Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Биология, Физика
Размещена 06.10.2017. Последняя правка: 09.10.2017.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРИРОДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА ПРИ НОРМАЛЬНОЙ И СВЕРХПРОВОДИМОСТИ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ (гипотеза)

Утешев Игорь Петрович

Не работаю

На пенсии

Аннотация:
В статье сделана попытка объяснить протекание электрического тока в нормальном и сверхпроводнике с учетом влияния на эти процессы электромагнитного излучения, возникающего внутри проводника. На качественном уровне представлено объяснение фотоэлектрического эффекта, на основе которого высказано предложение по снижению электрического сопротивления у нормального проводника. Показаны отдельные аспекты влияния электромагнитного излучения на вещество, включая и биологическое.


Abstract:
In the article an attempt is made to explain the flow of electric current in a normal and a superconductor taking into account the influence on these processes of electromagnetic radiation that occurs inside the conductor. On a qualitative level the explanation of the photoelectric effect on the basis of which proposed to reduce the electrical resistance of normal conductor. Shows separate aspects of the influence of electromagnetic radiation withmatter, includingbiological.


Ключевые слова:
Электрический ток; проводник; электрическое сопротивление; сверхпроводимость; аннигиляция; электромагнитное излучение; электрический фотоэффект; Броуновское движение, теплота.

Keywords:
Electric current; conductor; electrical resistance; superconductivity; annihilation; electromagnetic radiation; electric photoelectric effect; Brownian motion; heat.


УДК 53; 57

Актуальность статьи заключается в том, что в ней сделана попытка объяснить природу электрического тока, как в нормальных проводниках, так и в сверхпроводниках. Показать роль электромагнитного излучения в проводниках электричества, а также отдельные аспекты влияния его на вещество, включая и биологическое.  

Введение

История человечества справедливо была поделена на периоды, в которых присутствовала доминанта, определяющая уровень познания ПРИРОДЫ. Этими доминантами сначала был камень, затем бронза, затем железо. Потом к ним примкнул порох и атом. Это все то, что преумножало мощь как отдельного человека, так и целых государств. При помощи этой мощи в головах честолюбцев рождалась мысль о мировом господстве, но вся эта мощь не принесла им желаемых результатов, хотя МИР был близок к этому.

И только одна доминанта завоевала все человечество. Этой доминантой является ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Ей не нужны были ни великие полководцы, ни великие политики. Ей нужны были ВЕЛИКИЕ МЫСЛИТЕЛИ НАУКИ, чьи имена становятся с годами все значимее от истинного понимания их величия (частное мнение).

Полагаю, что, последние несколько веков можно определить как период торжества электричества. Именно с ним связаны все, без преувеличения, достижения в технической сфере деятельности человека. Каждый может представить, что произойдет, отними у нашего образа жизни электрическую компоненту. Это будет конец нашей цивилизации.

Бурное развитие исследования электричества в Европе в XIX веке просто поражает. Изучение электрического тока началось с открытия Алессандро Вольты в 1800 году гальванического элемента.  В первой половине этого века уже появился телеграф, а в 60-х годах был реализован проект прокладки телеграфного кабеля через океан в Америку. И чем дальше от начала пути, тем значительнее и масштабнее вклад электричества во все сферы жизни человека.

Как знак уважения к нашим предкам, необходимо отметить, что в 1936 году близ Багдада была обнаружена так называемая «багдадская батарейка»,  которую считают древним гальваническим элементом, созданным за 2000 лет до рождения Александро Вольты. Если бы история электричества развивалась непрерывно, то как изменился бы наш сегодняшний МИР? Остается только вздыхать!

Некоторые прозорливые политики попытались «оседлать» электричество, прикрыв ее попоной социальной формации, но она не нуждалась в дополнительных украшениях. Она сама по себе стала украшением жизни.

С открытием электрона в 1897 году и принятия планетарной модели атома вещества кажется, что многое стало не только понятным и объяснимым, но и привычным. Но электричество тем значимо, что оно охватывает существо не только нашей жизни, но и материи. Без преувеличения можно утверждать, что весь наш МИР есть МИР электричества. И было бы наивно думать, что наши познания в этом МИРЕ достаточно фундаментальны (частное мнение).

