Значение слова позитрон
1932. Открытие позитрона.
Carl David Anderson
Позитрон, зарегистрированный в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле. После прохождения свинцовой пластинки энергия позитрона уменьшается, соответственно уменьшается кривизна его траектории в магнитном поле.
Нобелевская премия по физике
1936 г . – К. Андерсон За открытие позитрона
Открытиепозитрона
Характеристика | Численное значение |
Спин J ,= | |
Масса m e c 2 , МэВ | 0.51099892±0.00000004 |
Электрический заряд, Кулон | (1.60217653±0.00000014)·10−19 |
Магнитный момент, e = /2m e c | 1.001159652187±0.000000000004 |
> 4.6·1026 |
|
Время жизни, лет | |
Лептонное число L e | |
Лептонные числа L μ ,L τ |
Открытие позитрона - частицы по своим характеристикам идентичной электрону за исключением знака электрического заряда (у позитрона он положительный) - было исключительно важным событием в физике. Еще в 1928 году П. Дирак предложил уравнение для описания релятивистской квантовой механики электрона. Оказалось, что уравнение Дирака имеет два решения, как с положительной, так и с отрицательной энергией. Состояние с отрицательной энергией описывает частицу аналогичную электрону, но имеющую положительный электрический заряд.
Позитрон был первой обнаруженной частицей из целого класса частиц, которые получили название античастицы . До открытия позитрона казалась загадочной различная роль положительных и отрицательных зарядов в природе. Почему существует тяжелый положительно заряженный протон, и нет тяжелой частицы с массой протона и отрицательным зарядом? Зато существует легкий отрицательно заряженный электрон. Открытие позитрона по существу восстановило зарядовую симметрию для легких частиц. В квантовой теории поля электрон и позитрон полностью равноправные частицы.
Почему e - иe + являются
стабильными частицами?
Нейтрино ν
1931. В.Паули выдвинул гипотезу о существовании нейтрино для объяснения спектра электронов β -распада
n → p+ e− + υ e
1956. Ф. Райнес,
К. Коэн зарегистрировали антинейтрино.
Электронное антинейтрино
1953 – 1956 Ф. Райнес, К. Коэн
ν +p →e + +n
Источник антинейтрино – ядерный реактор e + + e − → 2 γ ~10 микросекунд
n + Cd(A) → Cd(A+ 1) * → Cd(A+ 1) + (3 − 5) γ
σ (ν p )= 10− 43 см 2
Открытиеантинейтрино (1)
Доказать существование электронного антинейтрино удалось в 1956 г. Райнесу и Коэну. Для этого они использовали реакцию
образуется большое число антинейтрино, которые и предполагалось зарегистрировать с помощью реакции (*). Протонная мишень представляла собой два бака по 200 л каждый, заполненные раствором хлористого кадмия в воде (CdCl2 +H2 O). Возникающие в результате реакции позитроны регистрировались по аннигиляционным γ -квантам,
образующимся при взаимодействии позитронов с электронами вещества мишени.
e ++ e −→ 2 γ .
Образующиеся в результате аннигиляции γ -кванты
вызывали световые вспышки в жидких сцинтилляторах (3 емкости по 1200 л каждая), расположенных по обе стороны от двух протонных мишеней. Световые вспышки регистрировали 100 фотоумножителей. Образующиеся в реакции нейтроны замедлялись в мишени до тепловых энергий и поглощались ядрами кадмия. Кадмий имеет большое сечение реакции (n , γ ) захвата тепловых нейтронов. Среднее
время замедления нейтронов в водородосодержащей среде ~10 мкс. В результате захвата нейтронов изотопы кадмия образовывались в возбуждённом состоянии. Переход их в основное состояние сопровождался испусканием 3-5 γ -
квантов. Для идентификации антинейтрино регистрировались аннигиляционные γ -кванты и образующиеся приблизительно через 10 мкс γ -кванты из реакции радиационного захвата на
Первые указания на существование позитронов, т. е. легких частиц, отличающихся от электронов только знаком заряда, были получены с помощью камеры Вильсона в 1932г. В камере, помещенной в магнитное поле, был замечен тонкий след, оставленный, несомненно, однозарядной очень легкой частицей, подобной электрону, но изогнутый в сторону, соответствующую положительному заряду (см. упражнение 45 в конце главы и рис. 413). В дальнейшем было установлено, что двумя главными процессами образования позитронов являются искусственная радиоактивность и взаимодействие -квантов большой энергии с атомными ядрами. Первый из этих процессов мы рассмотрели в предыдущем параграфе.
Для изучения второго процесса может быть использована камера Вильсона, установленная в магнитном поле и облучаемая узким пучком -излучения. На некоторых снимках на пути пучка -излучения наблюдаются своеобразные парные следы. Один такой след изображен на рис. 399.
При движении в газе заряженная частица теряет энергию на ионизацию атомов газа и ее скорость непрерывно уменьшается. Но чем меньше скорость частицы, тем сильнее магнитное поле искривляет ее траекторию (см. § 198).
Рис. 399. Пара электрон-позитрон, образованная - квантом в камере Вильсона. Левый след принадлежит электрону, правый - позитрону
Внимательное рассмотрение следа показывает, что у каждой из его ветвей искривление возрастает при удалении от точки излома следа. Это доказывает, что мы имеем дело не с изломанным следом одной частицы, а со следами пары частиц, исходящих из одной точки. По степени ионизации оба следа пары подобны следам электронов. Они заворачиваются магнитным полем в противоположные стороны, т. е. принадлежат противоположно заряженным частицам. Из приведенной совокупности данных следует, что одна из этих частиц является электроном, а вторая - позитроном.
Итак, проходя через вещество (газ в камере Вильсона), -кванты образуют позитроны, и притом не в одиночку, а в паре с электронами. Это явление получило название образования пар электрон - позитрон. Теория указывает, что образование пары происходит в результате взаимодействия -кванта с электрическим полем одного из атомных ядер вещества; -квант при этом превращается в пару электрон - позитрон, а ядро остается без изменений.
Используя радиоактивные вещества в качестве интенсивных источников позитронов, удалось детально изучить свойства последних. В частности, было доказано, что масса позитрона в точности равна массе электрона, т. е. составляет примерно 1 2000 массы протона.
Рис. 400. Объединение позитрона с электроном, порождающее -кванты: а) электрон и позитрон притягиваются друг к другу; б) в результате соударения электрон и позитрон превратились в два -кванта
Был обнаружен также и процесс, обратный образованию пар; оказалось, что электрон и позитрон, сблизившись под действием сил электрического притяжения, могут превратиться в два -кванта, которые разлетаются в противоположные стороны (рис. 400). Процесс объединения электрона с позитроном, сопровождающийся превращением их в -кванты. получил название аннигиляции. Аннигиляция является причиной отсутствия на Земле позитронов. Каждый позитрон через ничтожное время после своего образования соединяется с одним из электронов среды, превращаясь в два -кванта.
Явления образования пар электрон - позитрон из -квантов и объединения электронов с позитронами, ведущего к образованию двух -квантов, представляют собой процессы совершенно нового типа, в которых происходит взаимное превращение электромагнитного поля излучения (-кванты) и частиц вещества (электроны и позитроны).
Свойства частиц и свойства электромагнитных полей (света) во многих отношениях сильно отличаются. Наиболее разительно это отличие свойств сказывается в том, что все окружающие нас тела построены из частиц; свет же, казалось бы, выполняет только функции передачи энергии от одних тел другим. Ввиду этого еще в начале нашего века представлялось, что между светом (электромагнитным полем) и веществом лежит непроходимая пропасть. В дальнейшем были открыты квантовые свойства света - оказалось, что свет совмещает со свойствами волны также и свойства потока частиц, фотонов. С другой стороны, у частиц вещества были обнаружены волновые свойства (см. §§ 209, 210), которые раньше считались отличительным признаком света. Уже эти открытия уменьшили разрыв в наших представлениях о свете и веществе. Теперь же, после обнаружения взаимных превращений света (-кванты) и частиц вещества (пары электрон - позитрон), стало ясно, что между светом и веществом имеется глубокое единство; частицы вещества и фотоны (электромагнитные поля) - это две различные формы материи. Как мы отмечали раньше (см. § 200), фотоны, обнаруживая много черт сходства с другими частицами, характеризуются и важной отличительной чертой: их масса покоя равна нулю. Фотон всегда движется со скоростью света. При остановке, например при поглощении, свет как таковой перестает существовать.
| Позитрон ( e + {\displaystyle e^{+}} ) | |
|---|---|
 Трек позитрона в камере Вильсона, полученный в эксперименте Андерсона в 1932 году. Частица движется снизу вверх (это видно из того, что она теряет энергию, проходя через свинцовую пластинку, и трек в магнитном поле становится более закрученным), её заряд положителен (из направления поворота трека) |
|
| Состав | фундаментальная частица |
| Семья | Фермион |
| Группа | Лептон |
| Поколение | первое |
| Участвует во взаимодействиях | гравитационное , слабое и электромагнитное |
| Античастица | Электрон |
| Теоретически обоснована | П. Дирак (1928) |
| Обнаружена | К. Д. Андерсон (1932) |
| Масса | 5,48579909070(16)⋅10 −4 а.е.м. |
| Время жизни | ∞ |
| Квантовые числа | |
| Электрический заряд |
+1
+1,6021766208(98)⋅10 −19 Кл |
| Барионное число | 0 |
| Лептонное число | −1 |
| B−L | +1 |
| Спин | 1/2 ħ |
| Магнитный момент | +9,274009994(57)⋅10 −24 Дж /Тл |
| Внутренняя чётность | −1 |
| Изотопический спин | 0 |
| Третья компонента слабого изоспина |
+1/2 (правая хиральность), 0 (левая хиральность) |
| Слабый гиперзаряд |
+1 (правая хиральность), +2 (левая хиральность) |
Позитроны возникают в одном из видов радиоактивного распада (позитронная эмиссия), а также при взаимодействии фотонов , энергия которых больше 1,022 МэВ, с веществом . Последний процесс называется «рождением пар », ибо при его осуществлении фотон, взаимодействуя с электромагнитным полем ядра , образует одновременно электрон и позитрон. Также позитроны способны возникать в процессах рождения электрон-позитронных пар в сильном электрическом поле .
Открытие
Существование позитрона впервые было предположено в 1928 году Полем Дираком . Теория Дирака описывала не только электрон с отрицательным электрическим зарядом , но и аналогичную частицу с положительным зарядом. Отсутствие такой частицы в природе рассматривалось как указание на «лишние решения» уравнений Дирака. Зато открытие позитрона явилось триумфом теории.
