О структуре света






С.Б. Каравашкин, О.Н. Каравашкина
e-mail: selftrans@yandex.ru, selflab@mail.ru


Несмотря на то, что сам свет является едва ли не самым распространенным и наблюдаемым явлением в природе, несмотря на то, что он буквально окружает нас, позволяя наблюдать и анализировать мир вплоть до звёзд, его структура, поведение до сих пор остаётся столь же непознанной, как и далёкие галактики. Гюйгенс, Гук, Декарт, Ньютон, Коши, Лаплас, Френель, Физо, Фуко, Лебедев, Ритц, Майкельсон, Томсон (лорд Кельвин), де Бройль… – практически все видные учёные своего времени посвящали исследования структуре света или анализировали вековые противоречия в изучении данного вопроса. Среди них, вероятно, нет лучшей систематизации обилия споров и подходов, которые обуревали умы всех времён, вплоть до сего дня, чем сконцентрировано в монографии Уиттекера «История теории эфира и электричества» {1}. Чтобы не втягиваться в бесконечные споры о той или иной трактовке уже известных экспериментов, мы в статье акцентируем своё внимание на тех неучтённых или не принимаемых во внимание аспектах вопроса, которые во многом проливают ясность на структуру света как таковую.

Исследование начнём с проблемы вектора Пойнтинга как основной проблемы, фиксирующей перенос светом энергии. Описывая давление ЭМ волны в базовой работе «Трактат об электричестве и магнетизме» {2}, {3}, Максвелл рассматривал его как некую сумму электростатического и электрокинетического воздействия, обуславливаемого соответственно электрическим и магнитным полями: «Пусть p будет значением любой из этих величин, т. е. либо электростатической, либо электрокинетической энергии на единицу объема; тогда из-за электростатического состояния среды имеется натяжение величины p в направлении, параллельном х, объединенное с давлением, также равным р, но параллельным у и z, см. п. 107.

Из-за электрокинетического состояния среды имеется натяжение, равное р, в направлении, параллельном у, объединенное с давлением, равным р, в направлениях, параллельных x и z, см. п. 643.

Следовательно, совместное действие электростатического и электрокинетического напряжений есть давление, равное 2р, в направлении распространения волны. Но величина 2р выражает также и полную энергию в единице объема.
Следовательно, в среде, в которой распространяются волны, имеется давление в направлении, нормальном этим волнам, и численно равное энергии в единице объема»
{3, с. 341}.

В свою очередь, в пункте 107 работы, точнее, в теме, которая завершалась этим пунктом, Максвелл рассматривал механическое взаимодействие двух систем в следующей постановке вопроса: «Пусть Е1 и Е2 — две электрические системы, взаимодействие между которыми и является предметом рассмотрения. Пусть распределение заряда в системе Е1 дается объемной плотностью ρ1 в элементе объема с координатами x1, y1, z1, a ρ2 — объемная плотность в элементе объема системы Е2 с координатами x2, y2, z {2, с. 146}.

Соответственно, в п. 643, при рассмотрении сил, действующих на элемент тела, помещённого в электромагнитное поле, Максвелл делал следующую постановку задачи: «Потенциальная энергия элемента тела dxdydz, намагниченного с интенсивностью, имеющей составляющие А, В, С, и помещенного в поле магнитной силы с составляющими α, β, γ, равна — (Aα +Bβ +Cγ)dxdydz. Следовательно, если сила, вынуждающая элемент тела двигаться в направлении x без вращения, равна Х1 dxdydz, то
(1)
Если намагниченное тело несет электрический ток, составляющие которого равны u, v, w, то в соответствии с уравнениями (С) п. 603 появится дополнительная электромагнитная сила с составляющими Х2, Υ2, Z2 причем
(2)
Следовательно, полная сила X, возникающая из-за наличия магнетизма молекулы, а также из-за проходящего через нее тока, равна
(3)
Величины а,b,с являются составляющими магнитной индукции; они связаны с составляющими магнитной силы α, β, γ уравнениями, данными в п. 400:
(4)
Составляющие тока u, v, w можно выразить через α, β, γ с помощью уравнений п. 607;
(5)

{3, с. 226}.

Переводя на современный язык физики, в основу описания действия ЭМ волны Максвелл положил несколько расширенное выражение для силы Лоренца, отличающейся от существующего выражения наличием взаимодействия между магнитами:
(6)
где F – сила, воздействующая на частицу, жирныйp – импульс, передаваемый частице, j – полный ток, на который воздействует внешнее магнитное поле H.
Единственным важным отличием является то, что согласно (5) компоненты тока выражены через изменение в пространстве индукции магнитного поля В и сами компоненты тока определяют полный электрический ток с составляющими u, v, w {3, с. 213}, то есть то, что сейчас записывается в виде {4, с. 39}:
(7)

Обратим внимание на тот факт, что ни в выражении (5), ни в (6), ни в (7) не проявляется сам процесс индукции, обусловленный изменением магнитного поля во времени в области проводника. Во всех случаях предполагается, что ток уже существует, как и заряды с определённой плотностью. То есть сами по себе формулы описывают выражения для статического электрического поля и стационарного поля токов и у них есть особенность: выражение (5), как и его нынешний аналог (7) читаются в одну сторону, т.е. стационарный ток создаёт вокруг себя магнитное поле, но стационарное магнитное поле не возбуждает ток и двигаться в (5) под действием распределённого в пространстве магнитного поля нечему, поскольку в указанных выражениях токи предполагаются существующими и стационарными. Именно для учёта самого индукционного процесса в (7) в наше время появился векторный коэффициент, который, как оказывается, таковым не является, но искусственно введен для имитации индуцирующего действия магнитного поля. Для его нахождения берут дивергенцию от правой и левой части, вследствие чего записывают {4, с. 40}:
(8)
откуда
(9)
При этом приходят к новой формуле:
(10)