В данной статье излагается гипотеза, затрагивающая природу сопротивления электрического постоянного тока и сверхпроводимость I рода. Это знакомое для очень многих явление рассмотрено автором с позиции, культивируемой им в предыдущих статьях, ссылки на которые будут при дальнейшем изложении.

Необычность данной статьи заключается в том, что изложение материала нарушает хронологический порядок открытия явлений, о которых идет речь. Это не должно смущать читателя, так как именно такой порядок, по мнению автора, дает естественное обоснование выдвинутой гипотезы.

Кроме этого, в данной статье рассматривается электромагнитное излучение, как первопричина, объясняющая подвижность атомов и молекул, а также броуновское движение.

В статье затронуты биологические аспекты, связанные с электромагнитным излучением.

Поднятые в статье вопросы преимущественно излагаются на качественном уровне, то есть на уровне идеи, что соответствует названию статьи.

Некоторые предварительные разъяснения

Вполне очевидно, что открытие атомного ядра с положительным электрическим зарядом и электрона с отрицательным электрическим зарядом неизбежно привело к определенной гармонизации представлений о структуре вещества, которое, опираясь на  существующие тогда знания в других науках, неизбежно  привело к планетарной модели атома (частное мнение). До этого был открыт и частично исследован электрический ток с его электрическими и магнитными проявлениями, были написаны уравнения Максвелла, открыты многие химические элементы, нашедшие свое место в Таблице Менделеева, открыты спектральные линии и  эффект Зеемана и еще многое и многое другое. Всё это стали фрагментами общей картины Существа Материи.

Дальнейшее развитие науки дополняло эту картину и вполне в этом преуспело. Появлялись новые открытия. Создавались новые теории, объясняющие эти открытия и даже прогнозирующие новые явления и даже успешно.

Это в полной мере касается и МИРА электричества, с которым каждый из нас знаком как минимум на бытовом уровне. И этот МИР электричества во многом опирается на фундамент, заложенный в XIX и начале XX века.

Данный фундамент необходимо рассматривать как определенную гипотезу, по которой существует консенсус у научного сообщества. Необходимо справедливо отметить, что построенный фундамент весьма крепок, как с точки зрения практических достижений, так и с точки зрения теоретического обоснования. Однако трудно предположить, что гипотеза, рожденная на заре первых открытий, останется неизменной. История науки наполнена судьбами разных гипотез, которые не прошли проверку ВРЕМЕНИ, но они, безусловно, стали толчком к развитию мысли. Предлагаю и к гипотезам автора относиться с таких позиций. 

В данной статье сделана попытка объяснить некоторые явления электричества с позиций, описанных в статьях [1] и [2]. Если кратко, то суть этих позиций, применительно к данной статье выражается в следующем:

- все элементарные частицы, включая нуклоны, электроны и позитроны являются частицами преобразования материи (поля);

- для электрона и позитрона этими полями являются электрическое и магнитное. Электрон преобразовывает электрическое поле в магнитное, а позитрон наоборот магнитное в электрическое. Таким образом, электрон и позитрон являются носителями двух зарядов. У электрона и позитрона существует спин, искажающий характер магнитного поля;

- протон преобразовывает первичную для нашего МИРА материю в электрическое поле. Это обуславливает его положительный электрический заряд;

- электроны являются продуктами электрического поля ядра атома в результате его десублимации, вызванной кратковременным повышением его плотности. Отталкивание электронов друг от друга вызвано доминированием магнитного поля над электрическим;

- позитроны являются продуктами магнитного поля в результате его десублимации, вызванной кратковременным повышением его плотности;

- электрическое поле протона замыкается на электроне, который является частью «системы, включающей протон и электрон;

Данные разъяснения необходимы для дальнейшего осмысления рассматриваемого явления.