В соответствии с теорией Дирака электрон и позитрон могут рождаться парой, и на этот процесс должна быть затрачена энергия, равная энергии покоя этих частиц, 2×0,511 МэВ . Поскольку были известны естественные радиоактивные вещества , испускавшие γ-кванты с энергией больше 1 МэВ , представлялось возможным получить позитроны в лаборатории, что и было сделано. Экспериментальное сравнение свойств позитронов и электронов показало, что все физические характеристики этих частиц, кроме знака электрического заряда, совпадают.
Название «позитрон» придумал сам Андерсон. Андерсон также предлагал переименовать электроны в «негатроны»; этот термин в отношении электронов по-прежнему используют в случаях, когда электроны и позитроны рассматриваются совместно ; в этих случаях термин «электрон» часто относят к обеим частицам - электрону (негатрону) и позитрону .
Позитрон оказался первой открытой античастицей . Существование античастицы электрона и соответствие суммарных свойств двух античастиц выводам теории Дирака, которая могла быть обобщена на другие частицы, указывали на возможность парной природы всех элементарных частиц и ориентировало последующие физические исследования. Такая ориентация оказалась необычайно плодотворной, и в настоящее время парная природа элементарных частиц является точно установленным законом природы, обоснованным большим числом экспериментальных фактов.
Аннигиляция
Из теории Дирака следует, что электрон и позитрон при столкновении должны аннигилировать с освобождением энергии, равной полной энергии сталкивающихся частиц. Оказалось, что этот процесс происходит главным образом после торможения позитрона в веществе, когда полная энергия двух частиц равна их энергии покоя 1,0221 МэВ. На опыте были зарегистрированы пары γ-квантов с энергией по 0,511 МэВ, разлетавшихся в прямо противоположных направлениях от мишени, облучавшейся позитронами. Необходимость возникновения при аннигиляции электрона и позитрона не одного, а как минимум двух γ-квантов вытекает из закона сохранения импульса . Суммарный импульс в системе центра масс позитрона и электрона до процесса превращения равен нулю, но если бы при аннигиляции возникал только один γ-квант, он бы уносил импульс, который не равен нулю в любой системе отсчёта .
В 2007 году экспериментально доказано существование связанной системы из двух позитронов и двух электронов (молекулярный позитроний). Такая молекула распадается ещё быстрее, чем атомарный позитроний.
Позитроны в природе
Считается, что в первые мгновения после Большого взрыва количество позитронов и электронов во Вселенной было примерно одинаково, однако при остывании эта симметрия нарушилась. Пока температура Вселенной не понизилась до 1 МэВ, тепловые фотоны постоянно поддерживали в веществе определённую концентрацию позитронов путём рождения электрон-позитронных пар (такие условия существуют и сейчас в недрах горячих звёзд). После охлаждения вещества Вселенной ниже порога рождения пар оставшиеся позитроны аннигилировали с избытком электронов.
О зарядах электрона и позитрона
Трофимов Геннадий Васильевич, кандидат химических наук.
Частицы и античастицы различаются количеством элементарных субчастиц в структурах их оболочек, то есть электрон имеет полный набор нейтринных частиц в своей оболочке, а позитрон на одну частицу меньше. Но нейтринная материя находится в состоянии невесомости, поэтому массы электрона и позитрона равны и определяются массой их ядер.
Когда рассуждения касаются анионов и катионов, мы, не задумываясь, объясняем их заряды избытком или недостатком электронов в их оболочках и все становится понятным, пока дело не доходит до самих электронов и позитронов. Электрон - это отрицательно заряженная частица, а позитрон положительно заряженная. И только что понятное, простое объяснение становится абсолютной бессмыслицей. Наука не знает природы электрических зарядов, и никто не может объяснить природу этого феномена. Ученые гадают, то ли это какая-то частица сообщает своим присутствием или отсутствием заряд, то ли это свойство разных структур электрона?
Не зная природы электрона, наука считает его точечной бесструктурной частицей, сгустком материи, обладающей зарядом, что абсолютно неверно. Бесструктурных частиц в природе не бывает. Они просто не могли образоваться в процессе усложнения элементарных частиц и сами не имели бы возможности усложняться. То есть, если бы электрон действительно был точечным зарядом, то в природе не было бы фотонов, теплоты и света. Возможность объяснения природы зарядов появилась относительно недавно в связи с созданием беспостулатной модели строения атома . В оболочках реальных атомов нет ни орбит, ни электронов и созданы они не на электромагнитной, а на гравитационной основе, поэтому атомные ядра не имеют зарядов. Оболочка атома плотно заполнена фотонами - элементарными частицами теплоты и света, которые под действием мощного притяжения ядра образуют в ней фотонную структуру, защищенную энергетическим барьером. Однако вне оболочек атомов и молекул фотонная материя сильно разрежена под действием центробежной силы вращения Вселенной.
Материя газов, фотоны и все устойчивые элементарные частицы образуют непрерывные материи, в которых частицы плотно прижаты друг к другу оболочками, и это состояние нельзя изменить ни при каких условиях. Их можно как угодно сильно растягивать (разрежать), но нельзя разорвать так, чтобы между частицами образовалось пустое пространство. Вместо этого происходит лишь беспредельное увеличение объема частиц. То есть в газах не существует ни “межмолекулярных расстояний”, ни “свободного пробега частиц”, ни самопроизвольного их движения. Это означает, что кинетическая теория газов и квантовая механика основаны на ложных предположениях (постулатах), и рассуждения с позиции этих теорий могут не соответствовать или не соответствуют действительности .
Непрерывность этих материй можно продемонстрировать на примере разрежения воздуха, который тоже является непрерывной материей. Для этого возьмем медицинский шприц и смажем его поршень маслом, чтобы он не пропускал воздух. Если теперь вытеснить из него весь воздух, плотно закрыть отверстие штуцера, а затем создать разрежающее усилие, то оставшиеся в штуцере молекулы газов заполнят весь объем шприца. Увеличение их объема происходит за счет поглощения фотонной материи (материи теплоты), свободно проникающей через стенку цилиндра, поскольку оболочки ее атомов заполнены фотонами. Если шприц имеет объем 10 см 3, то увеличение объема молекул произойдет примерно в 250 раз, что не является пределом. Но молекулы газов активно препятствуют разрежению и, если отпустить шток, то поршень вернется в исходное положение. То есть возврат поршня происходит под действием самопроизвольного сжатия молекул, а не под действием атмосферного давления, которое равно не 1.033 г/см 2, а нулю, поскольку ртуть в барометрических трубках находится в состоянии невесомости . Очевидно, что если бы фотонная материя, проникающая в шприц, занимала межмолекулярное пространство, то поршень не мог бы возвращаться в исходное положение.
Объем молекул газов на Земле определяется равновесием двух сил, действующих в противоположных направлениях: силой тяготения ядер атомов, уменьшающей объем частиц, и центробежной силой вращения галактики, увеличивающей их объем. Но молекулы газов уплотняются одновременно и под действием силы тяготения Земли и поэтому равновесие смещено в строну уменьшения объема частиц. Однако с удалением от ее поверхности сила тяготения быстро ослабевает, и равновесие смещается в направлении увеличения объема молекул, что является единственной причиной затруднения дыхания на больших высотах. По этой же причине объем молекул на поверхности воды больше, чем на глубине, и только поэтому лед легче воды .
Объемы элементарных частиц определяются такими же равновесиями, поскольку их строение аналогично строению атома в том смысле, что они имеют ядра и оболочки, заполненные более мелкими элементарными частицами. Вне оболочек последние образуют непрерывные материи, которые находятся под действием постоянного разрывного напряжения или разрежения, связанного с вращением галактики и (или) Вселенной. То есть структура элементарных частиц защищена энергетическим барьером устойчивости, как и структура атомов, молекул, любых химических соединений и тел на Земле . Одновременно равновесия сил являются причиной невесомости непрерывных материй, за исключением γ - материи или материи “дефекта массы”, хотя она и находится в состоянии сильнейшего разрежения во Вселенной. Кстати, сила притяжения атмосферы Землей уравновешена центробежной силой вращения галактики и поэтому она (атмосфера) находится в состоянии невесомости. Это является единственной причиной отсутствия атмосферного давления. По этой же причине невесома и фотонная материя, поскольку сила ее притяжения Землей уравновешена центробежной силой вращения Вселенной. Именно поэтому масса покоя фотона равна нулю. Следует отметить, что фотоны в структуре оболочек атомов абсолютно неподвижны, то есть скорость движения материи фотонов или материи света может быть любой.
Если заставить железный стержень быстро вращаться, то он намагничивается тем сильнее, чем больше его длина. Это означает, что элементарные частица, плотность материи которых многократно превышает плотность железа, выбрасывается из него под действием центробежной силы в радиальных направлениях, но, описав в воздухе траекторию, снова возвращаются в стержень через его торцовую часть, где центробежное ускорение минимально, что и приводит к намагничиванию его в определенном направлении. С одной стороны это является подтверждением непрерывности материй элементарных частиц, поскольку материи никуда не улетают, а с другой стороны, это означает, что большая часть массы галактики, вследствие ее вращения, сосредоточена вовсе не в центре, а на ее периферии в виде “темной материи”, масса которой многократно превышает массу ее видимой части. Эта материя в виде мощного потока возвращается внутрь галактики через ее ось вращения и пронизывает ее звездный диск от центра к периферии. Галактический поток является причиной существования магнетизма и гравитации, а также броуновского движения частиц и многих периодических процессов на Земле . В частности он является причиной сезонной смены направления ее стратосферного ветра с восточного на западный и с западного на восточный, поскольку Земля при своем обращении вокруг Солнца дважды в год пересекает его в разных направлениях .
Нейтринная структура в оболочках электронов защищена нейтринным энергетическим барьером подобно тому, как фотонная структура в оболочках атомов и молекул защищена фотонным или тепловым энергетическим барьером. Периферийные нейтрино (по аналогии с периферийными фотонами в оболочках атомов) связаны с ядрами электронов значительно слабее и именно эти частицы переходят в циркулирующий поток при быстром вращении металлического стержня или гироскопа. Чем больше скорость вращения тем больше нейтринных частиц переходит из электронов в циркулирующий поток, больше гироскопический эффект и сильнее уплотнение вращающегося тела. Именно поэтому объем железной заготовки после намагничивания заметно уменьшается. Ствол пушки танка, при его движении по неровной поверхности, поддерживается в горизонтальном положении с помощью гироскопа, скорость вращения дисков которого равна или превышает 30 тысяч оборотов в минуту. А при скорости вращения металлического колесика более 80 тысяч оборотов в минуту плотность нейтринного потока и энергия частиц возрастают настолько, что им можно приваривать медные контакты к кварцевым подложкам микросхем, даже не удаляя изоляционное покрытие .
