microbik.ru
1 2 3


25.12.06.

ЧТО ОПИСЫВАЮТ УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА?
Канарёв Ф.М.
E-mail: kanphil.@mail.ru http://Kanarev.innoplaza.net

http://peswiki.com/index.php/Directory:Kanarev_Electrolysis http://www.new-physics.com/
Якунин В.В.
E- mail: technosy@mail.ru
Аннотация. Показано, что уравнения Максвелла описывают распространение в пространстве несуществующих электромагнитных волн.

Ключевые слова. Напряженность магнитного поля, напряженность электрического поля, ток проводимости, ток смещения, фотон, электрон.
Введение
Уравнения Максвелла родились в 1865 году [1], [2]. В 1887-1889 г. Герц экспериментально доказал, что они описывают процесс распространения электромагнитных волн в пространстве [3]. С тех пор уравнения Максвелла считаются непререкаемым авторитетом в описании процессов передачи энергии и информации в пространстве [4].

Герц базировал свои выводы на старых представлениях о сути излучаемого явления. Он называл электромагнитные воны электрическими и установил, что их поведение подчиняется законам оптики. В ноябре 1887 году Герц написал статью «О явлении индукции, вызываемом в изоляторах электрическими процессами». Главный вывод этой статьи заключается в том, что облучение диэлектрика электрическими волнами формирует в нём ток смещения. Такой вывод был следствием стремления Герца доказать справедливость уравнений Максвелла, которые без этого тока теряли свой классический вид.

Для регистрации процесса излучения Герц использовал провод, концы которого завершались сферическими шариками. Он придавал этому проводу форму окружности, квадрата или прямоугольника с регулируемым зазором между шариками. Такое устройство он назвал резонатором. Появление искры между шариками свидетельствовало о появлении тока в проводе резонатора. В некоторых опытах искра была такой слабой, что он наблюдал её в темноте при использовании увеличительного стекла или подзорной трубы.

Конечно, если бы Герц имел представление о структуре излучения, то у него могли бы возникнуть сомнения в корректности сделанного им вывода о формировании тока смещения в диэлектрике. Но других представлений о структуре электромагнитной волны тогда не было, поэтому он, как мы покажем дальше, приписал появление тока смещения в диэлектрике не существующему процессу индукции в нём. Удивительным является то, что все его последователи согласились с его интерпретацией причины появления тока смещения в диэлектрике. Правда, теперь они называют током смещения ток возникающий в цепи конденсатора и считают его равным току проводимости.

Хорошо известно, что уравнения Максвелла дают приемлемый результат лишь в простейших случаях. Незначительное усложнение эксперимента полностью лишает их работоспособности. И это естественно, так как они описывают, как мы покажем дальше, распространение не существующих в Природе электромагнитных волн.

Уравнения Максвелла решаются в основном приближенными методами, которые полностью скрывают физическую суть описываемого процесса и делают её недоступной для понимания. При этом у исследователей порой возникают непреодолимые трудности, но они мирятся с ними. Вот как некоторые из них описаны в книге Марков Г.Т., Петров Б.М., Грудинская Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. Уч. пособие для вузов. – М.: Сов. Радио, 1979, с. 273 [8]:

«В том случае, когда граница возбуждаемого тела не совпадает с координатной поверхностью одной из ортогональных систем координат или когда граничные условия являются сложными (например, поверхностное сопротивление (6.80) есть функция координат), получить строгое решение граничной задачи электродинамики невозможно. Иногда оказывается, что и полученное строгое решение непригодно для проведения вычислений из-за плохой сходимости рядов. Например, если электрический радиус цилиндра ka (=0), то, поскольку, количество (N) учитываемых членов ряда (6.98) должно быть больше ka, N и выполнить вычисления с помощью формулы (6.98) невозможно. … Поэтому если нельзя получить строгое решение, которое можно использовать для анализа и вычислений, то стараются найти решение граничной задачи приближенными методами или получить численные результаты.» Аналогичные сложности описаны и авторами [9], [10].

  1. Рождение уравнений Максвелла и физической сути

его электромагнитных волн
Опыты Майкла Фарадея показали в 1831 году, что магнитные и электрические поля меняются синхронно и всегда находятся в сопряжённом состоянии. Если эти изменения синусоидальны, то изменение напряженностей электрических и магнитных полей чаще всего представляют как две взаимно перпендикулярные синусоиды, изменяющиеся во времени (рис. 1).


Рис. 1. Схема максвелловской электромагнитной волны
Джеймс Максвелл пошёл дальше. Он постулировал в 1865 г., что электромагнитная волна не только изменяется во времени, но и распространяется в пространстве со скоростью света . В основу этого постулата легли его уравнения электромагнитной волны. Считается, что Генрих Герц доказал экспериментально существование электромагнитных волн Максвелла и их распространение в пространстве. С тех пор полагают, что уравнения Максвелла корректно описывают процессы передачи энергии и информации в пространстве. Запишем их в дифференциальной форме [7].
(1)
, (2)
, (3)
. (4)

Здесь:

- напряженность электрического поля;

- напряженность магнитного поля;

- ток смещения;

- ток проводимости.

Основной метод экспериментальной проверки этих уравнений при передаче энергии и информации в пространстве сводится к фиксированию тока, который рождается в проводнике, оказавшемся в переменном магнитном поле. Роль проводника выполняют обычно: антенна передатчика или отражатель, а также антенна приёмника. При этом ток проводимости фиксируется, как в антенне передатчика, так и в антенне приёмника. Считается, что ток смещения появляется лишь в отражателе и передаётся антенне приёмника, но зафиксировать его отдельно невозможно. Он всегда фиксируется вместе с током проводимости.