Налицо простая тасовка формул. Сначала в (9) подменяют ток изменением зарядов во времени. Уже здесь была осуществлена подмена, поскольку в исходной формуле ток j постоянный, а значит, никаких изменений заряда в проводнике во времени нет (сколько «втекло», столько «вытекло» из проводника), а уравнение непрерывности, которое используется:
(11)
записано для изменения зарядов в выделенном объёме: «поскольку электрические заряды не исчезают и не возникают вновь, убыль заряда в объёме V равна потоку заряда, выходящему за 1 секунду через поверхность S, охватывающую этот объём» {4, с. 25-26}. Этого в рамках изначально моделируемой системы Максвелла нет и коэффициент С не может это изменить, поскольку сравнивается со стационарным током. В рассматриваемом случае, дивергенция тока должна давать ноль, поскольку ток постоянный и никакие особенности, связанные с распределением динамического магнитного поля во времени, в (7) не фигурируют. Отсюда в (9) следует вторая спекулятивная подстановка, использующая закон сохранения вектора электрического поля тоже для статического случая:
(12)

Дивергенция этого вектора является числом, определяющим закон сохранения статического заряда в статическом же поле. Просто так брать от этого числа производную по времени – абсурдно. Далее коммутируют частную производную по времени с операцией дивергенции, показывая тем самым, что уже сама дивергенция стала изменяться во времени в противоречие с (12). И наконец, ставят значение полученной таким образом «постоянной» в (10), игнорируя простой факт, что второе слагаемое правой части получено из первого, а следовательно, в правой части просто должен стоять ноль, а никакая не производная от напряжённости электрического поля по времени, поскольку если теперь принять отсутствие изначальных токов, которые создают магнитное поле, то не будет и изменения электрического поля во времени, поскольку из этих же токов это и выведено.

Если же рассматривать проблему не путём математических спекуляций с символами, а анализировать динамические процессы, то получим, что в динамических полях действительно дивергенция вектора напряжённости электрического поля не обращается в ноль, а принимает значение {5, с. с.241}:
(13)
где n – направление распространения электрического поля. Для вывода этой зависимости не требуется никаких векторных постоянных, никаких исходно существующих постоянных токов, которые абстрактно представляются переменными во времени, и даже подставляя это истинное значение (13) в (9), получим вторую производную по времени, а не первую, как в (12). Причин возникающего в стандартном выводе абсурда две. Во-первых, со времени Максвелла вплоть до нашей публикации, закон сохранения потока в уравнениях Максвелла записывался для статических полей, вследствие чего эти уравнения «не видели» продольной ЭМ волны, как и правая часть закона сохранения потока в отсутствие зарядов обращалась в ноль. Вывода для динамических полей не было, а значит, были нарушения корректности моделирования при использовании существующего закона сохранения в приложении к динамическим полям. Во-вторых, обычно формулы, если ими правильно пользоваться, являются результатами анализа наблюдений. Это не просто абстрактные символы, которые можно применять, как заблагорассудится. Если некоторый ток создаёт вокруг себя магнитное поле, то это не означает, что данный ток является изменением заряда во времени. Электрический ток есть всего лишь «упорядоченный перенос электрического заряда. Величина электрического тока, проходящего через данную поверхность S, и называемой силой тока, или просто током, определяется как количество электричества, переносимого через S в единицу времени» {6, с.449}. Нарушая же в ходе моделирования исходные свойства тех или иных символов, приписывая те или иные символы другим процессам, в лучшем случае, получаем только внешнюю похожесть без вскрытия внутренней сущности самих процессов, а в худшем получаем иллюзию, которой подменяется реальность.

Однако вместо того, чтобы уточнить моделирование физических процессов с учётом динамики, проявляемой ЭМ волнами, перенесли подобные манипуляции на вывод сохранения энергии в электрическом поле, что было нами показано в работе «Снятие запретов» {7, с. 42-44}, и здесь будет расширено в связи с важностью данного аспекта для понимания структуры ЭМ волн.
Итак, согласно стандартной постановке задачи, «для нахождения энергии электромагнитного поля рассмотрим замкнутую систему, состоящую из поля и частиц. Найдём работу Wкурсив, произведенную силами поля над частицами, находящимися в объёме V. Относя эту работу к единице времени и считая заряды непрерывно распределёнными в пространстве, (8.8) (описывающей изменение импульса частицы под действием силы Лоренца:
(14 – (8.8))
мы можем записать
(15)

Остановимся на первой строчке вывода. Из (15) видно, что первое равенство представляет собой стандартное выражение для работы в единицу времени, а второе – подстановку в него выражения (14). Но в первом равенстве скорость v не является изначальной. Это та скорость, которую приобретает тело под действием силы F. Во втором же равенстве магнитное поле H воздействует уже на движущийся заряд, а не на тот, который должен приобрести скорость. Интегрирование ведётся по объёму, а не по времени. В приведенных же формулах источника движения зарядов нет. Электрическое поле Е таким источником само по себе не является, поскольку индукционный процесс определяется величиной индуцирующего тока и его изменением в пространстве и/или во времени, что показано в ряде проведенных нами экспериментальных исследований {8}-{9}. В переводе в терминологию магнитного поля (что допустимо в ограниченном числе моделей), индуцированный ток возникает как следствие изменения магнитного поля, что в выражении для силы Лоренца просто отсутствует, хотя современные авторы и пытаются объяснить процесс индукции при помощи силы Лоренца {10}. Однако, как только вопрос отходит от взаимного движения источника магнитного поля и проводника, тот же Парселл ссылается уже не на силу Лоренца, а на некоторые эксперименты, заключая: «Если контур С – некоторая замкнутая кривая, неподвижная в системе координат x,y,z, а S – поверхность стягивания , и Bкурсив(x,y,z,t) – магнитное поле, измеренное в точке x,y,z для любого момента t, то
(16)
{10, с. 245}, где Ф – поток вектора индукции магнитного поля. Мы не будем здесь обращать внимание на то, что, как экспериментально получено нами {11}, индукция в ферромагнетике противоположна по знаку индукции в проводнике, как не будем акцентировать внимание на том, что для индукции совсем не обязателен замкнутый контур, как и использование понятия потока вектора индукции. Процесс прекрасно реализуется в одиночных проводниках. Сейчас для нас важно, что для того, чтобы у некоторого объёма зарядов возникла исходная скорость под действием внешней силы, в выражении (15) должна присутствовать производная от магнитного поля. В обратном случае, в отсутствие токов в выделенном объёме, содержащем заряды, изменение энергии внешнего поля будет определяться только воздействием электрического поля, как и сама формула (15) должна содержать дополнительное интегрирование по времени, чтобы учесть изменение скорости этих зарядов под действием поля. Действие же магнитного поля будет равно нулю, как следствие его действия перпендикулярно направлению движения зарядов.