Но чем может отличаться нейтрино от антинейтрино? Очевидно, только количеством частиц в их оболочках. Оболочки нейтрино заполнены гипотетическими “гравитонами” - элементарными частицами гравитационных полей и потеря одного из них, по-видимому, вызывает незначительное нарушение структуры нейтрино и превращает его в античастицу. Поскольку гравитоны находятся в состоянии невесомости, то массы нейтрино и антинейтрино равны. В ряду частиц от атома до нейтрино плотность материи возрастает, поэтому плотность электронного нейтрино должна быть значительно больше плотности электрона, равной 9.7∙10 9 г/см 3. Именно поэтому нейтринная материя удаляется из вращающегося железного стержня.
Взаимодействие идентичных частиц, а также частиц и античастиц не является чем-то особенным. Скорее, наоборот, это достаточно общее явление, подобное взаимодействию идентичных атомов при образовании двухатомной молекулы. Например, при взаимодействии двух атомов водорода образуется двуядерная (двухатомная) молекула этого газа:
Н + Н = Н2 + 104, ккал.
При этом один атом водорода в левой части уравнения реакции может быть при желании назван “протоном”, а другой “антипротоном”. То есть при взаимодействии частицы и античастицы всегда образуется двуядерная частица и выделяется часть материи, находящейся в оболочках взаимодействующих частиц в виде “энергии” ее образования. В данном случае это материя теплоты и света, заполняющая оболочки атомов водорода, но только не “энергия”. Однако выделение теплоты при образовании молекул принято называть “энергией образования”, “энергетическим барьером устойчивости”, которые являются привычными терминами в науке и их все-таки придется сохранить.
Для гравитационного взаимодействия нейтрино и антинейтрино являются идентичными частицами, и поэтому взаимодействуют с образованием двунейтринной частицы ν2, подобной двухатомным молекулам: H2, O2, N2 … и т. д. Кстати, имеются сведения о том, что многие, если не все атомы твердых веществ в таблице химических элементов (за исключением инертных газов), в газообразном состоянии существуют в виде двухатомных молекул. Очевидно, что склонность к образованию двуядерных частиц является обычным явлением в природе. По аналогии с нейтрино будем считать, что потеря электроном одного нейтрино сообщает ему положительный заряд. Тогда взаимодействие электрона и позитрона является обычной химической реакцией, которая должна сопровождаться синтезом двухэлектронной частицы - е2, то есть фотона, и выделением нейтринной материи, как энергии его образования:
е- + е+ = ф0 + nν,
где символами последовательно обозначены электрон, позитрон, фотон и материя нейтрино.
Однако по литературным источникам эта реакция выглядит иначе:
е- + е+ = (2 - 3) ф0 + ν.
Такое изображение реакции нарушает закон сохранения материи, поскольку сумма масс в правой части уравнения в 2 - 3 раза превосходит сумму электронных масс в левой. Иными словами, реакция написана неверно и не может соответствовать действительности. Причиной этого, возможно, является неучтенная склонность электронов и позитронов к образованию парных частиц е2- и е2+, а также возможность выделяющейся нейтринной материи легко “выбивать” фотоны из фотонных структур оболочек соседних атомов, поскольку она является “энергией” их образования.
Для гравитационного взаимодействия потеря одной частицы из оболочки электрона является несущественным нарушением его структуры, и только поэтому электрон взаимодействует с позитроном. То есть для гравитационного взаимодействия безразлично имеют электроны одинаковые или разные заряды. Поэтому с таким же успехом может проходить межэлектронное или межпозитронное взаимодействие:
е- + е- = ф0 +n ν,
е+ + е+ = ф0 + (n - 2) ν,
Отличаться реакции будут только количеством выделившихся нейтрино в правой части уравнения: в первой на две частицы больше, чем во второй. В научной литературе такие реакции неизвестны, однако обе протекают в осветительных лампах накаливания, так как синтез фотонов в спиралях ламп связан с уплотнением электронов под действием напряжения электрического тока и вытеснением из них нейтрино в магнитное поле, образующееся вокруг вольфрамовой спирали.
Взаимодействие идентичных частиц связано с существованием в природе жесткого правила или абсолютного закона, разрешающего взаимодействие (притяжение и отталкивание) исключительно между идентичными частицами, который никогда не нарушается. Но для этого они, как минимум, должны безошибочно “узнавать” друг друга. И природа “изобрела” для каждого вида частиц индивидуальный отличительный признак или видовой код. И только в силу кодового взаимодействия атомов и молекул мы можем выделять любые вещества в чистом виде . Как уже говорилось, утрата электроном одного нейтрино не нарушает принадлежности его к электронам. Но если бы отсутствовали две частицы, то, возможно, электрон не мог бы взаимодействовать с позитроном, поскольку это были бы разные по энергетическому коду частицы. Именно поэтому заряды элементарных частиц, как правило, не превышают единицы, однако более массивные частицы, например атомы, могут быть многозарядными, но при этом происходит резкое изменение их химических свойств.
Нейтринная материя находится в состоянии невесомости, но потеря даже одной ее частицы из оболочки электрона приводит к заметному уменьшению его скрытой массы и уплотнению атома. Например, при последовательном удалении 5 нейтрино из оболочки атома ванадия (радиус которого равен 1.39 Å), заряд его катиона увеличивается: +2, +3, +4, +5, а его радиус становится равным: 0.72, 0.67, 0.61, 0.40 ангстрема. Это происходит вследствие уменьшения объема атомов и межъядерных расстояний, а, следовательно, усиления взаимного их уплотнения. Удаление нейтрино вызывает серьезную внутреннюю перестройку атома, в частности поворот оси главного гравитационного потока на тот или иной угол, что является причиной изменения его физических и химических свойств. Рассмотрим это более подробно.
Каждый период в таблице химических элементов начинается одним и заканчивается другим инертным газом, иными словами, атом каждый раз делает полный оборот вокруг своей оси на 3600. Второй и третий периоды состоят из 8 элементов, поэтому при переходе к следующему элементу угол поворота оси увеличивается на 450, а большие периоды состоят из 18 элементов и увеличение угла происходит через 200. То есть каждый элемент, кроме своего порядкового номера, характеризуется еще и углом поворота оси гравитационного потока атома относительно оси атомов нулевой группы элементов, представленной инертными газами. Угол поворота задается количеством пар нуклонов в ядре при рождении атома и является причиной постоянства его химических свойств. Он определяет активную зону его экваториальной поверхности, то есть, какой стороной атом должен взаимодействовать с другими частицами . В подгруппах таблицы химических элементов все атомы имеют один и тот же угол поворота и поэтому являются химическими аналогами. При изменении валентности происходит смещение оси гравитационного потока, что является причиной изменения его химических и физических свойств. Например, трехвалентный церий является типичным представителем третьей группы в таблице элементов, но после перехода его в четырехвалентное состояние он становится аналогом четвертой группы (подгруппы титана) и образует аналогичные по составу соли, особенно с цирконием, который является следующим за лантаном (по номеру) элементом четвертого периода.
Любой процесс, связанный с уплотнением атомов или молекул, сопровождается выделением не только теплоты, но и нейтринной материи, как энергии образования фотонной структуры молекул и кристаллов. Например, переход газообразной воды в атмосфере (в облаках) в жидкое и твердое состояния сопровождается уплотнением молекул, перестройкой структуры и выделением огромного объема свободной фотонной материи, которая под действием межфотонного взаимодействия (сжатия) образует жгуты молниевых разрядов. Процесс их образования связан с уменьшением объема фотонов и вытеснением из них свободной нейтринной материи или рентгеновского излучения, что одно и то же. Поэтому обычный дождь, даже без грозовых разрядов имеет слабый фон рентгеновского излучения. То есть молния - это в основном не электронный, а фотонный разряд, хотя и сопровождающийся электрическими явлениями. Рентгеновское излучение в рентгеновских установках возникает при деформации разреженных (т. е. наполненных нейтринной материей) электронов вследствие их ударов об анод рентгеновской трубки.
Нелишним будет отметить, что непрерывная нейтринная материя галактики и Вселенной является, по-видимому, единственной средой, в которой могут распространяться радиоволны. Под действием импульсов напряжения электрического тока (рабочей частоты передатчика) в его антенне происходят сжатия и разрежения электронов и синхронное вытеснение из них нейтринной материи. Колебания ее плотности и являются причиной возникновения и распространения радиоволн. Поскольку нейтринная материя одновременно является материей магнитных потоков, то их можно назвать “магнитными колебаниями”, “колебаниями в магнитной или в нейтринной материи”. То есть современное представление о радиоволнах как об электромагнитном излучении надо признать неверным, как и о рентгеновском излучении, которое является потоком нейтринной материи.
Список литературы
Трофимов Г. В. Строение атома с позиции корпускулярного представления о фотонах. // Sententiae. “Унiверсум-Вiнiця”, спецвiпуск № 3, Фiлософiя i коcмологiя, 2004. С. 76.
Трофимов Г. В. Строение атома с позиции корпускулярного представления о фотонах: http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7622.html
Трофимов Г. В. Кому нужна такая наука? http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7681.html
Трофимов Г. В. А существует ли атмосферное давление? http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7645.html
Трофимов Г. В. Гравитация и энергетика атома. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7762.html
Сезонный ветер вне Земли. Эврика-88. М., “Молодая гвардия”, стр. 47, 1988г.
Загадочная сварка. // Эврика - 89. М. “Молодая гвардия”, 1989. С. 173.
О сколько нам открытий чудных
Готовят просвещения Дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель…»
А. С. Пушкин
«Истина - это не то, что можно доказать;
Это то, чего нельзя избежать»
Антуан де Сент-Экзюпери
В этой книге будут рассмотрены необычные свойства электричества, которые основаны на практических исследованиях в этой области учёных и изобретателей. В процессе данных исследований наблюдались необычные аномальные явления, которые не укладываются в привычный стереотип мышления современного человека – в особенности, безопасное соприкосновение с электрическим током людей и животных.
Автор книги на протяжении многих лет проводил собственные исследования этих необычных свойств электричества, которые воспринимаются современным миром с удивлением и, в какой-то степени, с недоверием: ведь с детства нас учили, что электричество опасно, а также что не существует больше источников получения электричества, помимо розеток и батареек. В качестве сравнения со своими собственными наблюдениями необычных свойств электричества автором будут предоставлены выдержки и цитаты учёных и изобретателей, которые наиболее удачно раскрыли тему свойств электричества. Таким образом, читателю будет проще понять, о чём ведется речь. На протяжении многих лет исследований свойств электричества учёные и изобретатели дали свои названия этим явлениям, но, в процессе раскрытия данной темы, читатель увидит общность того, о чём говорили первооткрыватели. Задача книги состоит в том, чтобы раскрыть общность обнаруженных явлений в области электричества– для этого авторопирается на факты исследований учёных и изобретателей, а также на результаты собственных опытов.
