Физика для Всех!

По следам Кулона, ошибка Кулона.

Взаимодействуют ли заряды между собой?

Впервые в 6 веке до нашей эры греческий философ Фалес Милетский описал явление, что ткачихи заметили способность янтаря, потёртого о шерсть, притягивать предметы не соприкасаясь с ними. Позднее обнаружилось, что гребёнка, проведённая по волосам, притягивает мелкие кусочки бумаги на расстоянии.

В 1785 году Кулон открыл закон о взаимодействии электрических точечных зарядов, покоящихся относительно друг друга. Для изучения взаимодействия зарядов Кулон применил крутильные весы. В крутильных весах один шарик закреплён неподвижно, два других шарика закреплены на коромысле и подвешены на упругой нити.

По углу закручивания нити и расстоянию шариков в зависимости от зарядов на них, Кулон установил закон, что сила взаимодействия зарядов пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна расстоянию между ними.

Было установлено, что одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые заряды притягиваются. Считалось так, что каждый заряд на расстоянии чувствует друг друга.

Позднее Марком Фарадеем было введено понятие электрического поля, где действие заряда от точки к точке передаётся по средствам электрического поля.

С развитием электротехники было установлено, что взаимодействие электрических зарядов происходит через электромагнитное поле.

Носителем отрицательного заряда является электрон, а носителем положительного заряда является протон.

Проводимость в металлах объясняется наличием свободных электронов.

Проводимость в полупроводниках объясняется переходом электронов и дырок, то есть положительных зарядов. Если электрон покинул один атом, то этот атом стал положительно заряженным, то есть образовал дырку. Так объясняется p и n — проводимости.

Рассмотрим проводимость электрического тока в металлах.

Проводимость электрического тока в металлах, официально считается, выполняют свободные электроны. Возникает вопрос, почему электрический ток проходит только по поверхности проводника? Существует объяснение, что наличие свободных электронов в середине проводника отталкивает на поверхность проводника электроны проводимости. На первый взгляд, вроде бы всё правильно, и такой ответ удовлетворил всех на много лет. Но в таком случае, снова возникает вопрос, а почему свободные электроны в середине проводника параллельно не проводят электрический ток, а только вытесняют электроны проводимости на поверхность? Если свободные электроны есть во всём объёме проводника, то не понятно такое их поведение. Если свободные электроны находятся только на поверхности проводника, то в таком случае все проводники должны обладать электрическим потенциалом, и всегда отрицательным, а величина этого потенциала должна зависить от поверхности проводника. В таком случае лист алюминиевой фольги, например, для окна, должно быть, брать голыми руками опасно. Но это не так. Лист фольги так же электронейтрален, как и все другие вещества, так как атомы электронейтральны. Есть ещё один интересный вопрос проводимости электрического тока в металлах, почему чем меньше диаметр проводника, тем больше сопротивление прохождению электрического тока? Что электроны не помещаются на поверхности проводника? Или они там так колеблются, что нагревают весь проводник? Ответа на этот вопрос нет. Тем более не понятно явление, куда девается электрический ток с неделимых электрических зарядов электронов. Если свободные электроны проводят ток в металлах, то присоединив металл к положительному полюсу батарее и выведя все свободные электроны из него, металл должен терять проводимость, но этого тоже не происходит.

Рассмотрим проводимость электрического тока в полупроводниках.

Проводимость электрического тока в полупроводниках осуществляется p и n проводимостью, то есть в одних полупроводниках благодаря свойствам кристалла вещества или примесей больше свободных электронов, а в других полупроводниках благодаря свойствам кристалла вещества или примесей больше свободных дырок, то есть недостаток электронов. Носителем отрицательного заряда является электрон, а носителем положительного заряда является протон.

Какая не справедливость? Протон находиться в ядре, размер которого в 10 000 раз меньше самого ядра. А, следовательно, взаимодействие электронов и протонов, электронов с электронами и протонов с протонами должны быть разные, как в полупроводнике, так и между полупроводниками. То есть, если расположить два полупроводника одинаковой, или разной проводимости параллельно и по ним пропускать электрические токи, то в зависимости от вариантов результаты должны быть разные.

