Антон Павлович Благин "свет небес и земли" 86. 21 Б68 Благин Антон Павлович. Свет небес и земли. Часть I: Радиоволны и свет. Взгляд философа. Мурманск: Фонд культуры, 2002, с. 156. Эта книга

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

Делаю выводы: 1. Между разноимёнными полюсами двух магнитов действует притягивающая сила, а между одноимёнными полюсами двух магнитов - отталкивающая сила. 2. Во всех случаях, когда магниты не обращены друг к другу разноимёнными полюсами, между ними действует сила, стремящаяся их развернуть так, чтобы они были обращены друг к другу непременно разноимёнными полюсами.

Вот и всё моё нехитрое исследование. Поскольку стрелка компаса есть не что иное, как намагниченная пластинка железа с заострёнными краями, то есть, она представляет собой магнит, а планета Земля есть тоже магнит (она имеет Северный и Южный магнитные полюса) то теперь мне понятно, почему стрелка компаса ведёт себя так, как один из тех двух магнитов, взаимодействие которых друг с другом я только что исследовал.

Вы молодец, Андрей. Теперь, если у Вас больше нет вопросов, рассказываю, что было дальше.

...В том же 1820 году 2 октября другой учёный Андре-Мари Ампер представил Французской Королевской Академии наук свой труд, в котором сообщил, что два медных провода с током ведут себя по отношению друг к другу как обыкновенные магниты. Вскоре он продемонстрировал членам Академии, как проводa, по которым ток течёт в одном направлении, стремятся притянуться друг к другу, и как стремятся оттолкнуться, если направление электрического тока в одном проводе противоположно направлению тока в другом.

Рис.2 Рис.3

Академики, разумеется, не могли не понять, что в последнем случае провода отталкиваются друг от друга не сами по себе, а их отталкивают друг от друга связанные с ними вихри сверхтонкой материи (открытые Эрстедом), имеющие противоположные направления вращения.

Сегодня каждый школьник имеет возможность с помощью железных опилок, выполняющих роль миниатюрных магнитных стрелочек, сделать невидимое явление видимым и увидеть своими глазами вокруг проводов с током следующие картины вихревого магнитного поля.

Рис.4 Рис.5

Вид на параллельно расположенные провода с торца

Глядя на левый рисунок, созданный железными опилками, мы не можем найти ему другого объяснения, кроме того, что два возникающих вокруг проводов с током вихря материи, вращаясь в одну сторону, стремятся слиться воедино. А если это так, тогда понятно, почему на проводa действуют силы, смещающие их навстречу друг другу. На правом рисунке, также созданном железными опилками, видно, что возникающие вокруг проводов с током вихри материи вращаются в разные стороны. Стремясь разлететься прочь друг от друга, вихри отклоняют провода в диаметрально противоположных направлениях.

Таким образом, Андре-Мари Ампер представил на суд учёных доказательства того, что магнитное поле обыкновенного магнита и возникающий вокруг провода эфирный вихрь, открытый Эрстедом, есть одно и то же. Магнитная стрелка компаса потому и реагирует на порождённое электрическим током магнитное поле точно так же, как на магнитное поле простого магнита или на магнитное поле Земли, что между ними нет разницы.

Ещё одна величайшая заслуга Ампера состоит в том, что он установил правило, определяющее зависимость между направлением электрического тока и направлением вращения магнитного поля (направлением вращения эфирного вихря), создаваемого прямолинейно текущим электрическим током. Это - так называемое правило правого винта, буравчика. Очень лаконично установленное Ампером правило звучит следующим образом: "Если движение острия буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения магнитного поля* совпадает с направлением вращения рукояти буравчика".