Автор книги смело высказывает свою точку зрения, которая неоднократно была проверена на практике, и не преследует цели опровергать существующие законы или оспаривать мнение учёных. Эта книга – исследование и рассуждение, что позволят раскрыть необыкновенные свойства электричества и дать «пищу для размышления», а также расширить рамки человеческого сознания. Эта книга – сборник знаний и идей; здесь будут даны ключи к познанию тайн электричества, которые были собраны по крупицам из различных источников. Если у читателя после прочтения данной книги встревожится ум, или даже появится недоумение, то можно считать, что задача автора решена. Пора разуму проснуться от долгой спячки, иначе не будет пути для создания нового и необыкновенного –прорывных научных открытий не будет, если человечество продолжит жить по шаблону.
Введение
Разными авторами было написано достаточно много книг об электричестве, но некоторые аспекты его свойств были не до конца раскрыты по причине незнания или непринятия некоторых гипотез и проверенных фактов, предоставленных учёными и изобретателями. Как правило, всё новое воспринимается с негативом: люди не верят, что такое возможно, даже не смотря на подтверждающие доказательства. Так, например, Николе Тесла было нелегко в своё время раскрыть и доказать полезность своих изобретений – зато сейчас мир пользуется почти всеми его идеями.
Автор книги, по-своему, не нарушая общепринятых стереотипов в области науки, постарается помочь читателю немного по-другому взглянуть на электричество, опираясь на научные труды знаменитых учёных разных времён. Свежий взгляд на физические свойства электричества поможет многим учёным и изобретателям подняться на ступеньку эволюции и создать принципиально новые электротехнические устройства.
В книге будут раскрыты свойства заряженных частиц, которые являются носителями электрических зарядов, и способы управления ими для получения полезной мощности при работе электропотребителя. Также в книге для ознакомления будет представлена полезная информация, которая поможет исследователям и изобретателям разобраться в специфике работы электрических генераторов для получения полезной мощности с высоким КПД.
Автор акцентирует внимание на то, чтобы после прочтения данной книги читатель не делал скоропалительных выводов о том, что он и так это знал. Ответ очевиден – если бы знал, то давно бы сделал. «Знать» – значит соединиться с тем предметом познания, о котором говоришь. Оно, как дыхание, ощущается изнутри. Не нужно обманываться. Правильней сказать – «я имею примерное представление о том или ином предмете».
Пришло время, когда мир готов воспринимать необычные открытия, чтобы перейти на другой уровень жизни современной цивилизации. Для этого необходимо раскрыть новое в познании физических законов мироздания. Опираясь только на старые знания, человечество будет деградировать и не будет способно созидать и творить что-то новое и необыкновенное.
ГЛАВА 1. Что такое электричество
С точки зрения современной науки, электричество – это упорядоченное движение заряженных частиц или взаимодействие электрических зарядов между собой в окружающем их пространстве. Зададимся вопросами: что это за частицы, какие у них свойства? При каких условиях они себя активно проявляют? Как зарождаются те или иные процессы, связанные с электрическими зарядами, и что является активной средой их обитания? Эти и множество других вопросов будут раскрыты в данной книге.
Электричество давно вошло в обиход нашей жизни, и человечество уже не мыслит без него своего существования. Множество электротехнических изделий выполняют в быту свою определенную функцию, но далеко не все из нас задумываются, по какому закону они работают. Человек просто включает электроприбор в розетку и пользуется им в своих целях.
Каждый из живущих на Земле людей сталкивался с явлением электростатики. Например, погладив кошку или расчесав волосы, можно заметить, что шесть/волосы, как магнитом, притягиваются к руке/расчёске; или автомобилисты часто жалуются на электрические разряды при соприкосновении руки с корпусом машины.
Это говорит о том, что окружающее нас пространство, а также и предметы, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, имеют электрическую природу. Везде есть заряженные частицы, и как только они становятся активными, мы чувствуем на себе действие электричества.
Из этого следует, что, если в пространстве имеется система заряженных частиц, то в каждой точке этого пространства существует силовое электрическое поле. Свойства именно этого поля и используются при конструкциях всевозможных электрических приборов и устройств. Об этом подробнее будет упомянуто в последующих главах.
С точки зрения фундаментальной физики, электростатическое поле – это поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами. Электрическое поле представляет собой особый вид материи, связанный с электрическими зарядами и передающий действия зарядов друг на друга. При этом такие понятия, как токи, отсутствуют – есть только потенциал и напряженность.
Электрический заряд - это свойство тел, проявляющееся, прежде всего, в способности создавать вокруг себя электрическое поле и посредством него оказывать воздействие на другие заряженные (то есть обладающие электрическим зарядом) тела. Электрические заряды разделяют на «положительные» и «отрицательные», хотя мы понимаем, что в природе нет таких понятий как «плюс» и «минус». Выбор, какой именно заряд назвать положительным, а какой отрицательным, считается в науке чисто условным, однако этот выбор уже исторически сделан, и теперь, хоть и условно, за каждым из зарядов закреплен вполне определенный знак для какого-то понимания и преставления, когда ведётся исследование этой темы. Тела, имеющие заряд одного знака, отталкиваются, а противоположно заряженные - притягиваются. При движении заряженных тел, переносящих электрический ток в проводниках, возникает электромагнитное поле, и, таким образом, имеют место явления, позволяющие установить родство электричества и электромагнетизма. В структуре материи электрический заряд, как свойство тел, восходит к заряженным элементарным частицам: например, электрон имеет «отрицательный» заряд, а протон и позитрон – «положительный».
В данной книге автор вынужден пользоваться терминами «положительный» и «отрицательный», чтобы можно было понять, о чём ведется речь, хотя в природе не существует положительных и отрицательных величин. Есть направления вращения, давление и трение. К сожалению, современный мир науки в тех знаниях, которые преподносятся в учебных заведениях (школы, техникумы, институты, университеты и др.) современным техническим специалистам, передает именно эти термины. Поэтому автор, используя их, в действительности акцентирует внимание на взаимодействие между собой противоположных величин. В данном случае, речь идёт о заряженных частицах, которые находятся не только на Земле, но и во Вселенной.
ГЛАВА 2. Электрон и позитрон
Об электроне в научной сфере известно достаточно много; к тому же, практически все виды электротехнических изделий работают на электронной энергии. А вот позитрон, который является античастицей электрона, незаслуженно забыт, хотя по многим параметрам он схож с электроном. Всовременном мире практически нет электротехнических изделий, которые работали бы на позитронной энергии. Порассуждаем об этом.
Позитрон (от слова «положительный») – это античастица электрона. Относится к антивеществу, имеет электрический заряд +1, спин 1/2, лептонный заряд -1 и массу, равную массе электрона (9,10938291(40)·10⁻³¹ кг). При аннигиляции позитрона с электроном, их масса превращается в энергию в форме двух (и гораздо реже - трёх и более) гамма-квантов. Позитроны возникают в одном из видов радиоактивного распада (позитронная эмиссия), а также при взаимодействии фотонов с энергией больше 1,022 МэВ с веществом. Последний процесс называется «рождением пар», ибо при его осуществлении фотон, взаимодействуя с электромагнитным полем ядра, образует одновременно электрон и позитрон. Также позитроны способны возникать в процессах рождения электронно-позитронных пар в сильном электрическом поле. Автором книги было доказано на практике и запатентовано изобретение, где процесс зарождения электронно-позитронных пар был зафиксирован в сильном электрическом поле. Это позволило создать электронный прибор с экономическим эффектом по потреблению мощности от сети переменного напряжения. В результате, при совершении работы электропотребителя активно участвуют заряженные частицы – электроны и позитроны.
Существование позитрона впервые было предположено в 1928 году Полем Дираком. Теория Дирака описывала не только электрон с отрицательным электрическим зарядом, но и аналогичную частицу с положительным зарядом – позитрон. Отсутствие такой частицы в природе рассматривалось как указание на «лишние решения» уравнений Дирака. Зато открытие позитрона явилось триумфом теории. Позитрон был открыт в 1932 году американским физиком Андерсоном при наблюдении космического излучения с помощью камеры Вильсона, помещённой в магнитное поле. Он сфотографировал следы частиц, которые очень напоминали следы электронов, но имели изгиб под действием электромагнитного поля, противоположный следам электронов, что свидетельствовало о положительном электрическом заряде обнаруженных частиц. Открытие позитрона – частицы, по своим характеристикам идентичной электрону, за исключением знака электрического заряда − было исключительно важным событием в физике. Ещё в 1928 году П. Дирак предложил уравнение для описания релятивистской квантовой механики электрона. Оказалось, что уравнение Дирака имеет два решения, как с «положительной», так и с «отрицательной» энергией. Состояние с «отрицательной» энергией описывает частицу, аналогичную электрону, но имеющую положительный электрический заряд. Позитрон был первой обнаруженной частицей из целого класса частиц, которая получила название «античастицы». До открытия позитрона казалась невероятной сама идея того, что в природе могут быть «положительные» и «отрицательные» заряды. Этот момент очень важен в процессе понимания того, почему в электротехнике появились «плюс» и «минус» как разноименные заряды.
Название «позитрон» придумал сам Андерсон. Он же предлагал переименовать электроны в «негатроны»: этот термин в отношении электронов по-прежнему используют в случаях, когда электроны и позитроны рассматриваются совместно (n-p переход); в этих случаях термин «электрон» часто относят к обеим частицам - электрону (негатрону) и позитрону. Существование античастицы электрона и соответствие суммарных свойств (двух античастиц) соответствует выводам теории Дирака, которая могла быть распространена на другие частицы. Данная теория указывает на возможность парной природы всех элементарных частиц, на что были ориентированы последующие физические исследования. Такая ориентация оказалась необычайно плодотворной, и в настоящее время парная природа элементарных частиц является точно установленным законом природы, обоснованным большим числом экспериментальных фактов. Но в данной книге акцент сделан на применение в конструкциях именно этих двух частиц, т.к. в современном мире было изобретено множество электротехнических приборов и радиоэлементов, где электрон и позитрон как электрические заряды активно применяются.