Природа сверхпроводимости

Сверхпроводимость проводников электрического тока при температуре близкой к абсолютному нулю была открыта в 1911 году Голландии. Физик Х. Камерлинг-Оннес проводил измерение электрического сопротивления ртути при очень низких температурах. При температуре 4,15 К сопротивление почти мгновенно исчезло.

В настоящее время это явление хорошо изучено и широко применяется. Существуют общепризнанные обоснования этого явления. В данной статье объяснение сверхпроводимости основано на изменении свойств вещества.

Сверхпроводимость наделяет проводник следующими свойствами:

- исчезает сопротивление электрическому току;

- вещество сверхпроводника становится диамагнетиком (постоянное не слишком сильное магнитное поле выталкивается из вещества);

- теплоемкость вещества в момент сверхпроводящего перехода изменяется скачком, увеличиваясь в 2,5¸3 раза, стремясь к нулю при дальнейшем уменьшении температуры;

- электрический ток в сверхпроводнике не излучает электромагнитного излучения;

- все токи в сверхпроводниках I рода поверхностные, они текут в тонком слое вблизи границы сверхпроводника;

- потеря сверхпроводимости происходит, если магнитное поле, окружающее сверхпроводник или температура превысят свои критические значения. Эти критические значения взаимосвязаны.

Известно, что геометрические размеры вещества зависят от температуры. Все изделия, для которых предусмотрен широкий по температуре режим эксплуатации, проектируются с учетом этого фактора. Это в полной мере относится и к проводникам электричества. В связи с этим очевидно, что температура вещества влияет и на его кристаллическую решетку, которая может либо расширяться, либо сужаться. В этом случае электроны атомов, находящиеся в его электрическом поле, с уменьшением температуры могут оказаться в состоянии равенства кулоновских сил от близлежащих атомов. В этот момент они способны перемещаться свободно в рамках границ проводника. Это соответствует температуре Tc (критическая температура, ниже которой наступает сверхпроводимость). Учитывая, что электроны отталкиваются друг от друга своими магнитными полями, они располагаются на периферии  (границе) проводника.

Данная конфигурация полей электронов на границе проводника соответствует  взаимодействию их электрических и магнитных полей. Отрицательные электроны на границе сверхпроводника уравновешиваются положительным зарядом ионов вещества. Этим объясняется диамагнетизм сверхпроводника.

 

рис.1

 

На рис. 1а схематично изображен фрагмент сверхпроводника при нулевом электрическом токе. Электрическое поле электронов и ионов кристаллической решетки вещества занимает почти целиком объем проводника. Магнитное поле на границе проводника плавно уменьшается до незначительных значений, которые определяют границу проникновения магнитного поля вглубь проводника – λL и составляют несколько сот ангстрем. Фактически это толщина слоя электронов на поверхности проводника.

Магнитное поле электронов занимает этот поверхностный слой и пространство над сверхпроводником. Наличие магнитного поля над сверхпроводником может удерживать над собой магнит, ориентированный северным полюсом в сторону сверхпроводника рис. 2 (позаимствован в [3]). Это впервые наблюдал В.Мейснер и Р.Оксенфельд, которые и объявили об этом в 1933 году. Этому явлению дано название Эффект Мейснера.

 

рис.2

 

При появлении тока в проводнике начинается движение электронов. Магнитные поля электронов взаимно ориентируются и образуют совместное магнитное поле вокруг сверхпроводника. С увеличением тока электрическое и магнитное поле электрона начинает терять свою  ортогональность к поверхности сверхпроводника рис.1б. При дальнейшем увеличении тока взаимная ориентация магнитного поля электронов будет все более усиливаться, и все более будет увеличиваться и проникать в вещество проводника. С увеличением плотности (напряженности) магнитного поля будут создаваться условия для  десублимации магнитного поля и появлению позитронов.

Появление позитронов приведет к аннигиляции электрон-позитронных пар и появлению электромагнитного излучения. Начнется взаимодействие электромагнитного излучения с атомами вещества, их раскачивание и повышение температуры вещества.

Итогом существенного повышения тока станет исчезновение сверхпроводимости.

Необходимо отметить, что появление и исчезновение сверхпроводимости объяснялось с учетом гипотез, изложенных в [1] и [2].