Рис. 6

В

В

* В издававшейся в России после революции 1917 года учебной литературе ни слова не говорится о вращении магнитного поля вокруг прямого провода, по которому течёт постоянный ток. Слово вращение из определения Ампера было выброшено. Вы спросите, почему? Потому что не только над пишущими о жизни литераторами, но и над описывающими Природу учёными осуществлялся строгий надзор со стороны управителей государства. Какими бы ни были мотивы цензуры, факт остаётся фактом: на протяжении всего пост-революционного периода цензоры никому не давали возможности написать правду об этом природном явлении. Хуже того, в тексты книг, в которых перепечатывалась целиком без купюр статья Эрстеда "Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку", под нажимом контролировавших науку цензоров авторы этих книг обязаны были включать комментарий, смысл которого сводился к следующему: Эрстед никакого эфирного вихря вокруг провода с током не открыл, а "объяснение обнаруженного эффекта, данное датским учёным, было ошибочным"7. Преследуя единственную цель - замолчать факт вихревого движения тончайшей материи вокруг провода, по которому течёт ток, исповедующие философию идеализма** цензоры в случае, когда в теории требовалось применять правило Ампера и указывать направление вращения магнитного поля, рекомендовали учёным указывать направление некоего вектора магнитной индукции. Согласно взаимной договорённости, на рисунках, изображающих магнитное поле, этот так называемый вектор магнитной индукции (который вопреки всему всё равно показывает направление вращения материального магнитного поля) стали обозначать латинской буквой "В".

** В чём суть философии идеализма, и какую задачу эта философия решает по сей день, мы узнаем позже, когда будем знакомиться с содержанием книги В.И. Ленина "Материализм и эмпириокритицизм".

В том же богатом открытиями 1820 году двое французских учёных Жан Био и Феликс Савар открыли математическую зависимость ("закон Био-Савара"), связывающую силовую характеристику вихревого магнитного поля в какой-либо точке пространства на каком угодно удалении от прямого провода с величиной текущего по проводу прямого электрического тока. Из открытия, сделанного этими учёными, следовало, что окружная скорость магнитного потока в какой-либо точке пространства на каком угодно удалении от прямого провода прямо пропорциональна силе протекающего по проводу тока и обратно пропорциональна квадрату расстояния от провода.

Справка: современная формулировка закона Био-Савара не даёт ясного представления об окружной скорости движения вихревого магнитного поля, возникающего вокруг прямого провода с током. В формулировке говорится о некой абстрактной напряжённости магнитного поля. Согласно определению, которое можно прочесть в любом справочнике, напряжённость магнитного поля есть силовая характеристика вихревого магнитного поля; напряжённость магнитного поля характеризуется величиной и направлением. Из логики определения следует, что нынешнему поколению физиков, получившему в наследство от предшественников насквозь "идеализированную" физическую теорию, как ни крути, всё равно никуда не уйти от представления о скорости движения вихревого магнитного поля в каждой конкретной точке пространства. Функцией же скорости вихревого магнитного поля является сила, вектор которой всегда направлен в ту же сторону, в которую происходит перемещение частиц среды в так называемом магнитном потоке.

Около ста лет назад, чтобы иметь возможность представлять реальную силовую характеристику вихревого магнитного поля на графиках и рисунках, учёные договорились изображать вихревое магнитное поле с помощью условных магнитных силовых линий различной кривизны и густоты. Там, где эти линии располагаются ближе всего друг к другу, там вихревое магнитное поле обладает наибольшей силовой характеристикой, а где условные магнитные силовые линии проходят далеко друг от друга, там силовая характеристика вихревого магнитного поля слабая. Также ученые договорились величину реальной силовой характеристики вихревого магнитного поля в каждой конкретной точке поля графически обозначать с помощью вектора "Н".

Н

Рис.7 Н

Н

Здесь изображено вихревое магнитное поле электромагнита. Высокая концентрация силовых линий магнитного поля внутри проволочной катушки, по которой течёт электрический ток указанного направления, говорит о том, что скорость магнитного потока внутри проволочной катушки намного выше, чем снаружи. Об этом же говорят длины векторов напряжённости магнитного поля (Н), которые Вы видите на рисунке.

Чтобы Вы, Андрей, поняли, каким образом возникает вихревое магнитное поле такой формы, какая здесь показана, возьмите кусок прямого провода и изогните его так, чтобы получилось круглое или квадратное кольцо. Концы его подключите к источнику постоянного электрического тока (к любой батарейке) и исследуйте вокруг кольца с помощью железных опилок картину вихревого магнитного поля.

У Вас должно получится что-то похожее на то, что здесь изображено.