И взаимодействие электрона и протона, вынесенные отдельно, так же разные. Представим единичный заряд на расстоянии с одной стороны состоящий из электрона, а с другой стороны состоящий из одного протона. При взаимодействии между зарядами они сближаются, но масса протона в 1836 раз больше массы электрона. Скорость электрона должна быть больше скорости протона в 1836 раз, а их общая скорость сближения, если верна теория Эйнштейна, должна равняться скорости света, или быть не больше её. Так как скорость электрона относительно протона не может быть больше скорости света. Скорость протона относительно электрона не может быть больше скорости света. Я думаю, что на этом примере атомщики могут без труда проверить теорию относительности, может ли быть скорость сближения двух частиц больше скорости света.

Марком Фарадеем было введено понятие электрического поля, где действие заряда от точки к точке передаётся по средствам электрического поля. Что такое электрическое поле? Как взаимодействуют два заряда в электрическом поле? Возьмём два заряда из противоположных знаков. Считается, что между этими зарядами образуется электрическое поле и линии этого поля практически все замыкаются между зарядами. Получается, что если в пространство помещён один заряд, то расположение силовых линий уходит в бесконечность во всех направлениях. А если помещены два заряда, то линии замыкаются между собой. А если в пространство поместить два одинаковых заряда, то силовые линии отталкиваются и все уходят в пространство. Но как же образуются силовые линии от зарядов?

С развитием электротехники было установлено, что взаимодействие электрических зарядов происходит через электромагнитное поле. А переносчиком электромагнитного поля стали считать фотоны. Считается, что фотон не имеет заряда и массы, и как он осуществляет взаимодействие между зарядами? Как фотоны одного заряда притягивают противоположный заряд? Как фотоны обеспечивают отталкивание разноимённых зарядов? Чем отличаются фотоны притяжения от фотонов отталкивания?

В квантовой теории поля считается, что электромагнитное взаимодействие переноситься безмассовым бозоном фотоном. Сам фотон электрическим зарядом не обладает, значит не может непосредственно взаимодействовать с другими фотонами. Да и сколько фотонов непрерывно в пространство надо излучать, что бы обеспечить взаимодействие фотонами и каким образом? На этот вопрос квантовая теория пытается дать ответ, но очень и очень странный? Спин фотона равен единице. Необходимо сохранить зарядовую чётность и система с положительной зарядовой чётностью распадается с испусканием только чётного количества фотонов. А с отрицательной зарядовой чётностью — только нечётного количества фотонов. Но как же быть с законом сохранения зарядов? И тут гениальный ответ. Согласно квантовой электродинамики взаимодействие заряжённых частиц осуществляется путём обмена виртуальными фотонами между частицами. Всем всё стало понятно. Как говорил Поль Дирак, тем кто не понял — это уже не вопрос а утверждение. Я понял всё, что мне не кто не может объяснить, как виртуальными фотонами притягиваются и отталкиваются заряды, и почему они излучают чётное и не чётное количество фотонов, за счёт чего происходит излучение, и почему при этом сохраняются заряды? Как фотоны образуют силовые линии?

Рассмотрим явления статического электричества.

По современным понятиям электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно, Каждое заряжённое тело создаёт в окружающем пространстве электрическое поле.

В учебных заведения проводят опыты на электроскопах, Расхождение двух бумажек от одного заряда объясняется взаимодействием двух одинаковых зарядов. Расхождение листочков на соответствующий угол зависит от величины заряда.

Проведём и мы несколько опытов.

Для проведения опытов под руками есть капроновая и две пластмассовые расчёски. Приготовим разные поверхности и материалы для опытов. Поверхности возьмём следующие: квадрат нержавеющей стали, деревянная доска, фарфоровое блюдце, клеёнка, полиэтиленовая плёнка, алюминиевая фольга. В качестве испытуемых материалов возьмём одинаковые полоски шириной около трёх миллиметров и длиной 25 миллиметров тонкую бумагу, алюминиевую фольгу, тонкую полиэтиленовую плёнку нарежем полосками от 5 до 15 мм, длиной 50 — 70 мм., кусочки ваты. По очереди разложим материал на разные поверхности. Начнём с бумаги. Чтобы не электризовать материал своими руками применяем резиновые перчатки. А для большей чистоты эксперимента делаем выдержку 30 минут. Перед началом эксперимента расчёски две пластмассовые и одну капроновую электризуем на волосяном покрове шкур (применялись разные, но больше расчёски электризовались на козьей) и по очереди подносим к материалам. Особой разницы в пластмассовых и капроновой расчёске не замечено, все они с материалами взаимодействуют практически одинаково.