Чтобы втиснуть динамику в явно стационарный процесс, как раз воспользовались извращённой формулой (10), ещё и нарушив правило однонаправленности её прочтения, выразив в ней ток j через другие слагаемые выражения. При этом получился вывод (продолжение (15)), приводящий к вектору Пойнтинга:
(17)
Отсюда, используя закон магнитоэлектрической индукции в своеобразной форме, не придающей динамики описанию процесса,
(18)
получают конечное выражение
(19) {4, с. 45-47}. Первому слагаемому правой части в (19) как раз и приписывают физическую сущность потока энергии электромагнитного поля S (вектора Пойнтинга), вытекающего наружу из объёма V замкнутой системы поля и частиц, «поскольку он отличен от нуля и тогда, когда никакие частицы не пересекают повекрхность и не уносят с собой энергии» {4, с. 48}.

Вместе с тем, пройдясь по выводу вектора Пойнтинга, мы могли убедиться, что исходно ни о каких, так сказать, свободных потоках энергии, добавочно к энергии, приобретаемой самими частицами, речи не было. Из объёма ничего не могло ни «втекать», ни «вытекать», если частицы его не покидали, поскольку определялось изменение энергии самих частиц под действием внешних сил. Эта «энергия» появилась в выводе, как следствие физически некорректных подстановок и преобразований при неучёте реальных взаимодействий поля и системы частиц, обусловленных индукционными процессами.

Чтобы корректно определить изменение энергии частиц выделенного объёма под действием динамического ЭМ поля, рассмотрим факторы, приводящие к этому изменению в предположении, что электрическое и магнитное поля перпендикулярны направлению распространения волны.

Первым фактором является электрическое поле. Как известно, в статических полях направление действия этого поля происходит вдоль направления самого поля. В динамических полях, как нами было выявлено в работе {11}, зависимость воздействия электрического поля тоже сохраняет направленность вдоль ориентации электрического поля, а следовательно, продольное воздействие поперечной ЭМ волны за счёт непосредственно электрического поля исключено.
Магнитное поле может воздействовать только на токи, возникающие под действием электрического поля или на токи, которые уже существуют в системе зарядов. При ортогональной ориентации Е и Н-полей и при их перпендикулярности направлению распространения, магнитное поле в принципе способно создавать силу, продольную направлению распространения, воздействуя на ток, возникающий выделенном объёме.

В общем случае данный ток будет существенно зависеть от свойств зарядов в выделенном объёме, как и от формы самого объёма. Оценить его можно, рассмотрев в квазистатическом приближении воздействие электрического поля на нейтральный проводник без тока. При этом приближённо примем, что согласно существующим представлениям при воздействии электрического поля на заряды проводника, «во всех точках проводника объёмная плотность электричества равна нулю; электричество может находиться только на поверхности» {12, с.40}. Вследствие этого наступает равновесие, «когда заряд тела вызывает во всех точках этого тела поле, одинаковое по величине, но противоположное по знаку с вызываемым в тех же точках» внешним полем {12, с. 57}.

Если теперь на некоторый проводник с малой длиной l воздействует в некоторый момент времени t1 поле E1 , то указанное равенство внешнего поля и поля зарядов достигается при условии
(20)
где q1 – величина зарядов, скопившихся на концах проводника под действием внешнего поля, или
(21)
Предположим, что в момент t2 = t1 + Δt внешнее поле изменилось и стало равным E2 = E1 + ΔE , причём данное изменение происходило достаточно медленно, чтобы электроны успевали сместиться вслед изменению поля (что позволяет использовать квазистатическое приближение и не учитывать волновые процессы, возникающие в общем случае). Тогда в указанный момент времени
(22)
Таким образом, за время Δt заряд на концах проводника изменился на величину
(23)
Обобщая на случай проводника произвольной формы,
(24)
где f(Ώ) – некоторый множитель, учитывающий особенности конкретного проводника Ώ.

В выражении (24) слева стоит изменение заряда на концах проводника, а значит, определяет величину тока, протекающего через это сечение проводника вследствие изменения внешнего поля. Беря предел при Δt → 0 и учитывая встречный характер тока, мы имеем право написать:
(25)
или в общем виде
(26)
Данный ток направлен встречно изменению электрического поля и зависит от этого изменения. На него уже действует поперечное магнитное поле волны, а пондеромоторная сила Fpm как раз направлена вдоль распространения волны, т.е.
(27)
Это и есть то значение силы, которое должно стоять в выводе (15), а не непосредственно сила Лоренца. Как видно из (27), данная сила зависит от изменения электрического поля волны, как и от фактора, определяющего особенности совокупности зарядов в области Ώ, на которые производится воздействие. Также важно, что полученное значение силы не требует синфазности электрического и магнитного полей. Синфазность, как и однонаправленность пондермоторной силы с вектором распространения поля, возникает вследствие того, что в (27) стоит производная от электрического поля. Также здесь не требуется механической интерпретации некоего натяжения, на основе которой Максвелл пытался обосновать давление света. Здесь исключительно индукционные процессы взаимодействия поля с веществом.

Представленную природу пондермоторной силы света отмечал и Калитеевский {13}, описывая опыты Лебедева, правда, при этом он ограничивался изменением интенсивности потока света, но не самим изменением напряжённости полей в потоке, как и не привёл полного вывода, представленного здесь, не предполагая столь существенных изменений в описании вектора Пойнтинга в стандартном виде
(28)
а не (27). Хотя начинал вывод с близких с приведенным выводом оснований: «при всех изменениях светового потока должна возникать дополнительная сила, которую можно интерпретировать как давление света. Если исходить из наличия в веществе заряженных частиц (электронов), то мы вправе предположить, что при взаимодействии электромагнитного поля с веществом, приводящем к отражению или поглощению части светового потока, электрическая компонента электрического поля будет раскачивать электрон с силой eE, сообщая ему скорость v. Другая же составляющая электромагнитного поля (Н) будет воздействовать на движущийся заряд с силой Лоренца
(29)
Так как в любой момент времени векторы v и E коллинеарны, то результирующая сила будет пропорциональна изменению вектора плотности потока электромагнитной энергии»
{13, с. 94}.

