных учебниках электрическая емкость определяется следующим образом: «Потенциал (отсчитываемый от нулевого уровня на бесконечности) пропорционален заряду q проводника, т. е. отношение q к потенциалу не зависит от q». При этом никто никогда не измеряет потенциал на бесконечности буквально, в действительности потенциал на бесконечности – это абстракция, которую нельзя воспринимать буквально. В действительности нулевой потенциал – это потенциал «земли», или что то же самое, потенциал заземленого проводника, который находится не на бесконечном расстоянии, а значительно ближе. Например, в электроскопе (прибор для обнаружения заряда и измерения электрического потенциала) «Заряд, который приобретут листочки, будет пропорционален разности потенциалов между листочками и корпусом электроскопа»1. Отсюда следует, что уединенный проводник, для которого определяется понятие электрической емкости, – это абстракция, в физике же принято говорить об уединенных проводниках в буквальном смысле, пренебрегая наличием остальных проводников.
В радиотехнике хорошо известен, но явно не озвучен тезис о том, что монополь не излучает и не принимает радиоволны. Излучает и принимает всегда диполь. В физике хорошо известно излучение ускоренно движущихся частиц в ускорителях: ондуляторное, синхротронное излучение. Принято говорить, что излучают заряженные частицы, и не говорить, что излучают частицы, которые движутся в электрических или магнитных полях. Отсюда – разные точки зрения. Утверждается, что излучают движущиеся ускоренно частицы (уединенная частица в ускорителе – это чистая абстракция); авторы же утверждают, что излучает диполь, состоящий из заряженной частицы и ускорителя (системы заряженных частиц), причем излучение наблюдается только тогда, когда напряженность поля между частицей и ускорителем (системой заряженных частиц) меняется со временем, т.е. частица движется относительно ускорителя, точнее, поля, которое создает ускоритель. Диполь излучает не всегда, а только при изменении напряженности поля в пространстве между телами, составляющими диполь. При наличии постоянных зарядов на проводниках антенны излучения не наблюдается, излучение наблюдается только, когда по антенне течет переменный ток. Заметим, атом также излучает (или поглощает) только при переходе электрона с одной орбиты на другую и никогда без перехода, как бы ускоренно ни двигался атом как единый диполь (ядро и электрон).
Рассмотрим факт из атомной физики. На рис. 4 показана упрощенная схема аннигиляции и рождения электрон-позитронной пары.
Рис. 4. Упрощенная схема аннигиляции и рождения электрон–позитронной пары
Сравнивая рис. 3 и 4, можно сказать, что тезис о том, что монополь не излучает, а излучает только диполь, действителен для всех диапазонов электромагнитного излучения. Во-вторых, можно предположить, что фотон – это не просто энергия, а агрегат из положительной и отрицательной частицы, массы которых не исчезают, как это принято считать в современной физике, а объединяются. Масса покоя фотона равна не нулю, а сумме масс составляющих его частиц. Это – закон сохранения материи (в философии).
В этом случае легко объясняется факт, что спин фотона всегда равен единице, а спины электрона и позитрона равны Ѕ.
Из теории антенн в радиотехнике следует, что проводники антенны, желательно, должны иметь размеры длины волны и должны быть разнесены в пространстве. Это дает возможность предположить, что фотон представляет собой близкое соседство положительной и отрицательной частицы, размеры которых равны половине длины волны. Чтобы убедится в этом, достаточно сравнить размеры антенн в диапазоне длинных волн и УКВ.
А электромагнитная волна представляет собой цуг фотонов.
7. Пример
Рассмотрим ондуляторное излучение. «Ондулятор – устройство, в котором создаются периодические поля, действующие на проходящие через него заряженные частицы с периодической силой. Наиболее распространенные траектории частицы в ондуляторе – синусоиды и спирали (рис. 5). Движущаяся заряженная частица, попав в ондулятор, совершает колебательно-поступательное движение, т. е. является осциллятором, движущимся равномерно прямолинейно; такая частица испускает ондуляторное излучение».
Рис. 5. Схема ондулятора
Рассматривая формулы излучения ондулятора становится ясно, что количество фотонов излученных ондулятором равно количеству колебаний совершенных электроном при проходе в активной области. Причем, обычно не упоминается, что электроны движутся не в пустоте, а в окружении корпусных деталей, которые заряжаются противоположно (со знаком +) в соответствии с законом электрической индукции. А занчит, опять же, излучает не свободный электрон, а диполь в виде : потока электронов (со знаком -) и корпус прибора (со знаком +).