Бумага подлетает к расчёске на расстоянии 2-2,5 см с поверхности нержавеющей стали. С деревянной доски, клеёнки бумажные полоски притягивались значительно хуже на расстоянии 0,5 - 1 см , с фарфорового блюдца бумажные полоски притягиваются ещё хуже по одной или две иногда без отрыва от блюдца. А вот с алюминиевой фольги и полиэтиленовой пленки притягиваются хорошо. Примерно точно также притягиваются кусочки ваты. И что мы видим? Бумага является диэлектриком, откуда там мог быть заряд, если её не кто не электризовал, но она притягивается к наэлектризованным расчёскам. Что-то здесь не так? Похоже, что совсем не заряды взаимодействуют. Разложим на эти же поверхности полоски полиэтиленовой плёнки, получилось, что плёнка лежит горочкой, и поднесём наэлектризованные расчёски, на всех поверхностях плёнка прижимается к поверхности и не пристаёт к расчёскам. Но полиэтилен так же является диэлектриком и его не кто не электризовал, но почему он отталкивается от наэлектризованных расчёсок? Похоже, что механизм взаимодействия, вовсе не электрические заряды.

Берём полоски фольги и также раскладываем по всем поверхностям. Полоски фольги подлетают к расчёскам с нержавеющей стали на расстоянии более 5 см. Полоски фольги с дерева притягиваются плохо, лучше притягиваются с клеёнки, с фольги притягиваются хорошо. А вот с фарфорового блюда полоски фольги даже оторвать сложно. С полиэтилена фольга подскакивает и касается расчёски, а потом отпрыгивает в сторону полиэтилена.

Вата и бумага находясь на одной расчёске, при поднесении второй наэлектризованной расчёски, отклоняются от неё, а фольга с одной расчёски перепрыгивает на другую.

Берём полоски полиэтиленовой плёнки и трём её о шкуру, но полиэтиленовые полоски невозможно оторвать от резиновых перчаток. Пришлось их снять и электризовать полиэтилен без перчатки, наэлектризованный, он также пристаёт к руке, но поменьше. и подносим наэлектризованную расчёску к этой плёнке, что мы видим, полиэтиленовые полоски пристают к расческам.

У бумаги и фольги, при электризации на шкуре, заметного эффекта не обнаруживается.

В результате эксперимента установлено, что все материалы в той или иной степени приобретают свойства подложки.

В электротехнике описано поведение электрона в магнитном поле. Если электрон неподвижен, то магнитное поле на него не действует. Принимая это утверждение за основу, проведём следующий эксперимент.

Берём компас, полоску фольги и батарейку крона. Алюминиевую фольгу с помощью резиновой перчатки одним концом прижимаем к отрицательному полюсу батареи и подносим к стрелкам компаса, так чтобы полоска фольги располагалась параллельно стрелки одного полюса до оси стрелки. Согласно утверждений электротехники на полоске фольги непосредственно находятся неподвижные электроны, так как ток не течёт через проводник. И что мы видим? Полоска фольги притягивает северный полюс и отталкивает южный. Меняем полюс на полоске фольги. На полоске фольги положительный заряд отталкивает северный полюс и притягивает южный. Да совсем интересно? Убираем полоску фольги, поворачиваем батарею вертикально, так чтобы один заряд был ближе к полюсу, а другой дальше. Результат тот же. Что опять ошибка в электротехнике, неподвижный заряд взаимодействует с магнитом?