Порой искренне удивляет, как учёные, так близко подойдя к истинной сути процессов, сводят анализ к догмату, основанному на некорректной постановке задачи. Так, Максвелл провёл исследование с одиночным проводником и приписал результат воздействию потока вектора индукции на контур, а затем пытался теоретически преодолеть данную несовместимость. Калитеевский также правильно описал подход к феноменологии процесса появления пондермоторной силы, но опять-таки свёл к концепции, не отрицающей фотоны: «этот вывод очень важен, так как он позволяет утверждать наличие у электромагнитной волны определённого количества движения. Можно показать, что электромагнитное поле характеризуется импульсом K, непрерывно распределённым по объёму, где имеется поток энергии S. Значение этого утверждения в полной мере проявляется в фотонной теории, где открывается возможность более общей формулировки закона сохранения количества движения» {13, с. 94}. Всего-навсего спутать энергию взаимодействия поля с материальными телами с необъяснимым распространением некоторого мифического кванта энергии в абсолютной пустоте, поскольку сторонники квантовой концепции, как и релятивисты, отрицают светонесущую субстанцию как основу для распространения волн.

Таким образом, ни механическое натяжение Максвелла, ни взаимодействие электрического поля с током у Пойнтинга не эквивалентны индукционному процессу, как и сам индукционный процесс не может быть реализован корпускулами, что отражается в различии получаемых решений.

Это различие ещё более усиливается в связи с необходимостью отказа от магнитного поля при переходе к индуцирующему полю токов, необходимость чего мы показали в широкой серии экспериментов как с переменным во времени полем, так и при взаимном движении одиночного проводника и магнита {8}.

Рассматривая появление индуцирующих токовых полей в структуре света, необходимо исходить из того, что само появление электрического поля обусловлено определённым смещением зарядов, которое эквивалентно возникновению электрического тока, создающего не магнитное поле, а индуцирующее токовое поле, распространяющееся вместе с электрическим полем от области данного смещения зарядов.

В свою очередь, указанное токовое поле воздействует на токи, индуцированные изменяющимся электрическим полем в материальных телах, приводя к появлению пондермоторной силы, но описываться данная сила будет уже не по закону Лоренца, а по закону Био-Савара для взаимодействующих токов. К тому же, в данном рассмотрении уже можно исходить не из изменения электрического поля, а из экспериментального закона индукции, показанного нами в {14}.

Данная зависимость в общем случае имеет вид:
(30)
где I – ток, индуцируемый в выделенном объёме Ώ, Iind – индуцирующий ток, r – расстояние от индуцирующего тока до выделенного объёма, k – размерный коэффициент пропорциональности, знак минус берётся для проводников и диэлектриков, а знак плюс – для ферромагнетиков.

Исходя из данного различия, направление силы будет противоположным в зависимости от того, производит ли индуцирующий ток смещение заряда в объёме Ώ, или производит ориентацию спинов молекул ферромагнетика. Результат этого индукционного процесса описывается вышеуказанным законом Био-Савара для взаимодействия токов (30), направленность которого будет по или против направления распространения волны. При исходной неподвижности индуцируемого материала, т.е. при r = const, закон взаимодействия запишется в виде
(31)
С учётом (31) структура ЭМ волны примет вид, представленный на рис. 1.

Рис. 1. Структура ЭМ волны


Как видно из рис. 1, поляризованная поперечная ЭМ волна, распространяющаяся в направлении z, располагается в плоскости XZ и состоит из двух компонент: напряжённости электрического поля E и индуцирующего поля jind, возникающего при формировании электрического поля, опережающего его на 90 град. Данное представление полностью согласуется с процессами как электрической, так и магнитной индукции.

Вторым важным общепринятым представлением, искажающим понятие о структуре ЭМ волн, в общем, и о структуре света в частности, является убеждение о замкнутости электрического поля в волне. Посмотрим с этой точки зрения на стандартное описание процесса пеленгации сигнала.

Рис. 2. «К пояснению принципа действия рамочной антенны» {15}


Согласно диаграмме на рис. 2, «э.д.с., наводимые в вертикальных плечах рамочной антенны, пропорциональны значениям поля Е. В положении 1 на рис. 2 при обходе контура рамки по стрелке эти э.д.с. вычитаются, но их разность не равна нулю, так как Е1Е2. В этом положении сечение антенны пронизывают линии переменного магнитного поля Н, наводя дополнительно э. д. с. индукции. Общая э. д. с. eр будет суммой результатов воздействия полей E и Н. В положении 1 амплитуда ер максимальна. В положении 2 плоскость рамочной антенны параллельна фронту волны (плоскость хоу), поэтому в вертикальных плечах наводятся одинаковые э.д.с., которые взаимно уничтожаются. Линии поля Н не пронизывают сечение витка. В этом положении eр = 0» {15}.

Здесь просматривается маскирующий эффект, когда в описании явления возбуждения тока в рамке возлагают ответственность на циркулирующее в ней магнитное поле, но описывают процесс как зависящий от разности напряжённостей электрического поля в сторонах рамки.

