Читать книгу Необычные размышления о… - - Страница 21

Принято считать, что под воздействием магнитного поля, проводники с током могут притягиваться или отталкиваться. Что такое “под воздействием магнитного поля” нам не совсем понятно. То ли, это баба Яга (магнитное поле), сидящая в одном проводнике с током, своей невидимой рукой хватает другой проводник с током и тянет (или отталкивает) его к себе, то ли это что-то другое. Не знаем. Но участие нечистой силы в таком притягивании, как-то не хочется признавать. А потому механизм притягивания (или отталкивания) проводников с током, будем рассматривать через призму взаимодействия электронов и фотонов, обладающих энергией, импульсом и моментом количества движения.

Пусть, для определенности, в двух параллельных проводниках, электрические токи текут в одну и ту же сторону. Практика показывает, что такие проводники притягиваются. Правильнее сказать, перемещаются навстречу друг к другу. В 1820 году Ампер установил закон взаимодействия токов. Согласно такому закону, сила взаимодействия, приходящая на единицу длины каждого из параллельных проводников, пропорциональна произведению величин токов в таких проводниках, и обратно пропорциональна расстоянию между проводниками.

О нечистой силе, которая, якобы, обусловливает такое взаимодействие, сказано выше. Как нам представляется такое взаимодействие? Мы знаем, что электрический ток – это направленное движение и электронов, и фотонов, которые в основном перемещаются вдоль проводника. Вместе с тем, часть фотонов вылетает из проводника и перемещается в сторону параллельного проводника с током и даже проникает в параллельный проводник с током, и такие фотоны вступают во взаимодействие с электронами параллельного проводника.

К чему приводит такое взаимодействие?

Не будем забывать, что и фотоны, и электроны обладают спином, то есть вращаются в пространстве и их можно рассматривать в качестве специфических гироскопов. В результате, после столкновений фотонов из первого проводника, с электронами из второго проводника, возникающий специфический гироскопический эффект приводит к тому, что электроны внутри второго проводника перемещаются в пространстве таким образом, что, подталкиваемый такими электронами второй проводник, в целом перемещается в сторону первого проводника.

Точно также, аналогичные процессы, происходящие во втором проводнике, приводят к тому, что первый проводник с током перемещается в сторону второго проводника. Возникает видимость взаимного притяжения проводников.

Не сложно понять, что, если в двух параллельно размещенных проводниках, электрические токи текут в противоположных направлениях, то такие проводники будут перемещаться в противоположные стороны друг от друга (создается видимость отталкивания). Заметим, что при такой интерпретации электрических токов, мы не нуждаемся в понятии “поле”. И для объяснения явлений “притягивания” (“отталкивания”) проводников, нечистая сила (баба Яга) нам тоже не нужна.

Вместе с тем, очень хотелось бы знать все о полете фотона и электрона в пространстве. Например, как ориентирован спин фотона к вектору скорости фотона, когда фотон перемещается в вакууме? Или, когда фотон перемещается в проводнике с током. Или в стекле. Что происходит с частотой фотона, когда фотон в проводнике с током сталкивается с кристаллической решеткой проводника? Как, в этом случае, проявляется эффект Комптона? Как ориентирован спин электрона по отношению к вектору скорости перемещения электрона в пространстве? В вакууме, в проводнике, в иных средах? Знание ответов на такие вопросы помогло бы подправить закон Кулона, а также закон взаимодействия проводников с токами (закон Ампера).

Подправить – это значит вместо зарядов в числителе закона Кулона, поставить параметры, характеризующие фотон. Например, частоту фотонов, их интенсивность, скорость перемещения в соответствующей среде. Ведь, именно фотоны, в конечном счете, являются переносчиками силового воздействия (энергии, импульса, момента количества движения). Подправить – это значит, в законе Ампера (о взаимодействии проводников с токами), вместо токов, в числителе поставить расшифровку токов. То есть, поставить все те же характеристики фотонов, которые ответственны за силовой, эстафетный механизм распространения токов в проводнике.