Возникает вопрос: зачем вводить в уравнения параметр, величину которого невозможно определить экспериментально? Прямого ответа на этот вопрос не существует, но, как мы уже отметили, есть косвенный экспериментальный факт, который оправдывает процедуру введения тока смещения в уравнения Максвелла. Он обусловлен появлением тока в антенне приёмника в момент введения диэлектрического тела в зону регистрационной рамки. И тут сразу возникает несколько безответных вопросов. Не может ток появиться в диэлектрике и тем более сформировать вокруг него какое-то магнитное поле. Тогда, в чем причина появления тока смещения в антенне приёмника?

Ответ на этот вопрос надо искать в процессах, которые игнорируются в этом анализе. Он скрыт в известном факте реагирования молекул антенны на малейшие изменения температуры окружающей среды. Процесс этот идет непрерывно и регистрируется в приёмной антенне как фоновый шум. Генерируют этот шум фотоны, непрерывно поглощаемые и излучаемые электронами молекул и атомов антенны. Сразу возникает вопрос: что произойдет с шумовым сигналом, если к антенне приёмника придут фотоны, отличающиеся от тех, которые поддерживают её температуру в заданном интервале и формируют фоновый шум? Ответ очевидный - сигнал шума начнет модулироваться и, как следствие, в антенне приёмника и в самом приёмном устройстве появится ток.

Таким образом, ток в приёмной антенне может появиться по двум причинам: пересечением этой антенны переменным магнитным полем или поглощением электронами антенны фотонов, отличающихся от тех, которые формируют её температуру. Какая из этих причин ближе к реальности?

У нас нет никаких возможностей для доказательства генерирования диэлектриком магнитного поля и формирования в нём тока смещения. Но есть все основания полагать, что диэлектрик отражает пришедшие к нему фотоны, которые, попав на приёмную антенну, генерируют ток, названный током смещения.

Из этого следует, что антенна передатчика излучает не электромагнитные волны, а волны фотонов. При этом форма волны не изменяется, но изменяется её физическое наполнение. Она формируется не электрическими и магнитными полями, а совокупностью единичных фотонов, которые также имеют электромагнитную структуру (рис. 2).

Таким образом, чтобы найти истинного носителя энергии и информации в пространстве, надо владеть результатами исследований, описывающих фотоны. Тогда сравнение теории Максвелла с теорией, описывающей поведение фотонов, и экспериментальных данных, которые интерпретируются с помощью математических моделей этих теорий, покажет истинного носителя энергии и информации в пространстве.



Рис. 2. Схема электромагнитной (фотонной) волны длиною по Аллану Холдену [5]
Уравнения Максвелла (1), (2), (3) и (4), описывающие электромагнитную волну (рис. 1), мы уже привели, а теперь приведём основные математические модели, описывающие поведение фотонов, совокупность которых составляет теорию фотонов.


  1. Математические модели, описывающие поведение фотонов


Фотоном названо электромагнитное образование, которое излучается и поглощается электронами атомов. Из этого следует, что электроны атомов и формируют излучение, которое ошибочно названо электромагнитным и представляется в виде электромагнитной волны (рис. 1) [7]. Мы сейчас покажем, что в реальности это фотонная волна (рис. 2) [5].

Максвелловская волна (рис. 1) не имеет параметров локализации в пространстве, поэтому её нельзя считать фотоном. Теперь уже установлено, что фотон – локализованное в пространстве электромагнитное образование, состоящее из электромагнитных полей, замкнутых по круговому контуру. Количество электромагнитных полей определяет угол . Связь между длиной волны , которую описывает центр масс фотона, и радиусом кругового контура, который мы называем радиусом вращения фотона, имеет простой вид [5]

(5)
Энергия единичного фотона и скорость его движения в пространстве определяются математическими моделями:

, (6)

. (7)
. (8)
Масса фотона формируется совокупностью его электромагнитных полей. Поведением фотона управляют несколько фундаментальных констант. Главная из них – постоянная Планка [5]

. (9)
Фотон имеет три частоты: линейную и две угловых: - угловая частота вращения центра масс фотона относительно геометрического центра; - угловая частота вращения центров масс шести электромагнитных полей относительно центра масс фотона. Все частоты фотона связаны с периодом его колебаний зависимостями [5]:
(10)

Из этого

(11)

(12)

И

, (13)

. (14)
Амплитуда колебаний центра масс фотона определяется зависимостью [5]
. (15)
Так как , то из выражения постоянной Планка автоматически следует константа локализации фотона в пространстве [5]

. (16)
Фотон имеет два главных скрытых параметра. Радиус условной окружности, описывающей движение центра масс фотона [5]
(17)
и радиус условной окружности, описывающей движение центров масс электромагнитных полей фотона [5]

(18)
Движение центра масс фотона описывают уравнения [5]
(20)

(21)
Закономерность изменения скорости центра масс фотона, в которую легко вводятся электрическая и магнитная постоянные, имеет вид [5]
(22)

График скорости (22) центра масс фотона показан на рис. 3. Как видно, скорость центра масс фотона действительно изменяется в интервале длины волны или периода колебаний таким образом, что её средняя величина остается постоянной и равной .




следующая страница >>