Существующая теория сверхпроводимости оперирует так называемыми куперовскими электронами, между которыми кратковременно возникают силы притяжения. В пограничном слое сверхпроводника скапливаются электроны, которые объективно притягиваются своими электрическими полями, являющимися для электронов «стоками».  Это было показано в [2].

При появлении электрического тока в сверхпроводнике теряется способность левитации магнита над сверхпроводником.

Электрическое сопротивление в нормальном проводнике

В отличие от сверхпроводника  в нормальном проводнике присутствует электрическое сопротивление и электромагнитное излучение.

Чаще всего объяснение электрического сопротивления проводника излагается традиционно, как следствие взаимодействия электронов с узлами кристаллической решетки вещества проводника[4, стр. 335-336]. «… электроны движутся под действием поля с ускорением и приобретают определенную энергию. Эта энергия передается полностью или частично положительным ионам при соударениях и превращается в энергию беспорядочного колебания ионов, т.е. в тепло. Поэтому при наличии тока металлы нагреваются. Точно так же после исчезновения внешнего поля упорядоченное движение электронов вследствие соударений быстро превращается в беспорядочное тепловое движение, и электрический ток прекращается. Таким образом, движение электронов в металлах происходит с трением, которое вызвано соударениями и подобно внутреннему трению в газах. Мы видим, что причина электрического сопротивления заключается в соударениях электронов с положительными ионами решетки металла.

Трение электронов в металлах приводит не только к выделению тепла Джоуля-Ленца, но и к обмену импульсами между электронами проводимости и решеткой металла. Это можно продемонстрировать на опыте, изображенном на рис. 253.

 

рис.3

 

Металлический диск, способный вращаться с малым трением вокруг горизонтальной оси, помещен между полюсами магнита. Диск включен в электрическую цепь, так что в нем имеется ток, идущий между осью и краем диска, погруженным в чашку со ртутью. При наличии тока диск приходит во вращение, направление которого изменяется при перемене направления тока. На электроны, движущиеся в нижней половине диска, действует сила Лоренца (§ 88), направленная перпендикулярно к току и к магнитному полю. Если бы электроны двигались без трения, то сила Лоренца лишь искривляла бы траекторию электронов внутри металла, но диск оставался бы в покое. Вследствие же трения электронов получаемое ими количество движения передается диску и поэтому он приходит во вращение».

Данное объяснение кажется очевидным и понятным, и прежде всего потому, что оно опирается на знакомые для нас понятия со школьной скамьи. Но то, что мы рассматриваем, затрагивает физику микромира и одно это должно нас предостеречь от простого переноса привычного на уровень микромира. Такие термины, как соударение, трение и появляющееся тепло приемлемы в нашей повседневной жизни, но в микромире каждый из этих терминов должен быть препарирован до сути (природы) физического взаимодействия.

В связи с этим не случайно, что в научной среде существуют сомнения и по данному вопросу. В частности, в [5, стр. 164]  рассмотрение сопротивления электрического тока сопровождается следующими словами, -  «В классической (доквантовой) электронной теории предполагалось, что электрон сталкивается со всеми ионами, случайно оказавшимися на его пути. В кристаллической решетке ионы расположены почти вплотную, поэтому длина свободного пробега l (среднее расстояние между двумя соударениями) должна была бы быть порядка постоянной решетки а (а~10-8см). Можно, однако, показать, что тогда сопротивление металла было бы в сотни и тысячи раз больше, чем в действительности. Такое грубое расхождение с экспериментом показывает, что указанное выше предположение классической электронной теории неверно».

Далее в [5, стр. 166,167] говорится, что «Квантовая механика выяснила, что если кристалл абсолютно лишен искажений и его решетка идеально периодична, т.е. все ионы неподвижны и находятся в узлах решетки, то электронная волна, формируясь в этой решетке, «приспосабливается»  к ней и проходит через решетку, как бы «не замечая» ее. Электроны движутся через такую решетку почти также, как через пустое пространство, не изменяя направление движения и ни с чем не сталкиваясь (или, как говорят, не рассеиваясь ни на чем).