В синхротроне излучение происходит аналогично, но более сложно, в связи с более сложной траекторией релятивистской частицы в синхроускорителях. Интересно отметить, что не только релятивистская частица в ондуляторе излучает в основном в узком диа-
пазоне углов. Дипольная антенна также имеет узкую диаграмму направленности. Она излучает в основном в направлении перпендикулярно направлению диполей, или в направлении перпендикулярно колебанию электрического поля в антенне. Сравните с колебаниями частицы в ондуляторе, в нем также максимум излучения наблюдается в направлении перпендикулярно плоскости колебания частицы.
Из этого ясно, почему теория Максвелла не может объяснить факт существования фотонов. Для этого необходимо рассматривать взаимодействие положительного и отрицательного заряда, а уравнения Максвелла описывают только поле, которое создают заряды и токи. Несколько лучше положение с уравнением силы Лоренца, но данное уравнение описывает только механическое взаимодействие (силу). Других независимых уравнений в современной электромагнитной теории нет
Выводы
1. Уравнения Максвелла в современной электродинамике не могут объяснить излучения электромагнитных волн. Волновые уравнения, которые следуют из уравнений Максвелла, описывают только упругие колебания электрического поля. При движении электрическое поле заряда деформируется, т.к. возмущения электрического поля распространяются не мгновенно, а с конечной скоростью с (скорость света). Магнитного поля как отдельной сущности не существует, магнитное поле, которое входит в уравнения Максвелла – это проявление эффекта Доплера для взаимодействия движущихся электрических зарядов.
2. Преобразования Лоренца – это отображение факта деформации поля при движении зарядов (эффект Доплера для поля). В результате деформации поля даже при равномерном и прямолинейном движении заряда появляется «магнитное» поле тока, величина силы взаимодействия между зарядами зависит от величины и направления скорости движения зарядов. При переходе к другой системе отсчета необходимо компенсировать изменение скорости введением внешнего «магнитного» поля.
3. Принцип относительности Галилея в электродинамике необходимо заменить на преобразования Лоренца потому, что величина скорости входит в уравнения (в «магнитный» член), и любое изменение скорости относительно системы отсчета изменяет величину «магнитного» взаимодействия. По теории относительности Галилея, все системы отсчета, движущиеся относительно друга и относительно неподвижной системы отсчета с любой скоростью, но без ускорения, инерциальные и поэтому при переходе от одной системы отсчета к другой нет необходимости учитывать изменение скорости, т.к. в классической механике изучаются движения абсолютно твердых тел. В электродинамике это не так, при движении заряда поле деформируется и взаимодействие зарядов отличается от взаимодействия в механике тем, в уравнение силы взаимодействия входит член, зависимый от величины скорости (магнитное поле).
4. Эффект изменения силы взаимодействия зарядов в электродинамике аналогично эффекту Доплера для волн, с той разницей, что в случае взаимодействия электрических зарядов существенно изменение расстояния взаимодействия (запаздывающие потенциалы). Дополнительная сила (магнитная) входящая в уравнение взаимодействия электрических зарядов аналогична инерциальным силам в механике.
5. Если любое потенциальное поле подчиняется закону обратных квадратов и при этом взаимодействие зарядов данного поля происходит не мгновенно, а с конечной скоростью, то это поле подчиняется уравнениям Максвелла–Лоренца.
6. Если принять, что гравитационное взаимодействие распространяется не мгновенно, а с конечной скоростью, не обязательно равной скорости света, то в этом случае гравитационное поле полностью подчиняется уравнениям Максвелла–Лоренца. Если гравитационное поле также подчиняется уравнениям Максвелла–Лоренца, то оно, как и электрическое поле инвариантно относительно преобразований Лоренца.
7. Электрический заряд одного знака никогда не излучает, при любом движении, равномерном или ускоренном. Излучает только диполь, взаимодействующая система зарядов разного знака. Диполь излучает только при изменении напряженности поля в промежутке между зарядами. При движении диполя как единого целого без изменения расстояния или величины заряда излучения не наблюдается.
8. Т.к. в настоящее время в гравитационном поле наблюдается только заряды одного знака, гравитационные фотоны вероятно невозможны, пока не будут обнаружены отрицательные гравитационные заряды.
Так как в гравитации все заряды только одного знака, значит, гравитационных фотонов не существует. Но факт существования антиматерии может исправить данный постулат, при условии, что она имеет поле противоположного гравитационного заряда.