Вспомним про подвижные электрические заряды в параллельных проводниках. Вокруг проводников образуется круговое магнитное поле, перпендикулярное проводнику. Между проводниками, если на проводниках заряды одного знака, поля встречные и проводники отталкиваются. А если заряды противоположного знака, то круговые магнитные поля между проводниками направлены в одну сторону и проводники притягиваются. Взаимодействуют-то не заряды, а магнитные поля зарядов, а это совершенно другое взаимодействие. Но расчёт-то Ампером сделан на электрические заряды?.

Проводя эти эксперименты мне невольно пришла в голову мысль, что гравитационная постоянная измерялась на крутильных весах и большие шары во время эксперимента трогались руками, то есть получали заряды, которые как раз и вызывали эффект притяжения, а при соприкосновении эффект отталкивания. Эффект отталкивания при соприкосновении шаров, а не прилипания, как раз и показывает, что измерена совсем не гравитационная постоянная.

После этих экспериментов всё становиться понятным, что электрические заряды взаимодействуют между собой через магнитные монополии.

Переносчиком электрического поля является частица электрон или позитрон, которые находиться на поверхности вещества в результате разрушенных связей между атомами в молекуле, то есть разрушения фотонных связей. Электрон от позитрона отличается направлением вращения спина, а следовательно и знаком заряда. При приложении отрицательного заряда к проводнику позитроны становятся электронами, а при приложении положительного заряда к проводнику электроны становятся позитронами.

1. Электрические заряды не взаимодействуют между собой, как было принято в электротехнике.

2. Электрические заряды взаимодействуют между собой через магнитные монополии.

3. Переносчиком электрических зарядов являются магнитные монополии, как в проводнике, так и в полупроводниках.

4. Электрический заряд — это показатель количества энергии, сколько и какие магнитные монополии могут передавать электрическую энергию и какого потенциала, то есть какие частицы будут задействованы: правого или левого вращения.

5. Электрический потенциал по проводнику передаётся с помощью магнитных монополии, электроны находятся в своих атомах, а не передвигаются по проводнику, как считалось, что проводимость осуществляют свободные электроны.

6. В нормальном состоянии в проводнике магнитные монополии вращаются в одну сторону и другую примерно поровну. Но стоит проводник подключить к полюсу источника электрического тока, как количество монополий в проводнике вращающихся в сторону , показываемую потенциалом, увеличивается на количественный показатель источника. Дополнительно магнитные монополии задействованные зарядом, вращаются в одну сторону. Передача энергии от монополии до монополии осуществляется, зарядом, который переходит с одной магнитной монополии на другую перпендикулярным, относительно вращения монополии, электрическим полем, вихревым током (электрическое поле и вихревой ток в донном случае одно и тоже понятие).

Ток проходит по проводнику, а вокруг проводника перпендикулярно ему образуется магнитное поле. Передача тока от монополии к монополии по проводнику напоминает передачу тока в трансформаторе.

Почему металлы являются проводником электрического тока? Потому что они имеют кристаллическую решётку, которая на поверхности металла имеет нарушенные связи между атомами, соединяющими в молекулу. Молекулы находятся на очень близком расстоянии и состоят из двух атомов у простых металлов, и несколько больше у сплавов.

Почему в полупроводниках электрический ток передаётся от одного магнитного монополия до другого не так, как в металлах? А потому, что полупроводники состоят из больших кристаллов преимущественно одной проводимости, то есть их магнитные монополии направлены в одну сторону, и поэтому они пропускают заряды родственного потенциала, которые способствуют вращению магнитных монополий в одну сторону и не пропускают электрические заряды, которые не способствуют вращению магнитных монополий в эту сторону.

Почему не пропускают электрический ток изоляторы? Потому что их молекулы чрезвычайно велики, например: молекула природного каучука содержит количество атомов в молекуле несколько сотен тысяч и нарушенные связи между атомами в молекуле и между молекулами находятся на большом расстоянии, поэтому диэлектрики не могут быть проводниками электрического тока.

Капрон, пластмассы имеют молекулы меньшего размера, у которых нарушены межмолекулярные связи на поверхности, поэтому их можно наэлектризовать, например трением. И магнитные монополии на островках будут вращаться в определённую сторону, создавая статическое электричество, но магнитные монополии друг от друга находятся слишком далеко и поэтому передать заряд от одной монополии до другой не могут.