Название «позитрон» придумано учёным Андерсеном, но проявление свойств позитронной энергии каждый из первооткрывателей новых свойств электричества называл по-своему. Например, Никола Тесла и Дон Смит говорили о радиантной энергии, Эдвин Грей – о холодном электричестве, Джон Бедини и Том Берден об отрицательной энергии, Джон Хатчинсон – об энергии нулевой точки, Джон Уоррелл Кили о «симпатической» энергии и энергии звуковых вибраций, а Виктор Шаубергер и Уолтер Рассел – об энергии вихря (торнадо). В современном мире говорят о поиске негативной или темной энергии –а по отношению к чему? Что самое интересное, все эти знаменитые изобретатели старались в своих конструкциях фильтровать и разделять электрические заряды с разными физическими проявлениями. Одни нагревали конструкцию, а другие, наоборот, охлаждали. При использовании электронной энергии конструкции выделяли тепло, а при использовании позитронной энергии охлаждались – при этом температура конструкции была меньше окружающей среды. Это было многократно доказано на практике вышеупомянутыми изобретателями. До сих пор их открытия не до конца поняты миром, т.к. упор идёт на старые знания в области науки и нежелание принять что-то новое и неизученное. Хотя в настоящее время известен эффект Пельтье.
Элемент Пельтье – это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье – возникновении разности температур при протекании электрического тока. Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов – одного n-типа, и одного p-типа. Электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока, верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются – или наоборот. Таким образом, электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.
ГЛАВА 3. Свойства полупроводников с позиции электронно-позитронного взаимодействия
В современном мире ни одно из электронных устройств не обходится без применения полупроводников. На каком же принципе они работают? В качестве примера рассмотрим свойства полупроводников, таких как транзисторы, диоды, солнечные батареи, фотоэлементы и светодиоды с точки зрения современной науки и в качестве размышления автора книги. Эффект Пельтье был предложен как пример того, что подложка с «p» типом проводимости охлаждается, а с «n» типом нагревается. Автор подчеркивает, что не преследует цели опровергать, а хочет обратить внимание читателя на некоторые несоответствия в терминах свойств полупроводников, таких как взаимодействие между собой электрических зарядов.
Что такое полупроводник с позиции современной науки? Полупроводники - это вещества, в которых электрический ток образуется движением электронов, а величина удельного сопротивления находится в пределах между проводниками и диэлектриками. Полупроводниками являются химические элементы IV, V и VI групп периодической системы Д.И. Менделеева - графит, кремний, германий, селен и другие, а также многие окислы и другие соединения различных металлов. Количество подвижных носителей зарядов в полупроводниках в обычных условиях невелико, однако оно возрастает в сотни и тысячи раз при некоторых внешних воздействиях (нагревание, действие света и т.д.), а также при наличии в полупроводнике определённых примесей.
Полупроводники подразделяются на электронные (n-типа) и дырочные (p-типа) переходы. В полупроводнике типа n в качестве носителей зарядов рассматриваются электроны, которые при образовании тока перемещаются по всему полупроводнику, подобно свободным электронам в металлах. В полупроводнике p-типа в качестве носителей зарядов рассматриваются так называемые дырки. Дырки считаются эквивалентом и носителем положительного заряда, равного электрону. Термин «n-тип» происходит от слова «negative», обозначающий отрицательный заряд основных носителей. Термин «p-тип» происходит от слова «positive», обозначающий положительный заряд основных носителей. Вспомним историю, когда Андерсон предложил переименовать электрон в негатрон и использовать первую букву «n» – но ему отказали; а носителем противоположного заряда по отношению к электрону всегда был позитрон, и к его обозначению всё-таки применили первую букву «p». Эта буква до сих пор осталась, только почему-то противоположную по знаку электрона частицу назвали дыркой. Было сказано, что дырка считается эквивалентом носителя положительного заряда, равного электрону, коим является позитрон (см. главу 2). В качестве примера рассмотрим работу полупроводникового светодиода.
В последние годы мы стали свидетелями стремительного развития области техники, основанной на физике полупроводников - оптоэлектроники. Прежде всего, это проявилось в революционном совершенствовании светодиодов. Нет необходимости раскрывать историю их появления – об этом можно прочитать в интернете или в научных книгах. Задача автора – обратить внимание на понимание взаимодействия электронов и позитронов, что очень хорошо раскрыто в работе светодиодов. Только здесь современная наука акцентирует внимание на аннигиляции электронно-дырочного перехода с выделением фотоновсвета.
Светодиод - это полупроводниковый прибор с электронно-дырочным «р-n» переходом, который генерирует оптическое (видимое, УФ, ИК) излучение при прохождении через него электрического тока.
Напомню, что «р-n» переход - это «кирпичик» полупроводниковой электронной техники, представляющий соединенные вместе два куска полупроводника с разными типами проводимости (один с избытком электронов - «n-тип», второй с избытком дырок - «р-тип»). Если к «р-n» переходу приложить «прямое смещение», т.е. подсоединить источник электрического тока плюсом к р-части, а минусом к n-части, то через него потечет ток.
Нас интересует, что происходит после того, как через прямо смещенный «р-n» переход пошёл ток, а именно момент рекомбинации (соединение или аннигиляция) носителей электрического заряда - электронов и дырок, когда имеющие отрицательный заряд электроны «находят пристанище» в положительно заряженных ионах кристаллической решетки полупроводника. Оказывается, что такая рекомбинация может быть излучательной, при этом, в момент встречи электрона и дырки, выделяется энергия в виде излучения кванта света - фотона.
Но не всякий «р-n» переход излучает свет. Почему? Во-первых, ширина запрещенной зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона. Во-вторых, вероятность излучения при рекомбинации (аннигиляции) электронно-дырочных пар должна быть высокой.
Также (из научных трудов) аннигиляция пары частица-античастица (электрон-позитрон) – это один из видов взаимопревращения элементарных частиц. Термином «аннигиляция» первоначально назывался электромагнитный процесс превращения электрона и его античастицы – позитрона, при их столкновении, в электромагнитное излучение (в фотоны, или гамма-кванты). Однако этот термин неудачен, т.к. в процессах аннигиляции материя не уничтожается, а лишь превращается из одной формы в другую.
Теперь уважаемый читатель из описания научных трудов видит, что термин «дырка» и «позитрон» выглядят как братья-близнецы. Но те же «дырки», т.е. в нормальном понимании термин «ничто», не применишь в создании новой электронной техники. Напротив, существование позитрона, как носителя электрического заряда, раскрывает перед изобретателями и учёными новые перспективы для изучения и получения новых видов энергии.
По такому же принципу работают и все полупроводниковые элементы, за исключением того, что процесс аннигиляции электронно-дырочного перехода (электронно-позитронной пары) происходит внутри полупроводника (диода, транзистора) и проявляется в виде выделения тепла. Поэтому для более мощных диодов и транзисторов необходим теплоотвод или радиатор.
Солнечные элементы и фотоэлементы, наоборот, преобразуют из фотонов света разность потенциалов или, точнее говоря, активируют разноименные электрические заряды (электроны и позитроны). Таким образом, мы имеем разность потенциалов на выходе солнечных батарей и фотоэлементов.
ГЛАВА 4. Напряжение и ток
В предыдущих главах многократно упоминались такие термины, как «электрический заряд» и «заряженные частицы». С понятием электричества всегда подразумеваются две величины – напряжение и ток. Они непосредственно связаны с электрическими зарядами. Удивительно, но среди учёного мира до сих пор ведутся споры о том, что такое напряжение, а что такое ток. Автор на основании проведенных исследований в этой области раскроет своё видение этих терминов.
Электрическое напряжение – это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи. Напряжение, как и ЭДС (электродвижущая сила), измеряется в вольтах (В). Установившиеся значения напряжения обозначают буквой U. По аналогии с током, различают постоянное и переменное напряжения. Постоянное напряжение может изменяться по величине, не изменяя при этом своего знака. Переменное напряжение периодически изменяет и величину и знак.
Эта интерпретация формулировки, что такое напряжение, наиболее понятна, по сравнению с другими, более сложными терминами. Здесь напрямую сказано о перемещении электрического заряда или заряженных частиц. В электротехнике всегда есть два потенциала: «плюс» и «минус». Выбор, какой именно заряд назвать положительным, а какой отрицательным, считается в науке чисто условным (вынужденная мера для удобства восприятия противоположности свойств частиц). Тогда что же является переносчиком этих двух зарядов – не электрон ли и позитрон? Если в цепи будет только электрон, то тогда куда он будет стремиться? Ясно, что не к электрону, т.к. одноименные заряды отталкиваются. Он будет стремиться к противоположному заряду, а современной науке известна только одна античастица электрона – позитрон. Электрон и позитрон всегда находятся рядом (рис.1), удерживаясь на расстоянии за счёт полей кручения, противоположных по своему направлению (электромагнитным полем), и представляют собой вид гантели. В дальнейшем автор вынужден пользоваться терминами «положительный» и «отрицательный», чтобы можно было понять, о чём ведется речь. Хотя, на самом деле, в природе не существует положительных и отрицательных величин. Есть направления вращения, давление и трение.
Рис.1
Существует иное понятие электрона и позитрона – это спин или, по-другому, направление вращения этих частиц относительно друг друга. Электрон вращается против часовой стрелки, а позитрон – по часовой стрелке.
Тогда понятие электрического напряжения приобретает иной смысл, т.к. характеризуется количеством «отрицательных» и «положительных» заряженных частиц с разным спином вращения. До сих пор в научных кругах не могут определиться, куда течет ток: от минуса к плюсу или наоборот. Но даже не в этом дело. Важно понимать, какие заряженные частицы участвуют в формировании напряжения и тока в электрической цепи. Если учёный мир примет существование двух противоположных электрических зарядов, носителями которых являются электрон и позитрон в формировании напряжения «U» и тока «I», то многое в физических процессах созданной или создаваемой конструкции станет понятным.
Автор предлагает рассмотреть иную гипотезу взаимодействия между собой электрических зарядов в электрической цепи. Вполне понятно недоумение учёного мира в спорах о направлении движения электрического тока.На самом деле, никуда он не идёт, напротив, есть классическое взаимодействие разноимённых заряженных частиц между собой, называемое аннигиляцией, которая образуется в точке соединения, т.е. в электрической нагрузке. Может показаться, что, с точки зрения привычного восприятия, это звучит абсурдно; но исходя из понимания, что электрические частицы вращаются – каждая в своём направлении – то они, очевидно, взаимодействуют с гравитационным полем, где формируется электромагнитное поле вокруг заряженных частиц. В противном случае, вращения бы не было. Тогда всё становится на свои места.
Для теста замера направления электрического тока берём стандартные стрелочные приборы для измерения силы тока (рис.2). Работа стрелочного прибора основана на отклонении стрелки за счёт взаимодействия магнита и электрического поля, возникающего в рамке отклоняющей системы прибора (катушке). Значит, всё-таки речь идёт о полях взаимодействия.