Попробуем объяснить явление притяжения и отталкивания постоянных магнитов. По-прежнему считаем, что электроны испускают фотоны. Магнит – это специфический материал, в котором спины электронов ориентированы в одном направлении. Достигается такая одинаковая ориентированность спинов электронов процедурой, называемой процессом намагничивания (подробности опускаем) магнитов. Область магнита, в котором спины электронов ориентированы в пространстве одинаковым образом, называют доменом.

Магнит – это однодоменная структура. Железный гвоздь – это много доменная структура. Но если гвоздь разделить на множество опилок (чем мельче опилки, тем лучше выражена однодоменная структура таких опилок), то каждый опилок с большой степенью вероятности становится однодоменной структурой или магнитиком. Направление электронных спинов в магните задает полюса магнита.

Каким образом спины электронов задают полюса магнитов, мы не знаем. Может быть, в однодоменных структурах, спины электронов параллельны (или перпендикулярны) линии, соединяющей северный и южный полюс магнита. На этот вопрос должна ответить практика.

Например, в опытах Эрстеда, магнитная стрелка устанавливалась перпендикулярно проводнику с током. Мы также не знаем, каким образом ориентированы спины фотонов, вылетающих из электронов. Закон сохранения момента количества движения заставляет нас думать, что спин такого фотона должен совпадать со спином, генерирующего его электрона.

Переносчиком силового воздействия при механическом перемещении магнитов друг относительно друга, являются фотоны. Такое перемещение обусловлено специфическим электронным гироскопическим эффектом, который появляется при взаимодействии вращающихся в пространстве фотонов одного магнита и вращающихся электронов другого магнита. Строго говоря, все высказанные здесь предположения нуждаются в практической проверке.

В традиционной физике, предпочтение отдано теории Фарадея, который 200 лет тому назад, очень долго искал объяснение механическим явлениям “притягивания” и “отталкивания” магнитов, проводников с токами и прочее. Понятного объяснения не нашел. И потому явления электромагнетизма списал на проявление некоего “поля”. Да, и невозможно в те далекие времена все объяснить. Знаний у человечества было мало. Из практических наблюдений, Фарадей вывел свои знаменитые правила “буравчика”, “правого винта” “правой руки” и тому подобное. Но без объяснений физической сути таких правил. “Поле”, это такое же понятие, как понятие “темная” энергия, или “темная” материя. То есть, не несущее никаких знаний о механизмах взаимодействий.

Давайте рассмотрим механизм индукции, или наведения. Согласно интерпретации Фарадея, вокруг проводника с током, возникает поле, которое непонятным образом наводит электрический ток (приводит в движение электроны) в соседнем параллельном проводнике. Электрический ток в проводнике появляется и в том случае, если рядом с проводником осуществить перемещение постоянного магнита в пространстве (например, в катушку индуктивности вставлять и вытаскивать постоянный магнит).

Мы считаем, что перемещающиеся в первом проводнике электроны, генерируют фотоны, которые подлетают к электронам в соседнем проводнике и заставляют их перемещаться вдоль соседнего проводника. При этом, с перемещающимися в первом проводнике электронами, синхронно, в поперечном направлении, перемещается облако фотонов, генерируемых такими электронами. Что касается электронов в постоянном магните, то такие электроны неподвижны относительно стенок магнита. А, поскольку, магнит неподвижен относительно проводника с током, то и электроны внутри магнита неподвижны относительно такого проводника.

В результате, отсутствует генерация фотонов в направлении свободных электронов в проводнике. Поэтому, чтобы получить перемещающиеся в таком поперечном направлении, фотоны, необходимо перемещать в пространстве сам магнит. И тогда, такой, перемещающийся в пространстве магнит, наведет электрический ток в проводнике (заставит, с помощью фотонов, вылетающих из магнита, перемещаться электроны в проводнике). На этом основан принцип работы генератора.