Зато любые нарушения периодичности решетки – дефекты, примеси, тепловые колебания – являются причиной рассеяния электронных волн, т.е. изменения направления их движения. Это рассеяние уменьшает ток (уменьшая упорядоченное движение электронов), т.е. вызывает электрическое сопротивление. Повышение температуры, усиливающие тепловые колебания ионов решетки, должно увеличивать сопротивление, что и наблюдается в действительности».

Надо полагать, что «… любые нарушения периодичности решетки – дефекты, примеси, тепловые колебания – являются причиной рассеяния электронных волн, т.е. изменения направления их движения», и как следствие возникновение электромагнитного излучения.

В данной статье при описании сверхпроводимости возникновение электромагнитного излучения при потере сверхпроводимости было объяснено повышением концентрации магнитного поля в потоке электронов, что вызывает десублимацию магнитного поля и появление позитронов. Этому способствовало также и высокая концентрация электронов в поверхностном слое проводника.

При переходе проводника в нормальное состояние электромагнитное излучение  с ростом электрического тока только возрастает. Это означает, что в проводнике с ростом электрического тока усиливается процесс десублимации магнитного поля, а, следовательно, чаще происходит аннигиляция электрон-позитронных пар. Этому способствует упорядоченное движение электронов в проводнике, создающее усиление суммарного магнитного поля.

Таким образом, в проводнике с электрическим током появляется два двигающихся потока элементарных частиц. Эти потоки двигаются навстречу друг другу. Происходит сближение отдельных электронов и позитронов с дальнейшей их аннигиляцией. Из истории Физики известно, что в начале XIX века высказывалось нечто подобное, касающееся положительно и отрицательно заряженных электрических жидкостей.

Необходимо отметить, что аннигиляция вносит свой вклад в электрическое сопротивление за счет снижения электронов. Это означает, что сопротивление в проводнике электрического тока обусловлено, как минимум, двумя факторами:

- соударение электронов с  положительными ионам (узлами кристаллической решетки вещества) проводника;

- аннигиляция отдельных электронов и позитронов.

Словосочетание «соударение электронов с  положительными ионам» пришло в микромир из нашей повседневной жизни. Кажется, что более правильным в данном контексте будет слово «взаимодействие», так как электроны и ионы имеют электрические поля, которые в первую очередь и взаимодействуют. Возможно, что внешнее напряжение в проводнике преодолевает кулоновские силы притяжения или отталкивания, возникающие при чрезмерном приближении электрона к иону. Данный подход автору ближе, так как подобное взаимодействие отражено и в [2].

Предположение о появлении позитронов в проводнике с электрическим током является, по меньшей мере, неожиданным, если не более того. В статье [1] было высказано предположение, что процессы аннигиляции являются единственной первопричиной рождения электромагнитного излучения. Это значит, что в нашей повседневной жизни происходит рождение антивещества и его взаимодействие с веществом. Возможно ли это? Ведь если встать на такую позицию, то любой процесс горения содержит в себе аннигиляцию в качестве компоненты, а это повседневная действительность.

Однако позитрон присутствует при распаде компонент ядер атома [6, стр. 297], и МИР не «перевернулся» от этого, так как есть конкретный факт!

Но ведь на аннигиляцию можно посмотреть и с другой точки зрения. В соответствии с данной гипотезой позитроны возникают при чрезмерной концентрации магнитного поля в проводнике за счет упорядоченного движения электронов. Это означает, что в магнитном поле с напряженностью менее критической величины позитроны не должно появляться, следовательно, не должно появляться электромагнитное излучение ниже определенной плотности тока. Если это не за гранью чувствительности регистрирующих приборов, то это можно проверить! И если существует в проводнике слабый ток не вызывающий электромагнитного излучения, то можно рассматривать это как косвенное подтверждение гипотезы.

Аннигиляцию можно также рассматривать, как стремление ПРИРОДЫ восстановить определенный баланс в веществе. Также можно оценивать процесс горения, как нарушение внутреннего баланса. Ярким свидетельством этому является наше Солнце. Избыток вещества порождает огромные потоки излучения. В этом случае аннигиляция играет роль энергетического регулятора.

