Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Экзамен на «Homo Sapiens – II». От концепций естествознания ХХ века – к естествопониманию
Поляков В. И.,
4.2.5.Электрическая и магнитная постоянные – характеристика среды ДУХ
Зри в корень.
Козьма Прутков
При анализе явлений электромагнетизма роль электрической ε0 и магнитной μ0 постоянных является определяющей, о чём свидетельствуют коэффициенты в уравнениях Максвелла - скорость света. Скорость света не является фундаментальной константой вследствие её зависимости от состояния среды. В настоящее время измерены и многократно большие и меньшие её значения. Константы электрическая и магнитная постоянные являются реальными характеристиками среды распространения ДУХ, но объяснение их физического смысла при описании электромагнитных явлений в учебниках физики отсутствует. Они представлены как некие коэффициенты пропорциональности в уравнениях, а реально уникальность этих мировых констант состоит в том, что они являются основой структуры мироздания!
Дж. К. Максвелл обратил внимание, что коэффициенты электрическая и магнитная постоянные с индексом «0», означавшим среду «эфира», в определённой комбинации дают значение скорости света:
с = 1 / (ε0μ0)½ = 2,9979246·108 м/с;
с2 =1/ ε0μ0 = 1/(8,854187817·10-12·12,566370614·10-7) = 8,9875522·1016 м2/с2.
Соотношение электрической и магнитной проницаемости со скоростью света легло в основу электродинамики, способствовало развитию теории и практическому обнаружению электромагнитных волн, но физический смысл соотношения был не ясным. Мешало представление о пустом пространстве и фетишизация скорости света в нём. Представление о наличии среды и знаменитая формула Е = mc2, дают очевидную трактовку: c2 = 1/ε0μ0 = Е/m. Энергия, приходящаяся на единицу массы, однозначно определяется свойствами среды - ε0 и μ0 . Это - главная взаимосвязь материи (массы) и среды ДУХ.
Понимая эту связь, не следует её запутывать, извлекать корень квадратный и называть его скоростью света или распространения любого сигнала. Свойства среды определяют рождение массы первочастицы - электрона из энергии: E = hν = mе/ ε0μ0. Рождение происходит за счёт вихревого вращения среды с частотой ν, которая соответствует энергии 0,511 МэВ, эквивалентной массе покоя электрона:
ν = mе/ h·ε0·μ0 = (9,109·10-31кг·8,988·1016м2/с2) / 6,626·10-34 кг·м2/с = 1,236·1020 с-1.
Такова физическая модель. Но можно ли представить в естествознании частицу, которая непрерывно вращается в пространстве, делая сто миллиардов оборотов за одну миллиардную долю секунды?! Для естествопонимания процессов мы должны вспомнить, что Природа «не знает» понятия времени и придуманных человеком секунд (см. 2.1). Вероятно, и понятие скорости, приемлемое для оценки движения автомобилей и самолётов, теряет смысл в микромире. Вращение сгустка энергии - это только модельное представление. Можно ли в неразрывном вихре выделить точку и следить за её вращением? Нет! В непрерывной, вихревой среде ДУХ нельзя измерить расстояния и нет координатных осей. Электрон не вращается, а, как показано в гл. 3.2, электрон - это единый неразрывный вихрь среды ДУХ в форме сферической стоячей волны диаметром 0,9·10-16 м, взаимодействующей через поверхность со средой с характеристиками ε0 и μ0.
Рассмотрим каждую из констант ε0 и μ0 . Абсолютная диэлектрическая проницаемость (электрическая постоянная) - ε0 = 8,854188·10-12 Ф/м является коэффициентом пропорциональности в формуле, связывающей между собой смещение и напряжённость электрического поля [91]. Абсолютная магнитная проницаемость (магнитная постоянная) μ0 = 4π 10-7 = 12,566 371·10-7 Гн/м является коэффициентом пропорциональности между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля [91].