Рис. 8

- +

Рис. 9 S

N

Так выглядит реальная картина магнитного поля, если смотреть сбоку или сверху на проволочное кольцо (одиночный виток), по которому течёт постоянный электрический ток. S и N - области, которые мы называем магнитными полюсами, южным и северным. Наблюдатель, находящийся в области N, с помощью магнитной стрелки может определить, что магнитный поток выходит из площадки, ограниченной внутренним диаметром проволочного кольца, и движется навстречу к нему. В то же время, наблюдатель, находящийся в области S может определить с помощью магнитной стрелки, что магнитный поток движется из вне и стремится войти в площадку, ограниченную внутренним диаметром проволочного кольца.

Если мы возьмём несколько проволочных колец, по которым течёт электрический ток, и расположим их друг за другом ("паровозиком"), соблюдая полярность S-N-S-N-S-N, то результирующее (суммарное) вихревое магнитное поле примет уже знакомый нам вид.

Рис. 10

Если мы попытаемся состыковать два проволочных кольца с током одноимёнными магнитными полюсами, то сила вихревых магнитных потоков будет стремиться развернуть их так, чтобы проволочные кольца заняли такое положение в пространстве, при котором вихревые магнитные потоки будут двигаться в одном направлении.

Рис. 11

S N N S S N

Рис. 12

Прямыми стрелками на этих рисунках указано направление механических сил, действующих между парой колец с током. На рисунке слева механические силы стремятся развернуть кольца с током. На рисунке справа кольца с током уже развёрнуты, кроме того, мы видим, что произошло слияние магнитных потоков, и теперь между двумя кольцами действуют механические силы, которые стремятся притянуть их друг к другу.

Если мы возьмём много проволочных колец, по которым течёт электрический ток, и, соблюдая полярность магнитных потоков S-N-S-N-S-N, расположим кольца так, чтобы из них получился тор (фигура, похожая на спасательный круг), то результирующее (суммарное) вихревое магнитное поле будет иметь вид, который по научному называется торобразным магнитным полем. Его создают частицы эфира, движущиеся в вихревом потоке от кольца к кольцу. Замечу, в силу того, что частицы эфира движутся от кольца к кольцу, вихревое магнитное поле снаружи тора почти отсутствует.

Тор из отдельных Многовитковая проволочная

проволочных колец катушка, создающая

(вид сверху) торобразное магнитное поле

Рис. 13 Рис. 14

Направление электрического тока в проволочных кольцах указано толстыми стрелками, направление вращения магнитного поля обозначено тонкими стрелками. Само вихревое магнитное поле обозначено пунктирными линиями. Такое же тороидальное вихревое магнитное поле образуется, если электрический ток проходит по проводу, свитому в спираль, замкнутую в тор.

Антон Павлович! Такого простого и ясного объяснения природы магнитного поля, которое дали Вы, признаюсь, я не читал ни в одном учебнике по физике. То, что Вы рассказали о магнитном поле, невольно заставляет меня подумать вот над чем: если магнитное поле это действительно эфирный вихрь, значит, обыкновенный стержневой магнит можно сравнить с турбовентилятором, пропеллер которого гоняет воздух по замкнутому кругу, выбрасывая его с одной стороны и засасывая с другой. Только, надо полагать, в случае с магнитом по замкнутому циклу движется материя несравненно более тонкая, чем воздух, настолько тонкая, что обладает способностью пронизывать насквозь любое вещество, в том числе и тело самого магнита. Что Вы скажете по поводу сделанного мною сравнения?

Рис 15 Рис. 16

Труба, в которой

находится Магнит

работающий

вентилятор

- Андрей! Сходство между стержневым магнитом и помещённым в трубу вентилятором действительно большое. Только в магните, который Вы здесь нарисовали, движение тонкой материи по замкнутому циклу обеспечивает не один какой-то гипотетический вентилятор, а огромное число маленьких, ориентированных в одну сторону турбинок. У физиков давно нет сомнения в том, что роль этих турбинок играют частицы атомов химических элементов - обращающиеся вокруг ядер атомов вещества и одновременно вокруг своей оси электроны. Электроны, их ещё называют электрическими зарядами, обычно движутся вокруг ядер атомов вещества хаотично, создавая сверхминиатюрные вихревые потоки тонкой материи в самых разных направлениях, но в металлах эти частицы могут двигаться и упорядоченно. Так вот, когда электроны по какой-либо причине движутся упорядоченно, то порождаемые ими микровихри светоносной материи сливаются в единый мощный вихрь. Возникает гигантских размеров вихревой поток материи (гигантский, если сравнивать этот вихрь с размером одного электрона), и в итоге мы имеем возможность изучать явление, которое с подачи английского учёного Майкла Фарадея, вот уже много лет все физики называют магнитным полем.