Рис. 2
Стрелочные приборы специально включены именно так, как показано на рисунке 2. И при таком включении мы видим, что стрелки отклонились в разные стороны. По «классике» так и должно быть. Наглядно видно направление тока; но, рассматривая физику с иной стороны, мы видим, что в цепи происходит взаимодействие электрона (минус) и позитрона (плюс). Там где «плюс» – вращение заряженных частиц происходит по часовой стрелке, а там, где «минус» – против часовой стрелки. Так как стрелочный прибор подчиняется законам электромагнитных сил, то и отклонение стрелки тоже будет соответствующим. Вот почему стрелка прибора показывает значение в разных направлениях.
Если не торопиться с выводами, то электричество можно рассматривать как взаимодействие заряженных частиц между собой в магнитном и электромагнитном полях; также необходимо учитывать такие параметры электрических зарядов, как направление вращения (спин). Так что поля кручения заряженных частиц в магнитном и электромагнитном полях имеют большое значение, и даже такие простые опыты со стрелочными приборами – наглядное тому подтверждение.
Отсюда можно сделать вывод: напряжение – это общее количество заряженных разноименных частиц, а ток – скорость и плотность потока этих заряженных частиц, соединенных в нагрузке электропотребителя. Чем больше количество и плотность потока заряженных частиц, тем больше мощности «P» мы получаем для совершения работы электрического прибора. Здесь правомерно действует формула, но с другим пониманием физики: P=U*I.
Автор специально не оперирует сложными научными терминами, а, наоборот, старается просто изложить суть физического процесса – роли разноименных заряженных частиц в формировании электрического напряжения и тока. Конечно же, сила тока зависит от сопротивления электрической нагрузки и рассчитывается по формуле: I=U/R.
Пока всё логически понятно. Немного остановимся на терминологиях переменного и постоянного напряжения и тока. Эти термины придуманы для простого понимания свойств электрического сигнала, но в определенном смысле слова – они в корне не верны, т.к. не соответствуют физическим явлениям происходящих процессов. Возьмём для примера термин переменного напряжения.
Рис. 3
На рис. 3 показана эпюра напряжения с точки зрения современной физики. Все приборы (осциллографы), регистрирующие визуально эти показания, также показывают такую эпюру. В действительности, эти показания половинчатые, и отображают картину в плоскости, не говоря о том, что термин «переменный» в корне не верен. Во-первых, здесь уместно указать, что термин «переменный» необходимо переименовать на термин «знакопеременный». Ведь на электрических проводниках меняется положение знаков «плюс» и « минус».Во-вторых, здесь плавно меняется номинал напряжения. Это можно сравнить с тем, что вы плавно меняете на выходе напряжение от источника постоянного тока.
Автор специально акцентирует внимание на термины «переменный» и «постоянный», т.к., используя неправильную терминологию, невозможно правильно понимать физические законы. Человек сам себя заводит в тупик, не говоря о том, что, в таком случае, мала вероятность «заставить» работать собранную конструкцию.
На первый взгляд кажется, что всё элементарно, и специалист в области радиотехники скажет, что ему всёэто известно, и что данная информация – для первого класса. Как бы то ни было, но именно здесь кроется тонкий обман в понимании физики управления заряженными частицами. Не понимая и игнорируя эти знания, невозможно что-либо изобретать. В этом деле не существует мелочей, и тогда приходится многие знания пересматривать заново. Термин «постоянный» ток или напряжение с точки зрения физических законов мироздания тоже не верны. Все эти термины, будь то «постоянный» или «переменный» – обобщены, и показывают условное обозначение. В мире нет ничего постоянного, и то, что во время замера осциллографом в качестве постоянной составляющей электрического сигнала мы видим прямую линию, говорит о том, что на выходе источника питания не меняются знаки «плюс» и « минус».Важно понимать, что ток или напряжение не могут быть постоянными. Заряженные частицы всегда находятся в движении, иначе мы бы не смогли замерять значение и величину тока, проходящего по электрическим проводникам. На самом деле, мы замеряем плотность потока заряженных частиц, перемещающихся в электрических проводниках. А напряжение – это количество заряженных частиц, находящихся в этом потоке. Используя это понимание свойств напряжения и тока, по-другому начинаешь понимать физические законы мироздания.
ГЛАВА 5. Продольные и поперечные волны
Все мы хорошо знакомы с прилагательными «продольный» и «поперечный»; и не просто знакомы, а активно используем их в повседневной жизни. Но когда речь заходит о волнах, неважно каких – в жидкости, воздухе, твердой материи или электромагнитных полях – то часто возникает ряд вопросов. Обычно, слыша слова «поперечные» и «продольные» волны, технически грамотный человек представляет синусоиду. Действительно, колебательные возмущения на воде именно так и выглядят, поэтому жизненный опыт дает такую подсказку. На самом деле, мир более сложен и разнообразен: в нём существуют как продольные волны, так и поперечные. Если в какой-либо среде (поле, газ, жидкость, твердая материя) возникают колебания, переносящие энергию от одной точки к другой со скоростью, зависящей от свойств самой среды, то они называются волнами.
Рис. 4
На рис. 4 в объёме показано, что на самом деле мы должны увидеть, т.к. необходимо учиться видеть физические свойства не только в плоскости, но и в объеме. Не секрет, что заряженные частицы перемещаются волнообразно, и волны бывают продольные и поперечные. Осциллограф не увидит этого, если во время замеров использовать только входы координат X и Y.
Рис. 5 Рис. 6
На рис. 5 и рис. 6 показаны векторы (Умова-Пойнтинга) плотности потока электромагнитной энергии (продольных и поперечных волн).
Продольные волны характерны только для газообразных и жидких сред, а вот поперечные – также и для твердых тел. Существующая на данный момент классификация делит все колебательные возмущения на три группы: электромагнитные, жидкостные и упругие. Последние, как можно догадаться из названия, присущи упругим (твердым) средам, поэтому их иногда называют механическими.
Продольные волны возникают тогда, когда частицы среды колеблются, ориентируясь вдоль вектора распространения возмущения. Примером может служить удар по торцу металлического стержня плотным массивным предметом. Поперечные волны распространяются в перпендикулярном вектору воздействия направлении. Закономерный вопрос: «почему же в газах и жидких средах могут возникать только продольные волны»? Объяснение простое: причина этого заключается в том, что частицы, составляющие данные среды, могут свободно перемещаться, так как жестко не зафиксированы, в отличие от твердых тел. Соответственно, поперечные колебания принципиально невозможны. Вышесказанное можно сформулировать немного иначе: если в среде деформация, вызванная возмущением, проявляется в виде сдвига, растяжения и сжатия, то речь идёт о твердом теле, для которого возможны как продольные, так и поперечные волны (рис. 7). Если же появление сдвига невозможно, то среда может быть любой.
Особый интерес представляют продольные электромагнитные волны (ПЭВ). Хотя теоретически ничего не мешает возникновению таких колебаний, официальная наука отрицает их существование в естественной среде. Причина, как всегда бывает, проста: современная электродинамика исходит из принципа, что электромагнитные волны могут быть только поперечными.
Рис. 7
Отказ от подобного мировоззрения повлечет за собой необходимость пересмотра многих фундаментальных убеждений. Несмотря на это, существует много публикаций результатов экспериментов, практически доказывающих существование ПЭВ, что косвенно означает обнаружение ещё одного состояния материи, при котором, собственно, возможна генерация данного типа волн.
При столкновении электронов и позитронов происходит их аннигиляция и выделение энергии в ином виде – в виде продольных волн (гиперзвук, фононы, продольно-волновые солитоны) и в виде квантов ЭМ излучения, или фотонов. Фононы имеют такие параметры, как длительность и частоту следования. Аналогично же и фотоны. Длительность фонона (продольноволнового солитона) зависит от энергии ускоренного электрона и позитрона. При аннигиляции электронно-позитронной пары высокой энергии излучается гамма квант + гипер-фонон (в диапазоне ультразвука).
Фото 1
Этот эффект аннигиляции хорошо виден во время торнадо, как показано на фото 1. Как правило, вспышка молнии с проявлением электрического разряда и свечением (фотоны) всегда сопровождается громом (проявление фононов). Снаружи торнадо проявляется природа электронов, а внутри – позитронов. В таком случае становится ясно, почему внутри торнадо холодно, и выпадают осадки в виде кусков льда. Похоже, что позитроны устремляются в вихре в центр (центростремительная сила), а электроны – наружу (центробежная).
Также особенно показательным в этом отношении является аннигиляция частиц (или рождения пары частиц), когда две частицы одинаковой массы, но с противоположными зарядами, сталкиваются, и их масса превращается в энергию электромагнитного излучения. Иными словами, в соответствии с законом сохранения энергии взаимодействующих частиц, энергия перешла в такое количество энергии электромагнитного излучения, которое имеет массу, равную массе сталкивающихся частиц.
Продольная поляризация позитронов определяется при изучении особенностей процессов аннигиляции (например, зависимости свойств аннигиляции от взаимной ориентации спинов позитрона и электрона). Анализ проведенных опытов приводит к заключению, что электроны и позитроны Р-распада имеют продольную поляризацию. Электрон, как и позитрон, состоит из двух спиралей (энергетических потоков). Одна спираль – малого диаметра, вторая спираль – большого диаметра. Малая спираль является продолжением большой спирали, тонкая спираль находится внутри большой. Примерное изображение показано на рис. 8.
Рис. 8
Позитрон и электрон отличаются между собой только направлением спирального потока (правая или левая спирали). Внутренняя малая спираль, возможно, отвечает за энергию электрической компоненты электрона и позитрона. В обычном свободном и не ускоренном электроне эта компонента является преобладающей. При помещении электронов или позитронов в электрическое поле происходит ускорение этих частиц; их энергия перераспределяется внутри между магнитной и электрической компонентой таким образом, что у электрона и позитрона появляется более сильное электромагнитное поле – поэтому такие ускоренные частицы уже взаимодействуют с внешним электромагнитным полем.
Сравнение характеристик электрона и позитрона
| Свойства | Электрон | Позитрон |
| ПОВЕДЕНИЕ ПРИ СТОЛКНОВЕНИИ | ОТТАЛКИВАЕТСЯ | ПРИЛИПАЕТ |
| ЗАКРУЧЕННОСТЬ ОСИ | ЛЕВОСТОРОННЯЯ | ПРАВОСТОРОННЯЯ |
| ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ | ПОВЫШАЕТ | ПОНИЖАЕТ |
| ВОЛНОВОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ | ФОТОН | ФОНОН |
| УСКОРЕНИЕ ПРИ ВРАЩЕНИИ | ЦЕНТРОБЕЖНОЕ | ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНОЕ |
| ПРОЯВЛЕНИЕ В АТМОСФЕРЕ | МОЛНИЯ, ОГНЕННЫЙ ТОРНАДО, АНТИЦИКЛОН | ГРОМ, ОБЫЧНЫЙ ТОРНАДО, ЦИКЛОН |
| ПРОЯВЛЕНИЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ | В СИЛЬНОМ | В СЛАБОМ |
В процессе исследований свойств электронов и позитронов были раскрыты другие особенности (см. таблицу «Сравнение характеристик электрона и позитрона»), которые показали, что они противоположны не только по знаку, но и по другим параметрам. Пример с торнадо убедительно показывает эти противоположности.