Эти постоянные, отражающие некоторые свойства среды, широко используемые в электродинамике, остаются для изучающих студентов фарадой и генри, делёнными на метр. В константе μ0 коэффициент 4π мог бы обозначать поверхность сферы, у которой квадрат радиуса равен 10-7, а радиус равен 3,162·10-4 , но почему-то с размерностью генри1/2·м-1/2? Причина появления таких экзотических размерностей величин кроется в выборе единиц измерения, когда не знают точно, что измеряют.
Размерность константы μ0, легко определить, если из закона Кулона определить размерность заряда - кулон:
Q = [M1/2L3/2T-1].
Тогда сила тока
I = [M1/2L3/2T-2].
В системе СИ генри/м = [LMT-2 I-2 ] = [LMT-2·(M-1L-3T4)] = [L-2T2].
Физическую величину μ0 - [T2 L-2], оказывается, трудно интерпретировать. Её обратное значение 1/ μ0 - [L2T-2]. Константа 1/ μ0 = 0,795775·106 м2/с2 - аналог скорости в квадрате.
Аналогично определим размерность константы ε0. Фарад - единица электрической ёмкости:
Ф = [L-2M-1T4I2 ]. Ф/м= [L-3M-1T4 · ML3T-4 ].
Следовательно, ε0 - безразмерна! Размерность «фарада на метр» должна быть исключена из учебников физики. Обратная величина электрической постоянной 1/ ε0 =1,12941·1011 является безразмерным коэффициентом, показывающим во сколько раз отличаются сравниваемые значения неких величин. Каких? Какой физический смысл несут константы ε0 и μ0 в отдельности?
Попытаемся разобраться, что скрывается за коэффициентом пропорциональности между электрическим смещением - D и напряжённостью электрического поля -E: D = ε0·E.
По определению «D - это величина, равная отношению потока электрического смещения ψ = ΣQi (алгебраическая сумма зарядов во внутреннем пространстве замкнутой поверхности), отнесённая к площади этой поверхности S. D = dψ/dS». Почему сумма зарядов названа потоком смещения? Электрическое смещение - это некое поле ощущения зарядов, находящихся внутри объёма, на единице его поверхности. Напряжённость электрического поля E - это «векторная величина, равная отношению силы F, действующей на положительный заряд, помещённый в некоторую точку электрического поля к этому заряду: E = dF/dQ» [91].
С трудом можно представить физический смысл электрического смещения, как некого заряда в неком объёме, разделённого на поверхность этого объёма. Это не характеристика заряда и не сила, действующая от этого заряда на другие, оказавшиеся на этой поверхности. Логично было бы использовать в формулах вместо смещения D именно заряд в неком объёме - Q, а зависимость изменения D, обратно пропорциональную квадрату расстояния, характеризующего изменение площади поверхности, логично ввести в понятие Е - напряжённости электрического поля. Это обозначало бы, что напряжённость поля зависит от заряда и уменьшается с расстоянием. В гл. 3.2 показано, что первичная сила электрического заряда, действующая на радиусе электрона - FZ(Re) ослабляется на длине окружности радиуса λK в 1/ε0 раз, а сила электрического заряда, выраженная на его поверхности FZ (Re), называется в физике «заряд». Это подтверждается размерностью квадратичного заряда: Z = Q2 = ML3/T2.
Константа 1/ε0 имеет физический смысл коэффициента ослабления. Учитывая, что напряжённость поля зависит от заряда, а не наоборот, следует использовать в качестве характеристики среды обратную величину ε0: 1/ε0 = E/D = (dF dQ)/(d ΣQi /dS) = dF/ (QdQ/ dS) В числителе выражения записана физическая сила, действующая от заряда, а в знаменателе сила квадратичного заряда на единице его поверхности - FZ (Re). 1/ ε0= F / (Q2/S) = F / (Z/S).