Вот что по этому поводу говорит современная наука: "Согласно теории Ампера движение электрона вокруг ядра в атоме является элементарным электрическим током (микротоком), подобным току в замкнутой цепи. Это означает, что, вообще говоря, вокруг любой молекулы (атома) должно существовать магнитное поле. Следовательно, всякое вещество должно обладать теми или иными магнитными свойствами, которые определяются особенностями движения электронов в его молекулах и взаимным расположением молекул, то есть внутреннего строения вещества. Самым интересным веществом в этом отношении оказалось железо. Его молекулы имеют довольно сильные поля, и, если молекулы расположены упорядоченно, так, что их поля взаимно усиливаются, вокруг железного тела получается магнитное поле. При хаотичном расположении молекул в теле их поля взаимно ослабляются и магнитного поля вокруг тела нет"8.

Антон Павлович, насколько мне известно, электроны создают вокруг себя не только магнитное поле, но и электрическое поле. В любом справочнике по физике можно прочесть, что электрическое поле создаётся электрическими зарядами или переменным магнитным полем; оно характеризуется напряжённостью электрического поля. Что Вы можете рассказать об этом природном явлении?

- Электрическое поле, Андрей, было названо классиками физической науки электрическим потому, что оно было обнаружено как вокруг отрицательных, так и вокруг положительных электрических зарядов (электронов или ионов, так называют атомы химических элементов, которые потеряли хотя бы один электрон, или приобрели лишний). Как удалось учёным установить, элементарное электрическое поле существует вокруг элементарных электрических зарядов одновременно с элементарным магнитным полем, причём, вне зависимости от того, движутся заряды упорядоченно или хаотично.

Обнаруживается электрическое поле и вокруг тел макроскопического размера, состоящих из большого числа химических элементов, часть которых ионизирована (то есть потеряла или приобрела лишние электроны). Учёные, после признания факта существования электрического поля (линии напряжённости электрического поля вслед за магнитными силовыми линиями опытным путём открыл уже известный нам Майкл Фарадей) пришли к заключению, что в отличие от магнитного поля, которое обладает кинетической энергией (от греческого kinematos - движение), электрическое поле обладает потенциальной энергией (от латинского potentia - скрытая возможность, сила, могущая проявиться при некоторых условиях). Известно об электрическом поле учёным ещё и то, что оно действует всегда в направлении, перпендикулярном направлению движения магнитного поля.

Антон Павлович, насколько мне известно, потенциальной энергией обладает, например, подвешенный на верёвке груз. Если верёвку перерезать, то груз под действием земного притяжения устремится вниз и, упав на какой-нибудь рычаг, он может совершить некоторую полезную работу. Потому и говорят, что потенциальная энергия - это скрытая возможность, сила, могущая проявиться при некоторых условиях. То же самое можно сказать и о газе, закачанном под давлением в баллон. Если запорный вентиль баллона открыть, то обладающий потенциальной энергией сжатый газ, выходя из баллона, также может совершить какую-нибудь полезную работу. А скажите мне, как можно представить себе то незримое НЕЧТО, которое обладает потенциальной электрической энергией и которое принято называть электрическим полем?

Ответ мой поначалу может показаться Вам, Андрей, непростым. Скажите, Вам доводилось когда-нибудь наблюдать такое явление Природы, как смерч?

Только по телевизору. А что?

Дело в том, Андрей, что смерч очень похож на тот вихрь, о котором я Вам так долго рассказываю, только его рабочим телом является не эфир, а воздух. Смерч представляет собой гигантское завихрение воздуха, в центре которого всегда отчётливо виден трубчатый рукав или хобот, иногда достигающий в диаметре сотни метров. Нередко смерч приобретает столь колоссальную силу, что легко вырывает деревья с корнем, срывает крыши с домов, разрушает мосты. Случается, что внутрь трубчатого рукава смерча попадают животные, люди, автомобили, различные вещи, и тогда некая невидимая сила отрывает их от земли и поднимает высоко в небо, иногда до уровня облаков. Учёные, изучавшие смерчи, установили, что они обладают одновременно и кинетической и потенциальной энергией. Кинетической энергией обладают движущиеся вокруг вертикальной оси смерча частицы воздуха, а потенциальной энергией обладает то, что у бублика называется дыркой - та внутренняя часть смерча, которую за её сходство с образами известных предметов называют трубчатым рукавом или хоботом. В ней создаётся пониженное атмосферное давление, как в трубе пылесоса, и поэтому всё, что туда попадает, взмывает вверх.