В следующих главах будет раскрыта важность преобразования продольных и поперечных волн, особенно продольной, т.к. именно с её преобразованием многие изобретатели наблюдали проявления необыкновенных свойств электричества. Автор постепенно раскрывает значимость в природе электронов и позитронов для того, чтобы при изготовлении генераторов напряжения максимально учитывались эти знания. В этом случае конструкции будут работать с высоким КПД (коэффициент полезного действия).
Перед тем, как подойти к объяснению преобразования продольных волн в генераторах напряжения, сначала будут рассмотрены различные методы накопления и съёма электрических зарядов. Они основаны не только на личных исследованиях автора, но и на примере работ знаменитых изобретателей в этой области.
Способы эффективного накопления и управления электрическими зарядами следующие:
- Применение импульсной технологии;
- Использование резонанса в последовательном и параллельном контурах связи;
- Использование реактивной энергии;
- Использование разделения электромагнитных полей между контурами связи в конструкциях генератора напряжения;
- Использование контуров связи, которые образуют разные плотности высокого и низкого давления в окружающем пространстве;
- Использование ассиметричных трансформаторов связи.
Автор выделил наиболее интересные идеи, которые были неоднократно проверены на практике многими исследователями в области управления электрических зарядов для получения больших мощностей на выходе электротехнического изделия (генераторов напряжения).
ГЛАВА 6. Импульсная технология
Импульсная технология, пожалуй, занимает по праву первое место в списке. Не зря Никола Тесла посвятил этой теме почти всю свою жизнь. Немного истории о работах Николы Теслы в этой области освежит память, т.к. это необходимо для дальнейшего раскрытия важной роли импульсной технологии в конструировании электрических приборов. Также будут описаны меры безопасности при работе с импульсными генераторами напряжения, т.к. некоторые конструкции очень опасны для жизни людей и животных. Не зная этих предосторожностей, человек подвергает опасности всё живое.
Несмотря на то, что Тесла сделал это открытие в 1889 г., предварительный обзор эффекта был опубликован только после продолжительной серии экспериментов. "Рассеяние электричества" стало поворотной статьёй Теслы. Именно с этого момента он полностью забросил исследования переменных токов высокой частоты. Полностью отойдя от исследования поля, Тесла начал описывать ударные волны и другие эффекты импульсов. С помощью удачного экспериментального оборудования Тесла открыл несколько фактов, касающихся образования этого эффекта. Во-первых, причина его, без сомнения, заключалась в прерывании тока. Именно при замыкании выключателя, в момент его «замыкания и разрыва», эффект прорывался в окружающее пространство. Он был однозначно привязан ко времени длительности импульса. Он обнаружил, что резко «заряженные» провода в его экспериментах производят странные газообразные потоки. В дальнейшем, проведя исследования с катушками особой конструкции, он получал на концах этой катушки энергетические всполохи серебристо-белового цвета. В дальнейшем эти конструкции назвали – катушкой Тесла (фото 2).
Фото 2
Результат серии экспериментов породил у Теслы новую концепцию. Он, конечно, обнаружил, что было причастно к его таинственному эффекту ударного поля – это было радиантное электричество. Тесла желал, чтобы его открытиями пользовались во всём мире. Радиантное электричество имело особенные характеристики, неизвестные мировой науке. Работая с простым, но мощным воплощением своего аппарата, Тесла обнаружил, что радиантное электричество может производить мощные электрические эффекты на расстоянии. Эти эффекты не были чередующимися, не были обычными поперечными волнами. Это были продольные волны, состоящие из последовательных ударных волн. Прохождение каждой ударной волны с последующей короткой нейтральной зоной порождало радиантное поле. Векторные компоненты этих ударных волн были всегда однонаправленными. Прерывистые ударные волны были способны воздействовать на заряды в направлении своего распространения. Это была новая электрическая сила. Тесла сильнее, чем когда бы то ни было, понял, что находится на неизученной территории. Тот факт, что эти радиантные силы распространялись подобно лучам света, отличало их от электромагнитных волн Максвелла. Работа великого немецкого физика стала огромным стимулом для современных исследований электричества, но она также сильно парализовала умы учёных, а потому мешала независимому исследованию. Каждое новое открытое явление вгонялось в рамки теории, а потому, очень часто, правда бессознательно искажалась. Очевидно, что Тесла не был согласен с работами Гельмгольца, Герца и Максвелла. Для тех читателей, кто не знаком с заслугами этих господ, напомню, что Герман фон Гельмгольц работал над истоками того, что сейчас называют Первым законом термодинамики, и который утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но не может быть ни создана, ни уничтожена. Уравнения Джеймса Клерка-Максвелла являются фундаментом современной электромагнитной теории, а предполагаемое подтверждение работ Максвелла, сделанное Генрихом Герцем, считалось настолько важным, что в его честь назвали единицу измерения частоты. Но, как мы видим, Тесла отмёл их труды как не отвечающие полученным им самим результатам. Другими словами, если мы хотим последовать вслед за ним и изучать свойства окружающего нас пространства, мы должны забыть об идеях и ограничениях, установленных первым законом термодинамики и уравнениями Максвелла. Мы будем работать за пределами границ действия этих правил и двигаться в абсолютно иное царство науки.
В дополнение ко всему, Тесла открыл удивительное явление, которое разрешило все сомнения касательно природы переносчиков энергии в его аппарате. Тесла установил очень тяжёлую U-образную медную шину, подсоединив обе её ноги непосредственно к разряднику. Между ног U-образной шины были расположены несколько ламп накаливания. Их расположение образовывало короткозамкнутую цепь. Лампы светились сверкающим холодным белым светом, в то время как сами были закорочены толстым медным шунтом (рис. 9). Это было нехарактерно для обычного электричества; ярко светящиеся, но при этом холодные лампы показали, что через «короткозамкнутую» цепь пробегает другой вид энергии.
Рис. 9
Наблюдавшие этот эксперимент люди ожидали, что при его выполнении цепь прерывателя, а то и само динамо, сгорят. Вместо этого, они увидели чудо. Лампы засветились с необыкновенной яркостью. Эта простая демонстрация была лишь доказательством правоты теорий Теслы. Электронные заряды предпочитают контур с меньшим сопротивлением, и должны огибать лампы накаливания по медному шунту. Радиантный же ток в этой ситуации предпочёл противоположный принцип. Вероятно, так оно и было, ведь токи не были электрическими (электронными). Тесла постоянно использовал эту демонстрацию, чтобы показать «разделение» токов электронных от токов нейтральных (позитронных). Это было свидетельством того, что электрические разряды определённо состояли одновременно из нескольких подвижных частиц. По тому времени не было терминологий разноименных заряженных частиц, т.к. Тесла их обнаружил опытным путем и назвал по-своему – радиантное электричество. Из исследований Н. Тесла обнаруживаем такие термины как «продольные волны» и «разделение электрических зарядов». Изменением напряжения и длительности импульсов трансформатора Тесла можно либо нагревать комнату, либо охлаждать её. При этом более короткие импульсы порождали течения, наполнявшие комнату прохладными потоками (холод относится к свойству позитронной энергии). О том, что радиантное излучение обладало свойствами, которых обычные поперечные электромагнитные колебания не имеют, свидетельствовал целый ряд фактов. Следует особо подчеркнуть, что и трансформатор Тесла не был обычным электромагнитным устройством. Трансформация напряжения в нём происходила иначе, чем для электромагнитной энергии. В катушках трансформатора Тесла, как и в шунтированной цепочке ламп накаливания, наблюдалось «фракционирование» потока энергии: электроны двигались преимущественно через шунт (меньшее сопротивление), а «радиантный» поток энергии – через лампы (наибольшее сопротивление). Радиантный поток энергии не был электромагнитным, поскольку он был нейтральным по отношению к зарядам и магнитному полю, как подчеркивал сам Н. Тесла. И опять подтверждение, которое озвучил и установил в процессе своих исследований радиантной энергии Джон Бедини. Он говорил: «Там где появлялось сильное магнитное поле – свойства радиантной энергии исчезало».
Также рассматривая работу катушки Тесла, известный изобретатель Джон Бедини указал, что энергия из окружающего пространства входит в катушку, а не исходит из неё, что говорит о совершенно другой природе электричества по отношению к общепринятым догматам. Если бы это был обыкновенный повышающий трансформатор, работающий на электронной энергии, то не было бы такого эффекта в виде всполохов белого цвета около катушки (см. фото 2, катушка Тесла).
Для примера, автором была проверена данная гипотеза, и эксперимент подтвердил отличие природы электронной и позитронной энергии. В качестве индикатора были использованы колбы от плазменного шара, куда были подключены разные конструкции генераторов напряжения.
А Б В
Фото 3
Свойства электрических зарядов с использованием плазменного шара показаны на фото 3.В одном шаре использовался повышающий трансформатор на ферритовом сердечнике типа ТВС (фото 3А), а на другом воздушный – схема качера Бровина (фото 3Б и 3В). На фото 3А мы видим, как электронные частицы разлетаются в разные стороны, на остальных фото, наоборот, стремятся к центру, и сгусток энергии имеет серебристо-белый цвет. В данном эксперименте прослеживается аналогия с опытами Н. Теслы – получилось визуализировать этот процесс и создать электронный прибор (индикатор), который доказывает, что в свойствах электричества совершают работу две противоположные по «знаку» частицы. Результат говорит сам за себя и подтверждает сведения, указанные в таблице свойств электрона и позитрона, о том, что позитрон стремится к центру, а электрон наоборот (центростремительное и центробежное свойство).
Каждый из исследователей подобных тем сам может в этом убедиться. Для этого в магазине необходимо купить плазменный шар. В заводском исполнении мы увидим, как частицы разлетаются в разные стороны. Это проявление электронной энергии. Затем необходимо вскрыть коробку плазменного шара, убрать оттуда плату со схемой, и в центр плазменного шара поместить конструкцию по схеме качера Бровина (рис. 10).