С другой стороны, как уже было сказано выше и как показали обширные исследования эдс индукции в уединённом проводнике, проведенные нами для переменных полей и при взаимном движении проводника и постоянного магнита, индукция возбуждается в каждом проводнике контура изменяющимся в этой области полем токов, направленность которых, в данной схеме на рис. 15, совпадает с направлением поля Екурсив. Именно поэтому в описании принимаемый сигнал пропорционален разности эдс в сторонах рамки, параллельных вектору Екурсив, а не во всех сторонах, как это было бы в случае воздействия потока магнитного поля Н на все стороны рамки. По этой же причине «Если сторона (диаметр) витка много меньше λ, то диаграмма направленности рамочной антенны имеет вид восьмерки и э. д. с., наведенная в рамке, составит:
(32)
Вихревой же характер динамическому электрическому полю обычно приписывают как следствие индукционных уравнений системы Максвелла и, в частности, «в отличие от электростатики, вектор электрического поля, имеющий вихревой характер, уже не может быть представлен в виде градиента какого-либо потенциала. Он выражается через совокупность скалярного и векторного потенциалов по формуле:
(33)
причём второе слагаемое, связывающее электрическое поле с магнитными величинами, выражает закон электромагнитной индукции» {4, с. 42}.
Вместе с тем, как было показано в нашем исследовании, посвящённом циркуляции вектора в динамических полях, «Ротор данного градиента потенциала согласно доказанной теореме уже не обратится в ноль, что не означает и замыкания силовых линий вектора. Как показано при доказательстве теоремы, образование ненулевой правой части в выражении для циркуляции вектора обусловлено не распределением силовых линий вектора в пространстве, а запаздыванием процесса во времени. Именно поэтому при переходе к стационарным полям правая часть выражения для циркуляции вектора в области без стационарных вихрей обращается в ноль.
В связи с возможностью существования поперечного динамического потенциального вектора возникает вопрос о его динамических источниках и стоках – то, что послужило основанием Р.В. Полю и другим исследователям для замыкания силовых линий динамического электрического поля, поскольку «линии электрического поля не могут начинаться или обрываться где-нибудь в пустом пространстве» {16, с. 219}. Для ответа на этот вопрос обратимся к результатам работы {5}. В данной работе доказано, что дивергенция продольного вектора динамического поля не равна нулю. Но согласно существующим представлениям это может быть только в том случае, если внутри исследуемого объёма имеются нескомпенсированные заряды, которых по условию задачи там нет. Их роль выполняет само поле, вследствие своего запаздывания в пространстве. Тем самым поле сохраняет “память” об источнике в момент своего образования.

Аналогично и в случае потенциального поперечного вектора. В непосредственной близости от источника потенциальность данного вектора не вызывает сомнения, поскольку для каждой точки поля всегда можно определить мгновенный источник и сток, сформировавшие данную результирующую направленность вектора поля. На больших расстояниях, когда волна отрывается от источника, поле также сохраняет “память” об источнике в момент его образования. Эта память могла бы отсутствовать только в случае, если бы скорость распространения волнового процесса была бесконечной, но тогда и правая часть выражения для циркуляции вектора автоматически обратилась бы в ноль, что и подтверждает вышесказанное. Кстати, и сам прогрессивный волновой процесс в пространстве при этих условиях был бы невозможен»
{17, с. 6}.

Таким образом, замыкание силовых линий электрического поля стало результатом не физического анализа процесса, но следствием неполноты представлений о циркуляции вектора динамического поля, для ненулевого значения которой не нужно замыкание силовых линий. Достаточно зависимости циркуляции вектора во времени.
Сказанное наглядно видно на диаграмме поперечного одномерного динамического поля, циркуляция которого, как видно из рис. 3, не обращается в ноль несмотря на потенциальный характер самого вектора.

Рис. 3. Прохождение плоской поперечной волны через прямоугольный контур


С учётом этого, как и после строго доказанных нами теорем для динамических полей, можно с уверенностью утверждать, что противоречия между потенциальностью вектора электрического поля для статических полей и мнимой замкнутостью для динамических полей – не существует. Во всех случаях вектор напряжённости электрического поля потенциален, но с учётом динамики полей.

Это подтверждают наши исследования динамики дипольного излучения поперечного поля {18}. На рис. 4 представлен динамический потенциал диполя

Рис. 4. «Динамическая картина распределения потенциала диполя при длине диполя, равной половине длины волны излучения» {18, с. 20}


Как видим, никакого замыкания электрического поля нет, но есть зависимость потенциала от времени, что на любом контуре, ориентированном соответствующим образом, покажет ненулевое значение циркуляции. Последнее нисколько не свидетельствует от замыкании самого вектора поля.

Подводя итоги проведенного исследования, можно утверждать, что
1. Электрическое поле, являющееся составной частью ЭМ волны, не является вихревым;
2. Компонентами ЭМ волны, включая свет, являются напряжённость электрического поля и поля индуцирующих токов, лежащих в одной плоскости с направлением распространения поля;
3. Пондермоторная сила обусловлена исключительно индукционными процессами и не может быть ассоциирована с поглощением/отражением каких-либо корпускул даже в рамках квантово-механического дуализма.

Литература:

1. Э. Уиттекер. История теории эфира и электричества. – Москва, Ижевск, 2001, 512 с.
2. Дж.К. Максвелл. .zip]Трактат об электричестве и магнетизме. В двух томах, том 1. – Москва, «Наука», 1989. – Серия «Классики науки».
3. Дж.К. Максвелл. .zip]Трактат об электричестве и магнетизме. В двух томах, том 2. – Москва, «Наука», 1989. – Серия «Классики науки».
4. В.Г. Левич. Курс теоретической физики, т. 1, – М., Физматгиз, 1962.
5. С.Б. Каравашкин. Трансформация теоремы о дивергенции вектора в динамических полях// Archivum mathematicum, 37 (2001), 3, с.233-243 (англ.).
6. В.П. Павлов. Электрический ток// Физический энциклопедический словарь, т. 5. – М., Советская энциклопедия, 1966.
7. С.Б. Каравашкин. К вопросу о продольных электромагнитных волнах. Глава 1. Снятие запретов // Труды СЕЛФ, т. 1, сс. 15-47.
8. С.Б. Каравашкин, О.Н. Каравашкина. Об индукции. Блог «Classical science».
9. С.Б. Каравашкин, О.Н. Каравашкина. Несколько экспериментов по исследованию динамического магнитного поля// Труды СЕЛФ, т. 3.1, сс. 72-90.
10. Э. Парселл. Электричество и магнетизм. Берклеевский курс лекций, т. 2, гл. 7.
11. С.Б. Каравашкин, О.Н. Каравашкина. К вопросу о градиенте потенциальной функции динамического поля// Труды СЕЛФ, т. 4.1, сс. 1-9.
12. О.Д. Хвольсон. Курс физики, т. 4, Учение о магнитных и электрических явлениях. – Р.С.Ф.С.Р., Государственное издательство, Берлин, 1923.
13. Н. И. Калитеевский. Волновая оптика. – М., Наука, 1971.
14. С.Б. Каравашкин, О.Н. Каравашкина. Токи Фуко, ч. 2, блог «Classical science».
15. Пеленгация радиосигналов. Как это работает?
16. Р.В. Поль. Учение об электричестве. – М., Издательство физико-математической литературы, 1962.
17. С.Б. Каравашкин, О.Н. Каравашкина. Теорема о роторе потенциального вектора в динамических полях// Труды СЕЛФ, т. 2.2, сс. 1-9.
18. С.Б. Каравашкин, О.Н. Каравашкина. К вопросу о методиках исследования динамического скалярного потенциала// Труды СЕЛФ, т. 4.1, сс. 12-38.