Так вот, Андрей, я хочу Вам сказать, что атмосферный вихрь, по своей сути, есть самая наглядная и, притом, действующая модель двух полей: потенциального электрического и кинетического магнитного. А теперь вообразите себе не атмосферный вихрь, а эфирный торнадо, раскручиваемый электронами в среде, образованной из гораздо более мелких по размеру частиц, чем молекулы воздуха и чем даже сами электроны.

Е Рис. 17

В Е - вектор силы электрического поля;

В - вектор вращения магнитного поля.

Смею утверждать, что более ясного образа, позволяющего понять природу электрического и магнитного полей, а, главное, объясняющего, ПОЧЕМУ электрическое поле всегда действует в направлении, перпендикулярном направлению движения магнитного поля, никто из нынешнего поколения учёных Вам не сможет предложить.

Антон Павлович, а насколько ваши взгляды на природу электрического и магнитного полей отличаются от взглядов, которые имел, к примеру, упомянутый Вами Джеймс Максвелл?

Да нисколько не отличаются, Андрей. В своей "Электромагнитной теории света", увидевшей свет в 1865 году, Максвелл написал вот что. "Та теория, которую я предлагаю, может быть названа теорией электромагнитного поля, потому что она имеет дело с пространством, окружающим электрические и магнитные тела, и она может быть названа также динамической теорией, поскольку она допускает, что в этом пространстве имеется материя, находящаяся в движении, посредством которой и производятся наблюдаемые электромагнитные явления" 9.

В "Трактате по электричеству и магнетизму", который вышел в свет в 1873 году, Максвелл рассматривает электрическую энергию как род потенциальной энергии, магнитную - как род кинетической энергии, которая "существует везде, где есть магнитная сила..."10

Рис. 18

Созданное Максвеллом объёмное изображение электромагнитного поля (силовых линий электрического и магнитного полей). Рисунок опубликован в его "Трактате по электричеству и магнетизму"1. Линии магнитного поля - концентрические окружности. Силовые линии электрического поля располагаются в "тоннеле" вихревого магнитного поля.

Теперь для меня кое-что прояснилось. Пожалуйста, рассказывайте дальше.

...Поскольку магнитное поле образуют движущиеся в вихре частицы тонкой материи, атомы эфира (а что же ещё движется в вихревом магнитном потоке, не пустота ведь?!), мы понимаем, что траектория движения атомов эфира - замкнутое кольцо. Из этого представления мы находим объяснение тому факту, что так называемые магнитные силовые линии, открытые Фарадеем с помощью железных опилок в 20-х годах XIX столетия, нигде не начинаются и нигде не заканчиваются. Действительно, движение по окружности не имеет ни начала, ни конца.

Антон Павлович! Я читал в научно-популярной литературе и, по-моему, в учебниках, что магнитных зарядов не существует. Сделавшие этот вывод весьма авторитетные учёные считают, что раз магнитные силовые линии замкнуты сами на себя (в кольцо) то, стало быть, никаких магнитных зарядов нет. Теперь я понимаю, что это несерьёзный довод. А ещё эти учёные аргументируют свой вывод тем, что все попытки физиков обнаружить магнитные "заряды" в виде частиц-монополей, подобных "отрицательному" и "положительному" электрическим "зарядам", не увенчались успехом. Что Вы на это скажете?

- Искать некий магнитный монополь, который представлял бы собой отдельный "северный" или отдельный "южный" магнитный полюс, глупо. Возьмите глобус или обыкновенный шар. Подвесьте его на нитке и раскрутите. Вы увидите, что одна его половинка (если смотреть со стороны северного полюса) вращается, например, против движения часовой стрелки, а другая, если смотреть со стороны южного полюса, обязательно вращается в это же самое время в противоположную сторону.

Blog