Факты с полупроводниками и диэлектриками говорят о том, что электрическое поле действует на довольно коротком расстоянии, как и магнитное поля. Эти поля представляют вихревые токи: электрические вихревые токи и магнитные вихревые токи.

Электромагнитное и электрические поля осуществляют ближнее взаимодействие. Дальнее взаимодействие осуществляется частицами нейтрино и антинейтрино.

Электрические заряды не отталкиваются и не притягиваются, в том понимании, которое существует в физике на сегодняшний день. Заряды взаимодействуют друг с другом через магнитные монополии, образующие магнитное поле, при близком взаимодействии и через частицы нейтрино и антинейтрино при дальнем взаимодействии.

Заряд является мерой вращения магнитного тока в магнитном поле, силой магнитной монополии, а знак заряда показывает направление вихревых линий магнитного монополия. Электрический заряд, электрическое поле, передаётся от одной магнитной монополии другой перпендикулярно магнитному вихревому току(магнитному полю). Магнитный вихревой ток передаёт только магнитный заряд следующему магнитному монополю, частице. Зарядов без частиц нет, как нет и магнитных монополий без частиц.

Электрическое сферическое поле несёт информацию, а магнитное поле приводит эту информацию в действие, то есть заставляет вращаться частицу в ту или иную сторону с определённой силой, что порождает притягивание или отталкивание частиц.

Электрические заряды-это показатель в какую сторону вращается магнитный монополий частицы электрон или позитрон, и какой магнитный вихревой ток образует данная частица.

Переносчиком магнитного поля являются частицы нейтрино и антинейтрино. Электроны и позитроны переносчики электрического тока через магнитные монополии и электрическое поле (вихревой ток) в проводниках и полупроводниках. Количество частиц нейтрино и антинейтрино, находящихся в вакууме, больше чем утверждается примерно на 3*10^18.

Переносчиком гравитационного взаимодействия являются частицы нейтрино и антинейтрино, которые изменяют массу тел, обеспечивая ускорение и замедление их при движении. Электрическое поле можно рассматривать, как вихревой ток при взаимодействии между монополиями. Электрические поля между зарядами не взаимодействуют, так как заряд- это направленное вращение монополий и взаимодействие между частицами осуществляется через магнитные монополии, а электрическое поле перпендикулярно этим монополиями и оно выражено вихревым током. Электрическое поле служит для передачи заряда от одной частицы, тела другой частице, телу. Магнитное поле служит для взаимодействия: притяжения, отталкивания.

Взаимодействие зарядов осуществляется не через электрическое или электромагнитное поле, а через магнитное поле.

Взаимодействии частиц и их зарядов осуществляется при близкодействии магнитными полями, при дальнодействии через частицы нейтрино и антинейтрино, то есть через фермионы, а не как считалось раньше через бозоны фотоны. Почему сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния, потому, что объём конуса пропорционален расстоянию, а частицы нейтрино и антинейтрино, проходя через магнитное поле одной частицы, к другой частице подлетают конусом и воздействуют на магнитное поле, образованное магнитным монополем другой частицы. Частица подлетая к другой частице, притягивает или отталкивает другую частицу, тело благодаря своему монополю, имеющую своё магнитное поле.

Представим себе две частицы , обладающие определёнными электрическими зарядами, находятся в вакууме на определённом расстоянии и каждая частица образует вокруг себя магнитное поле, через которое пролетают частицы во всех направлениях, образуя конус на магнитном поле второй частицы. Нейтрино и антинейтрино, пролетая через близлежащие электрические и магнитные поля(вихревые токи) увеличивают свой магнитный монополь, или его уменьшают, или меняют на противоположный и переносят ближнее взаимодействие на дальнее, где пересекая магнитное и электрическое поля( вихревые ток) ближнего взаимодействия, тянут или отталкивают частицу-заряд. Без частицы нет заряда, нет магнитного монополя и нет электромагнитных полей.

Выводы. Электрические заряды не отталкиваются и не притягиваются, а притяжение и отталкивание осуществляется через магнитное поле этих магнитных монополий. Между зарядами частиц существует ближнее и дальнее взаимодействие.

02.03.2014 г. А.Т.Дудин.