Комментарии (26)

Всего: 26 комментариев
  
#1 | Анатолий »» | 04.05.2017 19:03
  
0
Нет, обсуждать эту тему с той точки зрения с какой вы изложили я не могу. Уровень не тот. Стыдно - не стыдно но я в этом признаюсь.
Но я могу рассматривать вопрос с точки зрения "гуманитарной" физики - это мне доступно в какой то степени.

1. Мне кажется совершенно зря соединяют два явления в одно.
Электромагнитные волны, радиоволны, и световая волна - суть двух разных явлений.
Да и то и другое - есть волны. Но это не значит что у них одна и та же суть и одна и та же физика процессов.
Мы может сравнивать, потому что это все волны (можем сравнивать даже и со звуком) но не во всем.
И там и там несомненно присутствует энергия.
Заданная источником света она передается волнами до приемника.

Особенности "приемников" Это может быть среда (некая полупрозрачная) это может быть обьект и полупрозрачный и непрозрачный и что важно с такой поверхностью которая отражает световые волны.
Вообще любая поверхность отражает частично световые волны, но во-первых отражает не все волны (какой то диапазон частот отражает больше чем другой) А потом процент отражения может быть разный.

Что происходит на поверхности объекта?
он нагревается. Он начинает светиться и нагреваться.
Вот то что он нагревается говорит за то что волна передала энергию приемнику и поверхность приемника от принятой энергии нагрелась. Без энергии не было бы нагрева.
Поверхность тела на которое падают световые волны испытывает пожалуй то же что испытывает скала о корой бьются волны.
Энергия волны передается поверхности. И ее вполне достаточно для световой волны что бы нагреть объект.

В среде происходит тоже самое. Когда световые волны проникают в полупрозрачную среду (скажем воздух или стекло или воду)
При прохождении они нагревают эту среду.
Следовательно энергия присутствует при прохождении полупрозрачной среды

Не будем сейчас обсуждать скорости и падение скорости волны в среде (и изменение частоты волны)

Но мы понимаем и даже опытным путем знаем что в среде Космоса волны которые проходят среду космоса не нагревают.
Вообще вопрос спорный. Смотря что считать средой.
Скажем межкагалактический газ должен нагревать. Пусть ничтожно мало, но должен.
Но то что мы называем Вакуумом вроде не нагревается. (хотя вопрос и не изучен)

Как я ознакомился в вакууме среда вакуума не такая уж и "разряженная" Искусственным путем можно добиться более сильного вакуума.
А за что это говорит?
А это говорит за то что вакуум (чтобы он собой не представлял) - есть среда. да она "разряженная" но не настолько что бы перестать быть средой.
Ведь даже опытный путь разряжения все равно не исчерпан! И неизвестно до каких пор можно разряжать пространство.

Поэтому четко сказать четко и однозначно нагревает ли Вакуум световые волны или абсолютно не нагревает - мы не можем!

К тому же в вакууме присутствуют и другие волны, которые отличаться от световых своей частотой, да и своей сутью.

Так что вакуум уже не абсолютно "пустой" по этой причине.

О Эфире и фотонах.

Определить что передает энергию исключительно волна (эфира) или все же фотоны - не вижу возможным.
В вашей теме идут аргументы.
Но ввиду своей не компетенции не могу судить о них.

Это не значит что я ярый сторонник фотонов. (который раз предупреждаю вас об этом)

Для начала достаточно.
#2 | Каравашкин Сергей »» | 04.05.2017 19:47 | ответ на: #1 ( Анатолий ) »»
  
0
Если коротко и по сути вопроса, то я бы не смешивал нагрев от ЭМ волн/света среды и вопрос о возможном нагреве светонесущей субстанции.
Волны же на воде саму воду не нагревают. Нагревают то, чему они безвозвратно передают энергию, т.е. частицам.
Также и с ЭМ волнами. в воде распространяются уже не те волны, которые в неё попадают. Это уже переизлучение и от того, как оно происходит, зависит будет ли среда отражающей или прозрачной для волн. То же обыкновенное стекло пропускает волны видимого диапазона и непрозрачно для не видимого. Так и с остальными материалами. Меняются частоты, меняются условия взаимодействия ЭМ волн со средой, меняется и прохождение волн.
Аналогично и в межзвёздном пространстве. До нас доходят не исходные лучи от звёзд, а результат взаимодействия с межзвёздной средой, о чём мы писали, когда разрабатывали тему по красному смещению Хаббла.
8. Объяснение красного смещения на основе спонтанной радиолюминесценции сверхразреженного межзвёздного газа.
Эффект переизлучения работает везде. И в малом, и в большом. Просто на него не обращали внимание. Хотя, не обращали внимания и на то, что Френель об этом писал в незапамятные времена. В эффекте Хаббла реализуется свойство вещества рассеивать высокочастотные колебания путём понижения частоты. В обратном случае вся вселенная превратилась бы в сплошной свет.
В отношении вакуума: тот "физический" вакуум, который ввели ревизионисты вместо эфира, не зависит от откачки. От неё зависит только разряженное пространство, т.е. освобождённое частично от газа, заполняющего его. Так что среда - это своё и там свои эффекты, а светонесущая субстанция - это своё. Там тоже свои эффекты. Кстати, в межзвёздном газе действительно и акустические волны гуляют...
Но к фотонам всё это не относится. Возбуждать среду, в том числе и нагревом можно единственным способом - воздействовать на атомы среды, т.е. на ядра и электроны. А дальше уже всё идёт по нашему тексту и фотоны оказываются излишними. Как пятое колесо до воза.
  
