Читать книгу Тайна получения энергии от взаимной связи колокольни и храма - Александр Матанцев - Страница 8

Изучая свойства киновари, автор обратил внимание, что у её кристаллов структура тригональной сингонии. Так как автору приходилось много заниматься пьезоматериалами для пирамид и мегалитических сооружений, то он уже знал, что они содержат пьезоматериалы в виде кварца или кальцита, обладающие тригональной сингонией. Поэтому, сразу же он предположил, что киноварь также относится к пьезоматериалам. Необходимо только было определить вопрос о симметрии кристалла. Если такой симметрии нет, то кристалл однозначно относится к пьезоматериалу. Далее, после поисков, автору удалось найти эти сведения в литературе [57]: «Пьезоэлектрический эффект проявляется в некоторых непроводящих электрический ток минералов: кварц, турмалин, сфалерит, нефелин, киноварь». И далее: «Пьезоэлектрический эффект некоторых непроводящих электрический ток минералов (кварц, турмалин, сфалерит, нефелин, киноварь, халькопирит) заключается в электрической поляризации их граней при механических деформациях, вызванных, например, упругой волной. Пьезоэффект наблюдается только у минералов с низкими классами симметрии, т.е. у кристаллов, у которых отсутствует центр симметрии. В таких кристаллах физические свойства вдоль полярных осей различны в разных направлениях».

Таким образом, исходя из справочных данных, киноварь, однозначно относится к пьезоматериалам!!! Тяжелее всего было найти величину пьезомодуля для киновари. Для кварца пьезомодуль хорошо известен и равен 2,31∙ 10^—12 Кл/Н. Точное значение для киновари так и не было найдено, но в литературе указывается, что киноварь значительно мягче кварца и позволяет получать пезонапряжение при значительно меньших усилиях, чем кварц, и близка к сегнетовой соли.

Пьезомодуль численно равен заряду, возникающему на единице поверхности пьезоэлектрика при приложении к нему единицы давления. Значение пьезомодуля используемых в практике пьезоэлектриков составляет около 10 ^-12 Кл/Н. Пьезомодуль – это коэффициент, определяющий связь между полем и деформацией сдвига, модуль, использующий в своей работе пьезоэлектрический эффект для преобразования механической энергии в электрическую.

Итак, киноварь является пьезоматериалом с кристаллами с тригональной сингонией. Раз это пьезоматериал, то под действием внешнего механического воздействия, например, от звучания колокола, или песнопения, литургии, в процессе прямого пьезоэффекта генерируется ультразвук, формируется дополнительная разность потенциалов, происходит поляризация и сопутствующее электромагнитное излучение.

В рассмотренном ранее свойстве 1 и свойстве 2 киноварь размещалась в виде порошка внутри металлического шара на макушке купола. Однако в других местах: на крышах храмов, на секциях колоколен устанавливали вазоны или подставки из обычного строительного материала в виде кирпичей, бетона, цемента, камня. Поэтому сразу же отпадает свойство возгонки киновари в этих местах с целью испарения ртути.

Здесь проявляется совершенно другое назначение: киноварь здесь использовалась в натуральном виде (куска породы), или же в виде порошка для использования её свойств пьезоматериала. Тогда не требуется нагрев.

Пьезомодули разных пьезоматериалов [58]:

Кварц – 2,31 10^—12 Кл/Н

Сульфат лития – 18,3 10^—12 Кл/Н

Сегнетова соль – 172 10^—12 Кл/Н

Турмалин – 2,5 10^—12 Кл/Н

Киноварь обычно бывает массивной, зернистой или землистой формы и имеет цвет от ярко-алого до кирпично-красного, хотя иногда встречается в кристаллах с неметаллическим оттенком. Его средний показатель преломления составляет 3,08 по сравнению с индексами для алмаз и неминеральный арсенид галлия (III) (GaAs), которые составляют 2,42 и 3,93 соответственно. Твердость киновари 2,0—2,5 по шкале Шкала Мооса, и удельный вес 8.1.

Рис. 10

Рис. 10. Кристаллическая структура киновари [60]

Кристаллическая структура киновари: желтый – сера, серый – ртуть, зеленый – клетка – рис. 10.

Как наиболее распространенный источник ртути в природе, киноварь добывалась тысячи лет, даже еще в Эпоху Неолита. Римская империя его добывали как пигмент, и по содержанию ртути.

Киноварь [60]. Химический состав – содержание: Hg – 86,2%; S – 13,8%,

α-HgS – минерал, сульфид ртути (II). Это самый распространённый ртутный минерал.