Заряд, как было показано ранее, и как следует из полученного соотношения, должен приниматься именно в квадратичной форме Z = Q2 по сравнению с его принятым в физике обозначением. В принятых в физике размерностях квадратичный заряд есть энергия, умноженная на объём и делённая на поверхность или сила, умноженная на поверхность. Соотношение F / (Z/S) есть отношение сил.
1/ε0 есть отношение физической силы к электрической силе в определённой точке пространства.
По своему физическому содержанию константа «диэлектрическая проницаемость среды» не характеризует среду распространения волн. Она результат выбора физических понятий, в данном случае,- силы. Физический смысл имеет не абсолютная диэлектрическая проницаемость (электрическая постоянная) - ε0, а обратная ей величина, характеризующая механическую силу действия единичного заряда (квадратичного!) через единицу сферической поверхности вокруг него.
Константа 1/ ε0 характеризует связь заряда, как неотъемлемой части материи, и его физического воздействия в среде ДУХ. Она - коэффициент перехода электрической силы в механическую: Fмех = (1/ ε0) · Fэл !
Физическая безразмерность константы подтверждает, что заряд (квадратичный), отнесённый к единице сферической поверхности соответствует электрической силе. Заряд - это действие! Обратная пропорциональность сил квадрату расстояния, «заложенная» в природные константы, ещё раз подтверждает, что в соответствии с теоремой П. Эренфеста (1917 г.) («в n-мерном пространстве действие силы обратно пропорционально степени от расстояния «n-1», а устойчивое состояние с минимумом энергии возможно при n ≤ 3») пространство среды ДУХ математически может быть представлено только трёхмерным и никаких многомерных пространств не существует в Природе.
Выполненные выше оценки радиуса электрона (см. 3.2.5), как функции электрической постоянной ε0 свидетельствуют, что константа 1/ ε0 - это сила действия электрического заряда, а сущность заряда:
Z = Q2 =[ML3/T2] = энергия·(объём/поверхность).
Таким образом, константа 1/ε0 - это характеристика физической силы действия электрического заряда, определяющая не только силы электрического взаимодействия, но и размер первочастицы материи.
Как характеристика среды распространения волн, физический смысл этой постоянной соответствует представлению, что электрическое поле есть «чувство» массы в среде ДУХ - сила действия. Это означает, что масса и заряд элементарной частицы - её неотъемлемые характеристики, а электрическое поле - это сила, «ощущение» массы в нематериальной среде ДУХ.
Электрическая и магнитная постоянные взаимосвязаны. Как показано (гл. 2.2), универсальность вихревого движения среды эфир состоит в переходе вращательного движения в поступательное и наоборот. Магнитное поле - это однонаправленное движение вихрей в среде ДУХ. Электричество и магнетизм - это проявления взаимосвязи ДУХ+материя.
По определению μ0 - «абсолютная магнитная проницаемость - коэффициент пропорциональности между магнитной индукцией В (отношение магнитного потока к площади сечения, через которое проходит этот поток) и напряжённостью магнитного поля - Н (величина, характеризующая магнитное поле, размерность которой определяются по формуле напряжённости поля в центре длинного соленоида при прохождении через него определённого тока).
Выше показано, что размерность μ0 - [T2 L-2], а 1/ μ0 - [L2T-2 ]. Константа 1/ μ0 = 0,795775·106 м2/с2 - аналог скорости в квадрате. Это энергия, подёлённая на массу, и эту константу следует интерпретировать как физический «след» массы в среде ДУХ. Такое вращательное движение нематериальной среды ДУХ создаёт единица массы - массон. В соответствии с размерностью
физический смысл 1/μ0 -то энергия поля (энергия в среде ДУХ), отнесённая к единице внесённой в него массы. Константа 1/μ0 - усреднённая характеристика среды ДУХ, представляющей суперпозицию волн всех масс Вселенной и выраженная как квадрат скорости безмассовой среды.