Читать книгу Загадки физики - Анатолий Федорович Трутнев - Страница 6

Как известно, электрон это материальный носитель отрицательного электрического заряда и является бесструктурной частицей. С позиции базовых принципов смоделированной системы электрон имеет внутреннюю структуру и вот почему. Если электрон имеет точечный заряд, то энергия его электрического поля должна быть бесконечной, а, следовательно, и его масса должна быть тоже бесконечной. Но его масса достоверно установлена и составляет 9,1 10 ^-31кг. Электрон состоит из одних отрицательно заряженных простонов, поэтому его нельзя разделить на части. У него сферическая форма. Он имеет вход и выход, через которые его пронизывают силовые нити, когда он движется по ним. Простоны расположены внутри электрона таким образом, что в результате их воздействия на проходящие сквозь электрон силовые нити степень их сжатия изменяется. На входе она выше, чем на выходе, то есть при движении электрона по силовым нитям, они расширяются. При расширении силовых нитей выделяется энергия, которая была затрачена на их сжатие. А энергия это сила, которая порождает спин, а следовательно магнитный момент электрона. В атоме электрон находится в связанном состоянии, поэтому имеют спины с противоположным направлением. На рисунке (Рис.1.a) представлено вращение спина по часовой стрелке, а на (Рис.1.b) вращение спина против часовой стрелки.

Рис.1 Схема внутренней структуры электрона и схема ориентации электронов под действием внешнего магнитного поля – S – силовая нить; T – вход в электрон; Q – выход из электрона; e – электрон

Вещества, помещенные во внешнее магнитное поле, проявляют способность намагничиваться в разной степени. В соответствии с этой способностью они подразделяются на следующие виды магнетиков: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

К диамагнетикам относятся вещества, которые в отсутствии внешнего магнитного поля немагнитны. При внесении диамагнетиков в магнитное поле у каждого их атома появляется магнитный момент, направленный навстречу полю. В результате внешнее магнитное поле ослабляется. У атомов парамагнетиков в отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты электронов в электронных облаках имеет различные направления (Рис.1.c). При внесении парамагнетиков в магнитное поле значительная часть магнитных моментов электронов ориентируется по направлению внешнего поля (Рис.1d). В результате внешнее магнитное поле усиливается, но очень слабо. Ферромагнетики это те же парамагнетики, только с большей магнитной проницаемостью. Особенно высокая степень усиления напряженности внешнего магнитного поля происходит, если в качестве ферромагнетика используется железо. В рамках смоделированной системы этот феномен можно объяснить следующим образом.

У ферромагнетиков имеются зоны, где преобладают электроны с магнитными моментами одинакового направления. Их называют доменами. При внесении таких ферромагнетиков во внешнее магнитное поле, домены ориентируются в направлении действия этого поля. Чем больше таких зон, тем большее своим сонаправленным движением они создают магнитное поле, которое в значительной степени усиливает внешнее магнитное поле.

Электронная формула атома железа [Ar] 3d⁶ 4s². У него четыре неспаренных электрона, Атом железа это постоянный «маленький «магнит. При движении неспаренные электроны приобретают магнитные моменты, которые перемещаются в одном направлении, под действием магнитного поля Земли, наведенного его жидким ядром, состоящего в основном из железа.

Согласно базовым принципам смоделированной системы предполагается, что энергия, выделяющаяся при движении неспаренных электронов доменов, образует магнитное поле вокруг постоянных магнитов в отсутствии внешнего магнитного поля (Рис.2.а). Поле векторное и обладает энергией, а, следовательно, и массой. Напряженность поля варьирует в зависимости от местоположения. Наиболее высокие потенциалы напряженности проявляются у полюсов и ослабевают по мере удаленности от них.

Домены, синхронизированные в движении в одном направлении, разделяются друг от друга так называемыми «стенками», которые образуют спаренные электроны, вращающие вокруг атомных ядер (Рис.2 b). Домены, состоят из электронов, имеющих вход и выход, потому образованное ими магнитное поле также имеет соответствующую ориентацию. Электроны в доменах все время находятся в движении. Энергия, выделяющаяся при этом, непрерывно поступает в магнитное поле постоянного магнита. Энергия, как известно одна из форм материи. Это организованный поток у него есть источник и ему присуща структура распространения.

Как показали лабораторные исследования, потоки энергии распространяются по замкнутым кривым, которые называются магнитными силовыми линиями. Линии входят и выходят в образец постоянного магнита. Точка, где они выходят, носит название северный полюс, а точка, где они входят, носит название южный полюс (Рис.2.а).

Рис.2 Схема магнитного поля вокруг постоянного магнита

N – северный полюс S —южный полюс f – силовые линии магнитного поля e – электрон.

В рамках смоделированной системы предполагается, что потоки энергии, движущие вдоль силовых линий магнитного поля, распространяются по силовым нитям пространства и сжимают их направлении своего движения. Поэтому максимальное их сжатие будет происходить на полюсах постоянного магнита (Рис.3). Потому что, именно в этих точках магнитного поля потоки энергии будут достигать максимального значения.

Теперь относительно основной загадки постоянного магнита. Почему деление образца постоянного магнита, даже до одного атома, не дает положительных результатов в получении единичного заряда магнита магнитного монополя? С позиции смоделированной системы это можно объяснить следующим образом.

Источником образования магнитного поля является движущийся по силовым нитям электрон. Электрон имеет вход и выход. Эти точки являются его своеобразными полюсами.. Чтобы получить магнитный монополь необходимо разделить электрон, как создателя магнитного поля на две части, то есть отделить вход от выхода. Но, если у электрона не будет выхода, то выделяющаяся внутри него энергия разрушит его. Из этого положения истекает вывод. Одиночных магнитных зарядов в природе не существует.

Что же касается притяжения и отталкивания полюсов постоянных магнитов, то эти процессы происходят по следующим сценариям. Поток энергии, движущийся по силовым нитям, выходит из северного полюса магнита и входит в его южный полюс (Рис.3. а). Энергия это векторная сила, которая имеет определенное направление. При сближении противоположных полюсов магнита (Рис.3 b) вектор силы исходящего потока энергии из северного полюса и вектор энергии потока, входящего в южный полюс имеют одинаковое направление. Векторы складываются, объединяются в единый вектор силы, действующий в направлении сближения образцов постоянного магнита. При их полном контакте образуется один постоянный магнит с двумя полюсами. В случае сближения одноименных полюсов магнита (Рис.3.с) вектор силы исходящего потока энергии из северного полюса одного магнита и вектор силы исходящего потока энергии из северного полюса другого магнита имеют противоположное направление, то есть действуют друг против друга. Точки приложения этих сил находятся за пределами полюсов магнита. При попытке их механического сближения возникает сила, препятствующая этому действию. Наподобие силы, не дающей сжать пружину.

Рис.3. Схема образования магнитного поля постоянного магнита и схема взаимодействия его полюсов N – северный полюс S – южный полюс f – магнитная силовая линия u – силовая нить w – поток энергии