Рис. 11

Рис. 11. Киноварь [72]

Свойства киновари [76]. Молекулярный вес 232.66

Параметры ячейки a = 4.145 (2) Å, c = 9.496 (2) Å

Отношение a:c = 1: 2.291

Число формульных единиц (Z) 3

Объем элементарной ячейки V 141.29 Å³

Пространственная группа P31 2 1

Показатели преломления nω = 2.905 nε = 3.256

Максимальное двулучепреломление δ = 0.351

Сингония тригональная

Микротвердость VHN10=82 – 156 кг/мм²

Состав (формула): HgS

Цвет черты (цвет в порошке): ярко-красный

Прозрачность: просвечивающий, непрозрачный

Спайность: совершенная

Твёрдость: 2—2,5

Удельный вес, г/см³: 8,0—8,2

У киновари обнаружены положительные значения удельной магнитной восприимчивости от 0,2 • 10^—6 до 31,2 • 10^—6 CGSM, что, вероятно, обусловлено механическими примесями.

В литературе [62] указывается, что кристаллическая структура киновари – гексагонального облика, в целом напоминающая искажённую структуру NaCl c координационным числом 6 (точнее 2+4 и для Hg и для S). Спецификой кристаллического строения киновари являются непрерывные цепочки S – Hg – S с ковалентной связью между ионами, вытягивающиеся параллельно оси «с» по правой или левой винтовой оси (чем обусловлена выраженная способность вращения плоскости поляризации). Наблюдается фотопроводимость, имеющая четко выраженный анизотропный характер. Кристаллы, подвергнутые действию световых волн определенной длины, при включении в электрическую цепь теряют изоляционные свойства вследствие увеличения электропроводности в миллионы раз [62].

Итак, киноварь обладает всеми свойствами пьезоматериала и поэтому под внешним воздействием может излучать ультразвук и сопутствующие электромагнитные волны после поляризации. Происходит это ни само собой, а под действием внешнего механического воздействия, которое должно меняться со временем. Такое воздействие есть и очень мощное – это удары колоколов и песнопение (литургия). Вот почему для получения энергии необходима связка «колокольня-храм». От колокольни воздействуют механические удары от колоколов, а в храме происходит главное накопление суммарной энергии.

Рассмотрим формулы для прямого пьезоэффекта и попробуем оценить получаемую разность потенциалов.

Прямой пьезоэлектрический эффект заключается в появлении поляризации и сопутствующего электромагнитного излучения под действием механического напряжения σ [Н/м²]. При этом на поверхности пьезоматериала возникает заряд q_s на площади в один квадратный метр, т.е. q_s [Кл/м²].

Общий заряд q вычисляется с учетом площади S

q = q_s S

В свою очередь, q_s определяется через пьезоэлектрический модуль прямого пьезоэффекта d_пр [Кл/Н] и действием механического напряжения σ:

q_s = d_пр σ

тогда общий заряд q = d_пр σ S

Напряжение (или разность потенциалов) U, возникаемое на концах пьезоматериала вычисляется через напряженность электрического поля Е и толщину пьезоматериала h: U = Е h

В свою очередь, напряженность электрического поля Е в данной точке численно равна силе F, с которой поле действует на заряд q, помещенный в эту точку: Е = к q/r²

где к = 8,987 10⁹ Нм²/Кл

U = к q h /r² = к h d_пр σ S/ r²

Площадь круга S = π r²

Окончательное выражение:

U = к q h /r² = к h d_пр σ π (4)

Из формулы (4) следует, что для вычисления формируемой разности потенциалов U следует знать величину механического напряжения σ [Н/м²], а также величину пьезомодуля d_пр [Кл/Н] и толщину пьезоматериала.

Формула (4) справедлива для любого пьезоматериала, а в колокольне и храме имеются два, а иногда и три пьезоматериала. Это:

– сульфид ртути, или киноварь в вазонах и подставках на крышах секций колокольни и на крыше храма;

– кварц в толстых стенах всех строений, толщина их составляет полтора – два метра, а иногда, до 5 метров;

– кварц в фундаменте;

– иногда для храмов и колоколен белого цвета характерно наличие другого пьезоматериала – кальцита.

В системе «колокольня-храм» действуют два вида прямого пьезоэффекта: на киновари, расположенной в вазонах и подставках, и на кварце (или кальците), которой может быть не менее 25 – 40% в стенах обоих сооружений.

Пьезоэффект на киновари является предварительным процессом, который инициирует более мощный процесс пьезоэффекта на кварце, расположенного в стенах и в основании строений.

Обычно эксперты оценивают силу удара очень приблизительно как «большую» или «небольшую». Следует признать, что указанная оценка силы удара является не только приблизительной, но и весьма субъективной, что снижает ее доказательное значение. Анализ работ судебных медиков, изучавших различные аспекты механизма и условия возникновения повреждений при действии тупым предметов, позволяют выделить четыре степени силы удара тупыми предметами [77]:

1) небольшая сила удара – до 160 Ньютонов;

2) значительная сила удара – от 160 до 1960 Н;

3) большая сила удара – от 1960 до 4900 Н;

4) очень большая сила удара – более 4900 Н.