#3 | Анатолий »» | 04.05.2017 20:28 | ответ на: #2 ( Каравашкин Сергей ) »»
  
0
"Если коротко и по сути вопроса, то я бы не смешивал нагрев от ЭМ волн/света среды и вопрос о возможном нагреве светонесущей субстанции"

Несомненно!
Я об этом не написал, но только потому что за другим что хотел написать, просто забыл уточнить.
Конечно волно-несущая среда не нагреваются от того что возникают волны.

О нагреве Вакуума (или очень слабом нагреве) я писал вовсе не потому что волно-несущая среда (Эфир) нагревается от того что несет волны.
Вакуум не абсолютно пустой! (помимо Эфира!)
И поэтому нагрев вакуума должен быть (пусть и ничтожно малый.
А вот то что эфир не нагревается - это закономерно! Эфир передает волны, тело Эфира через которые проходят волны - создаются передатчиком возбуждения этого эфира

То что волны меняются при столкновении со средой, телом (прозрачное, не прозрачное)
НЕСОМНЕННО!
Иначе и быть не может!.
Да, по существу мы видим вовсе не тот свет который излучает передатчик.(возбудитель волн) а тал или иначе измененный свет.
А уж когда он проходит и отражается от объектов - тем более!
Да и рецепторы нашего глаза улавливают далеко не все и опять идет изменение первоначальной волны.

Так что полностью с вами согласен по вашему посту.
  
#4 | Анатолий »» | 04.05.2017 20:42
  
0
Фактически Эфир - это энергонесущая среда, причем энергия идет волнами.
При столкновении этих волн с телом - средой возникает возбуждение в атомах и электронах атома. этого тела, среды.
Энергия подается волнами.

И вполне возможно что именно частота тоже дает свой эффект на электроны атомов тела- среды.
То есть не просто энергия, а энергия возникает и из-за частоты.
Может происходить двойственность.
Энергия как сама по себе передается, но так же частота воздействует на тело - среду и возбуждает и частота тело - среду.

Вот этот вопрос интересно разобрать, уточнить, оспорить такое мнение или согласится.
  
#5 | Анатолий »» | 04.05.2017 20:51
  
0
И вполне возможно что энергия может и незначительная приходит, но из-за частоты идет "раскачка" электрона и может он впадает в резонанс и тогда электрон уже не в состоянии справиться, идет нагрев..

Вспомним пример с мостами. (там конечно другой резонанс, но все равно - принцип резонанса)
Если мост впадает в резонанс раскачивания, то огромный мост рушится. Хотя энергия была не велика для моста, но резонанс дал такой эффект.
#6 | Каравашкин Сергей »» | 04.05.2017 21:26 | ответ на: #5 ( Анатолий ) »»
  
0
Волны - это следствие движения источников поля, а частота - следствие ограниченности в пространстве этих движений. Наиболее часто излучение производят возмущённые орбитальные электроны и тут с частотой, влияющей на нагрев атомов, действительно интересный вопрос.
Я уже показывал анимацию спиральных волн. К ним мы пришли при снятии постулата Бора о неизлучении электронов на стационарных орбитах. Лгут учебники. Всё излучается. Потому и чайник остывает без нагрева, но не до абсолютного нуля, а до окружающей температуры!
Данное построение было сделано при стандартной исходной посылке о том, что все связанные тела вращаются относительно центра масс. При этом получается, что на внешнее воздействие, будь то ЭМ волна или ударяющийся в атом электрон, первым реагирует электрон, как самый лёгкий. Если же воздействие значительное и особенно резонансное, то изменение траектории электрона со верменем неминуемо изменяет и траекторию ядра, раскачивая его. Вот и нагрев.
  
#7 | Анатолий »» | 04.05.2017 23:25 | ответ на: #6 ( Каравашкин Сергей ) »»
  
0
"Если же воздействие значительное и особенно резонансное, то изменение траектории электрона со временем неминуемо изменяет и траекторию ядра, раскачивая его. Вот и нагрев."

Причем это не может произойти одномоментно. Для этого процесса нужно время.
Вот почему нагрев идет постепенный.
Что бы резонансу раскачать электрон нужно время. Да и количество должно присутствовать.

Мосты не сразу рушатся, они раскачиваются, раскачиваются все сильнее и сильнее и... рушатся.

Температура среды , поверхности нагревается, но недостаточно. Мало энергии.
А вот линзы концентрируют волны в одном месте - области, и тогда легковоспламеняющие объекты начинают гореть и сами начинают испускать свет.

Это уже резонансно-волновая теория света.

Не знаю есть ли такая.
#8 | Каравашкин Сергей »» | 04.05.2017 23:31 | ответ на: #7 ( Анатолий ) »»
  
1
Это уже резонансно-волновая теория света.
Мы с Вами это сейчас строим, потихоньку, чтобы наверняка и без квантовых заморочек.
У нас и предшественник был - Никольсон, у которого Нильс Бор скоммунистил, извратив.
  
#9 | Анатолий »» | 05.05.2017 20:35 | ответ на: #8 ( Каравашкин Сергей ) »»
  
0
Уважаемый Сергей!
Обо мне - это очень громко сказано.
Мое скромное участие - это попытки осмыслить то что либо давно забыто мной, либо вообще не изучалось.
Вот как ни удивительно, но незнание может породить возможность мыслить, а знание ограничивает собственную мысль и укладывает в какие то рамки привычные. Но привычные рамки не всегда обоснованно правильные. Не зная этих рамок не находясь в них легче искать свое. И пусть кем то давно открытое и обсуждаемое, но зато все равно свое.

Не учитывать влияние резонанса на систему свет-волна --- тело-среда, было бы очень странным.
Но конечно требует доказательств.
Мало того теоретических доказательств, но еще и исходя из опыта.
По существу легко построить некую конструкцию, фантастическую Химеру и даже внутри этой химеры доказывать ее истинность. (что мы недавно наблюдали при упоминании Чижова) И даже опыты подтасовывать под ожидаемый результат. Последнее стало характерным для науки за последнее столетие. Трактовки опыта могут быть разные и подтасованы. результаты искажены в угоду теориям.