Рис. 10
После этого выходной контур в виде спирали L (5-6 витков провода 1 мм) поместить в центр колбы шара. Правильно собранной схеме отладка не требуется (фото 4). L2 намотана на круглый каркас диаметром 20 мм и содержит 220 витков медного провода сечением 0,5 мм. С торца данной конструкции, поверх L2, намотан индуктор L1. Расстояние между двумя катушками примерно 10 мм. Индуктор L1 содержит 8 витков медной трубки (диаметр трубки 2 мм). Напряжение от источника питания подключено на второй виток от торца конструкции. Следует обратить внимание на то, что направление обмоток L1 и L2 относительно друг друга противоположно. Если L2 мотать от края каркаса по часовой стрелке, то L1 – против часовой стрелки. Это очень важно. В противном случае конструкция не заработает. В центре каркаса помещается ферритовый стержень с магнитной проницаемостью 400 НН, толщиной 6 мм.
Фото 4
Теперь понятно, почему именно импульсной технологии практически все исследователи и изобретатели отводили больше всего времени. Она является прародителем почти всех процессов в конструкциях генераторов энергии, которые потом, с помощью других оригинальных схемных решений, конвертировали выделенную энергию из окружающего пространства в полезную мощность или активную энергию.
В импульсной технологии не обязательно использовать катушки Тесла или качер Бровина. Есть много других схемных решений, но ясно одно: необходимо использовать в конструкции мощные короткие импульсы.
В процессе исследований работы катушек Тесла и качера Бровина было замечено, что данные конструкции образуют вокруг себя сильное излучение, которое в большом количестве может навредить здоровью, особенно когда исследователь желает получить большие мощности от этой конструкции. Во время проверок появлялись головные боли, тошнота и быстрая утомляемость. Небезопасно работать с очень высокими потенциалами вблизи людей и животных, не имея представления, с какими физическими явлениями совершается работа. Поэтому данные конструкции должны эксплуатироваться вдали от людей и животных, и для того, чтобы избежать проблем со здоровьем, следует работать с конструкциями малой и средней мощности.
Как уже было упомянуто, есть и другие не менее интересные способы накопления и управления электрическими зарядами при использовании импульсной технологии. Эффект работы данных конструкций очень высокий, и они абсолютно безвредны для окружающего мира. Их можно причислить к мирным и безопасным технологиям.
ГЛАВА 7. Использование резонанса в последовательном и параллельном контурах
О резонансе, как последовательном, так и параллельном, написано много литературы, но есть особенности использования резонансных контуров в конструкциях, где необходимо правильно управлять электрическими зарядами. Недостаточно знать, что такое резонансный контур. Нужно понимать, где в конструкции и какой контур правильно использовать. Автор хочет отметить, что нет ни одного изобретения в области генераторов энергии, где не применялись бы резонансные системы. Они являются неотъемлемой частью всех конструкций. Так в чём же их предназначение, и почему так важно хорошо понимать свойства резонанса? Немного вспомним свойства параллельных и последовательных контуров.
Колебательный контур - это осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые между собой катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (и напряжения). Колебательный контур - простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания. Резонансная частота контура определяется так называемой формулой Томсона:
Последовательный и параллельный резонансные контуры
Рис.11
На рис. 11 показана эквивалентная схема резонансных контуров.Последовательный колебательный контур является простейшей резонансной (колебательной) цепью. Он состоит из последовательно подключённых между собой катушки индуктивности и конденсатора. При воздействии на такую цепь переменного (гармонического) напряжения, через катушку и конденсатор будет протекать переменный ток, величина которого вычисляется по закону Ома: I = U / ХΣ, где ХΣ – сумма реактивных сопротивлений последовательно включённых катушки и конденсатора (используется модуль суммы).
XΣ = ХL-XC; XL = ω L, XC = 1/ωC, где ω = 2πƒ
На резонансной частоте, когда величины реактивных сопротивлений катушки XL = ωL и конденсатораХС = 1/ωС равны по модулю, величина XΣ обращается в ноль (следовательно, сопротивление цепи чисто активное), а ток в цепи определятся отношением амплитуды напряжения генератора к сопротивлению омических потерь: I = U/R. При этом на катушке и на конденсаторе, в которых запасена реактивная электрическая энергия, падает одинаковое напряжение UL = UС = IXL = IXС.
На любой другой частоте, отличной от резонансной, напряжения на катушке и конденсаторе неодинаковы – они определяются амплитудой тока в цепи и величинами модулей реактивных сопротивлений XL и XС. Поэтому резонанс в последовательном колебательном контуре принято называть резонансом напряжений. Резонансной частотой контура называют такую частоту, на которой сопротивление контура имеет чисто активный (резистивный) характер. Условие резонанса – это равенство величин реактивных сопротивлений катушки индуктивности и ёмкости. При этом наблюдается эффект сверхпроводимости, т.к. реактивные сопротивления индуктивности и ёмкости скомпенсировали друг друга и, иначе говоря, «превратились» в проводники с коротким замыканием.
Другой интересной резонансной схемой является параллельный колебательный контур. В нём конденсатор и катушка индуктивности соединены параллельно. Что произойдет, если к параллельному колебательному контуру приложить переменное напряжение резонансной частоты?Напряжение на контуре, возникающее за счёт собственных колебаний, будет равно напряжению, подводимому извне, так что ток через цепь подачи переменного напряжения протекать не будет. Можно считать, что на этой частоте параллельный колебательный контур имеет бесконечное сопротивление. Сказанное верно для идеального случая, когда потери отсутствуют. Если учесть потери, то некоторый ток от источника синусоидального сигнала будет проходить и компенсировать эти потери, но всё равно реактивное сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте будет высоким. За счёт этого в схемах с параллельным резонансным контуром потребление мощности невелико.
Значимость работы последовательного и параллельного резонанса по-настоящему оценить невозможно, т.к. до конца не изучено его свойство, и далеко не всё проверено на практике. Автором были проведены опыты с применением оригинальных конструкций с применением параллельного и последовательного резонансных контуров. Параллельный резонансный контур был применен во входной цепи, а последовательный по выходу конструкции, причём, в конструкции не применялись ферромагнетики. Когда вся конструкция была настроена на резонанс, то потребляемая входная мощность составляла 220 Вт, а реактивная мощность в последовательном резонансе – 360 000 Вт. Также во время испытаний провод сечением 1 мм расплавился через 1 секунду после включения конструкции к источнику питания. Этот провод был подключен последовательно с выходным последовательным контуром. А теперь проверьте, может ли провод с таким сечением расплавиться при мощности 220 Вт?
На эквивалентной схеме резонансных контуров прекрасно показаны их свойства по аналогии с механикой. Особенно хочется отметить работу последовательного резонансного контура, т.к. здесь прослеживается работа кинетической энергии по аналогии с механической работой качелей. Ведь кинетическую энергию считают чисто механической, а, оказывается, кинетическая энергия может себя проявить и в электрических цепях последовательного резонанса.
Это тоже одно из интересных свойств резонанса, которое даже в современной науке не всеми принимается; и абсолютно не правильно мнение, что с реактивного контура нельзя получить большую активную мощность. Просто имеется недостаточно знаний по управлению электрическими зарядами, чтобы это воплотить.
Технические характеристики выходного (последовательного) контура
Реактивные сопротивления XL = 15 Ом и XC = 14 Ом, на частоте 52 кГц. Активное сопротивление R = 0,05 Ом. Напряжение в контуре 600 В. Рассчитываем ток в контуре.
I= U/Z = 600/√(R 2 +X Σ 2) = 600/1 = 600А
Полное сопротивление (импеданс) такой цепи определяется: Z = √(R 2 +X Σ 2), где XΣ = ω L-1/ωC.
Z = √(0.05 2 +1 2) = 1, где XΣ = XL – XC = 15 – 14 = 1 Ом
Реактивная мощность контура: P = I 2 R или P = U*I. Отсюда P = 600 * 600 = 360000 (360 кВт).
Вывод: нагружая колебательный контур непосредственно активной нагрузкой, мы никогда не получим такой мощности. Этот показатель является промежуточным, и его необходимо согласовывать с другими контурами связи, чтобы не нарушить работу резонанса. И даже если мы снимем активную мощность в пределах 1%, то мы всё равно получим на выходе большую мощность, превышающую почти в 15 раз потребляемую по входу (на примере 1%-го расчёта – вход 220 Вт, выход 3600 Вт).
Эти примеры (расчётов и полученных результатов) были представлены для того, чтобы было понятно, что в настоящее время не до конца изучены свойства резонанса.
Только оригинальное конструкторское и схемное решение позволило получить такие результаты. Оно кардинально отличается по своей сути и содержанию от существующих конструкторских прототипов (описание изобретения будет освещено в последующих главах).
Автор не забыл упомянуть свойства электронно-позитронной пары в резонансе электромагнитных волн. По данным учёных МГУ им. М.В. Ломоносова наукой рассматривается резонансное взаимодействие электронно-позитронных пар в задачах гамма-электроники, посвящённых исследованию взаимодействия электронных и позитронных потоков с электромагнитными полями в устройствах γ-диапазона длин волн. Резонансные коллективные процессы синхронизуют колебания и волны в больших объемах активной электронно-позитронной среды. Процесс самоорганизации в условиях резонанса отличается сближением волновых функций электронов и позитронов, приводящим к макроскопической компенсации кулоновских полей. Электронно-позитронная пара проявляет себя в формах вещества, поля и энергии частиц (очень важное выражение). Решение уравнений Шредингера, Пуассона и Максвелла позволяет исследовать классические и квантовые аналоги устройств радиофизики и электроники, в том числе сверхмощных релятивистских импульсных генераторов.
Самоорганизация активного электронно-позитронного вещества в гамма-электронике отличается от соответствующих процессов в классической электронике, что связано с проблемой использования большой запасенной энергии электронно-позитронных пар. Возможны два варианта построения устройств гамма-электроники:
− устройства с эффективным взаимодействием, направленные на уменьшение времени аннигиляции;
− устройства с использованием замедленной коллективной аннигиляции.
В гамма-электронике существенны резонансные процессы, происходящие при коллективной аннигиляции электронов и позитронов. Резонансы наблюдаются на частоте, соответствующей энергии частиц 0,511 МэВ. Такую же энергию имеют процессы рождения электронно-позитронных пар. Учёт обратной связи позволяет получить режимы генерации на частоте резонанса. Проведено сопоставление процессов резонансного образования электронных и позитронных пар методами классической и квантовой теорий. При начальном задании центров зарядов разного знака и оптимальном значении параметра пространственного заряда возникают процессы резонансной самоорганизации электронно-позитронной среды.
Автором специально была взята небольшая выдержка из научных трудов, чтобы читатель смог понять, что об этих частицах известно многое, в том числе о свойствах электронно-позитронной пары в резонансных системах. Но как только вопрос касается свойств электричества, то о взаимодействиях этих частиц не говорится ничего, как будто их не существует. Думаю, это не справедливо