Величина возникаемой разности потенциалов связана с накоплением поляризационных зарядов и прямо пропорциональна величине механического воздействия, как показано на рис. 12. От колокола можно получить очень большую силу отдачи – до 4900 Н.

Рис. 12

Рис. 12. График зависимости связанных поляризационных зарядов от приложенной силы [61]

Пьезомодуль кварца хорошо известен. Итак, в основной формуле (4) остается неизвестным параметр пьезомодуля для киновари. Автор потратил много усилий, чтобы найти величину пьезомодуля киновари. Однако усилия были безуспешными. Складывается впечатление, что неизвестные силы специально скрывают эту информацию. Выход из положения был найден по подобию. В литературе указываются свойства киновари и с какими другими соединениями они совпадают, или на какие соединения похожи.

Так, в литературе [62] указывается следующее: «Кристаллическая структура киновари – гексагонального облика, в целом напоминающая искажённую структуру NaCl c координационным числом 6 (точнее 2+4 и для Hg и для S). Спецификой кристаллического строения киновари являются непрерывные цепочки S – Hg – S с ковалентной связью между ионами, вытягивающиеся параллельно оси „с“ по правой или левой винтовой оси (чем обусловлена выраженная способность вращения плоскости поляризации). Структура типа искаженной структуры NaCl или PbS. Ионы Hg окружены шестью ионами S по искаженным октаэдрам. Основой строения кристаллической решетки киновари являются бесконечные спиральные цепи – S—Hg – S—, расположенные || оси с, по правой или по левой винтовой оси, что обусловливает у этого непрозрачного минерала сильно выраженную способность вращения плоскости поляризации, намного большую, чем у кварца. Гомополярные связи между Hg и S одной и той же цепочки значительно сильнее связей между атомами соседних цепочек. Параллельная укладка независимых винтовых цепочек обусловливает отчетливую спайность по призме».

Итак, в литературе есть свойство схожести киновари, как пьезоматериала с NaCl и с сегнетовой солью. По сегнетовой соли информация имеется – табл. 1.

Таблица 1. Пьезомодули для разных пьезоматериалов [73]

Величины пьезомодуля для кварца и сегнетовой соли:

литература [73] (табл. 1), кварц – 2,31 10^—12, сегнетова соль – 275 10 ^-12 Кл/Н;

литература [74], кварц – 2,31 10^—12, сегнетова соль – (275…500) 10 ^-12 Кл/Н;

литература [75], кварц – 2,31 10^—12, сегнетова соль – 790 10 ^-12 Кл/Н;

Отношение пьезомодуля киновари, к пьезомодулю кварца, подобно отношению пезомодулю сегнетовой соли, к величине пьезомодуля кварца, и составляет величину 119 – 341; среднее значение – 230 раз.

Получается, что для одинаковой эффективности пьезоэффекта, связанного с излучением ультразвука и электромагнитных волн, масса киновари должна быть в 230 раз меньше!

Вот почему вставки из киновари на крышах храмов и колоколен передвигали вручную, и их вес, судя по размерам, составлял, примерно, от 10 до 20 кг. Если бы это был кварц, то для аналогичного эффекта, его размер должен быть равен от 2,3 тонн, до 4,6 тонн. Вот в чем причина применения киновари в системе «колокольня- храм» для сбора энергии. Киноварь легко поддается поляризации и прямому пьезоэффекту, и по массе его требуется в 230 раз меньше, чем если бы для этих целей использовался пьезоматериал в виде кварца!!!

Представители древних цивилизаций прекрасно знали свойства киновари и ртути, вот почему они использовали киноварь в двух главных физических принципов: для многократного роста собираемых зарядов на крыше куполов (с использованием паров ртути) и для возбуждения пьезоэффекта, в результате которого формировались волны, являющиеся запускающими для другого мощного процесса пьезоэффекта на кварце, содержащегося в объеме всего храма и колокольни.

Неопределенным в этом всем процессе является точная величина пьезомодуля киновари. По-видимому, эту величину специально не включают в справочники, и очень редко пишут о подобии свойств с сегнетовой солью. На самом деле даже если взять значение меньше минимальное для пьезомодуля сегнетовой соли, например, 100 10^—12, всё равно отношение по сравнению с кварцем, составит 43 раза, и это очень значительно. Для получения одинакового воздействия, вставка с кварцем должна быть массой 430 кг, при массе вставки киновари всего в 10 кг.

Теперь, когда все значения известны, то можно по формуле (4) найти возникаемую разность потенциалов при пьезоэффекте в двух случаях:

– для киновари, у которой пьезомодуль, ориентировочно, равен 275 10^—12 Кл/Н;

– для кварца, у которого пьезомодуль точно равен 2,31 10^—12 Кл/Н.