А опыт... Тут я полный пас. Нет никакой базы. (Даже если бы была теоретическая база)
Ахилесова пята многих кто занимается или хочет заниматься наукой, а не просто писать диссертации для защиты степеней (даже купленных)

Думаю что резонанс - это очень интересная тема и много обещает. Она может раскрыть многие стороны существа света, его распространения и действия света на объекты.

Для резонанса никаких фотонов, корпускул не нужно. Достаточно ВОЛНЫ! (частотных колебаний)

А вот что колебается, почему колебается (суть самой волны) - здесь свой разговор.
#10 | Каравашкин Сергей »» | 05.05.2017 20:53 | ответ на: #9 ( Анатолий ) »»
  
1
А вот что колебается, почему колебается (суть самой волны) - здесь свой разговор.

Ну, до этого ещё доехать нужно, убрав белые пятна там, где всем кажется, что всё давно знакомо. А без этого все попытки будут падать в пропасть.
  
#11 | Анатолий »» | 06.05.2017 00:29 | ответ на: #10 ( Каравашкин Сергей ) »»
  
0
Прекрасно понимаю вашу осторожность в этом вопросе. И даже поддерживаю такую осторожность. В свое время споря с Кимом, которых лихо обрисовал Спэйсоны (частицы Эфира) разбирая этот вопрос я натолкнулся на ряд сложностей пожалуй просто неразрешимых.
Не хочу сейчас повторять. Но сложности такого рода, что либо пересматривать свой взгляд на физику и геометрию, математику, либо вообще не соваться в эту область. Там идут такие противоречия, что их просто так не разрешить.

А гипотезы?
Да гипотезами можно завалить. (что и делают многие) А толку? Недоказанные, сырые гипотезы, ни на чем не основанные, ни на чем, кроме собственной фантазии. Это не серьезно!
У вас другой подход.

Это мне позволительно пофантазировать. пока не поймают с поличным и не ткнут как мальчика в лужу.
Очень мешает что все опыты проводятся в смеси других субстанций, других сред ( воздух в первую очередь) это не просто смазывает результаты, это может сильно искажать и результаты и выводы.
А чистого Эфира найти в земных условиях? А где его найти? Ну если откачать воздух, да и тут проблематично, что это будет чистый Эфир. а учитывая что приборы несовершенны, а скорости огромные, то опыты явно будут несовершенными.

Так что прекрасно вас понимаю, что к этому вопросу надо подходить очень осторожно.
Ну мне то позволительно, а вам. накладно...
#12 | Каравашкин Сергей »» | 06.05.2017 09:09 | ответ на: #11 ( Анатолий ) »»
  
1
Если бы только гипотезы...
Вот посмотрите видео, сделанное в Массачусетском институте:
эксперимент с движущимися каплями
Сам эксперимент ставит крест на релятивизме, как и на КМ с фотонами, но не взирая ни на что пытаются всунуть старого клопика в новый диванчик. Это страшнее всего.
  
#13 | Анатолий »» | 06.05.2017 21:48 | ответ на: #12 ( Каравашкин Сергей ) »»
  
0
В том видео мало что понял.
Сейчас у меня время раздумий. Перепроверяю сказанное о резонансе.
#14 | Каравашкин Сергей »» | 06.05.2017 22:47 | ответ на: #13 ( Анатолий ) »»
  
0
Обратите внимание на форму волн при движении капли и сравните с начальными кадрами, где капля не двигается продольно. А на дифракцию "положите". Это как раз тот самый клопик, которого хотят всучить природе.
Деформация поля демонстрирует, что релятивистские постулаты ложны. При деформации поля они теряют силу. также и квантовая механика теряет силу с необходимостью наличия источника не волнового типа, который возбуждал бы волну. Волна волну возбудить неспособна, как минимум в линейных моделях, к которым относится большинство регистрируемых нами ЭМ волн. Если бы свет был нелинейной волной, то не обладал бы принципом суперпозиции, рассеиваясь на пересекаемой волне.
  
#15 | Анатолий »» | 09.05.2017 15:39 | ответ на: #14 ( Каравашкин Сергей ) »»
  
0
Уважаемый Сергей!
НЕ пишу, потому что сперва думал, а потом навалило всего столько что для ответа нет энергии.
Хотя интересные мысли и возникли. Но чтобы их изложить, надо собрать энергию.
В принципе мысли хоть и интересные, но тривиальные (никакой Америки я не открываю) но на мой взгляд они важные для общего понимания теории волнового света.

Впрочем вот я сейчас писал. и собрался.

Дело в том, что мы ВОЛНЫ СВЕТА НЕ ВИДИМ!
Как это не странно звучит, однако это так.
Мы видим не волны света, а ПРЕОБРАЗОВАННОЮ ОТВЕТНУЮ РЕАКЦИЮ на волны света каких либо объектов.
А это существенная разница.
Волна света воздействует на объект, среду, и элементы этой среды отвечают на поступающие волны света. И вот это ответ мы и видим.

Приборы тоже фиксируют не волну света, а показывают свою реакцию на волны света.
Свет может поглощаться объектами средами, а может отражаться. (и в некоторых вариантах идет ответная волна отраженного света)
Но опять таки мы воспринимаем не ответную волну отраженную, а а обработанную нашими рецепторами глаза.

Везде и мы и приборы улавливают именно не саму волну, а ответную реакцию объектов - тел, сред. А волны света мы не видим, так же как и приборы.

НУ собственно говоря так же как и волны звука. Мы улавливаем не саму волну, а реакцию нашего уха на эту волну.
Волна звука (звуковая волна) воздействует на нашу ушную мемрану и она начиная вибрировать посылает совершенно другие сигналы в наш мозг.

Здесь дело не в невозможности из-за нашего строения восприятия не видеть саму волну, а дело в принципе.

Поэтому ученые улавливают не волну, а РЕАКЦИЮ объектов , тел, сред на несущую волну света. И уже только по реакции делают свои выводы о характере волны.

Это существенно меняет дело.
Улавливание самой волны, или улавливание реакции объектов на волны света. - это разница.

Надеюсь что я не открыл Америку, но для глубокого понимания мне кажется необходимо это уточнить.
Добавлять комментарии могут только
зарегистрированные пользователи!
 
Имя или номер: Пароль:
Регистрация » Забыли пароль?
 
© decoder.ru 2003 - 2017, создание портала - Vinchi Group & MySites