С другой стороны, наукой  определен энергетический уровень необходимый для появления позитрона. Может и здесь нет никаких противоречий, но как это доказать?

Если в проводнике с электрическим током возникают еще и позитроны, то это может внести изменения в количественные показатели при бомбардировке электронами металлической мишени в ускорителях, если через мишень пропустить ток. Это конечно приведет к искажению конфигурации электромагнитного поля мишени, что может сказаться на движении бомбардирующих электронов, но попытаться можно.

Если рассуждать далее в рамках высказанной гипотезы, то электромагнитное излучение, возникающее в проводнике с электрическим током, с увеличением тока будет все более влиять на интенсивность движения узлов  кристаллической решетки вещества. Будет происходить повышение температуры проводника.

Из двух ранее упомянутых процессов, причастных к возникновению электрического сопротивления, трудно выделит доминанту на различных этапах увеличения температуры, за исключением первого этапа – потеря сверхпроводимости. На этапе потери сверхпроводимости, очевидно, что в рамках излагаемой гипотезы сначала появилось электромагнитное излучение и только затем повышенная подвижность узлов кристаллической решетки и повышение температуры проводника. Это тоже может служить проверкой данной гипотезы.

При существенном увеличении в проводнике электрического тока электромагнитное излучение может стать видимым. Сначала это будет красный диапазон излучения. При дальнейшем увеличении тока излучение приобретет яркость и станет белым. Это значит, что в спектре излучения имеется вся палитра частот видимого излучения.

Если проводник является нитью накаливания в лампе освещения, то при чрезмерном увеличении тока лампа может перегореть. Это означает, что проводник на отдельном своем участке расплавился, т.е. изменил свое агрегатное состояние. Если проводник поместить на тугоплавкую подложку, то можно, повышая ток, добиться стадии кипения проводника и дальнейшего испарения на поверхностном слое.

Аналогичный эффект (изменение агрегатного состояния вещества) можно получить и при обычной плавильной технологии, повышая температуру подложки над нагревателем, который разогревает подложку за счет теплового излучения. В двух процессах разогрева вещества фактически существуют одинаковые инструменты – электромагнитное излучение и это сближает эти процессы. Но при электрическом разогреве электромагнитное излучение идет из проводника, при плавильной технологии электромагнитное излучение идет с периферии.

 Можно даже предположить, что именно уровень электромагнитного излучения определяет температурное состояние вещества.

Это означает, что уровень электромагнитного излучения определяет установившуюся температуру вещества. Тогда между уровнем  электромагнитного излучения в данном пространстве и текущей температурой вещества должна быть дифференциальная связь, в которой уровень электромагнитного излучения определяет заданное значение температуры, а дифференциальная взаимосвязь определяет динамику приближения текущей температуры к заданному значению. Дифференциальная взаимосвязь зависит от размера, конфигурации вещества, текущей температуры и вероятно чего-то еще.

В данном контексте уместно сказать о возможной причине скачкообразного изменения (увеличения) теплоемкости проводника при переходе в сверхпроводимость. Становясь в состоянии сверхпроводимости диамагнетиком, вещество меньше проницаемо для электромагнитного излучения. Если действительно изменение температуры вещества связано с фоном электромагнитного излучения, то это означает, что для сверхпроводника требуется в определенном температурном диапазоне (состояние сверхпроводимости) больший фон электромагнитного излучения для повышения температуры на заданное значение.

В природе встречаются проводники, агрегатное состояние которых соответствует плазме. Это электрические молнии, Вольтова дуга. Для Вольтовой дуги характерно, что этот проводник «… электрически нейтрален. В любом его сечении находится одинаковое количество заряженных частиц противоположных знаков. Падение напряжения в столбе дуги пропорционально его длине» [7]. Вольтову дугу можно условно охарактеризовать, как «обнаженный проводник», внутренность которого наполнена электромагнитным излучением рис. 3 (позаимствован из [8]). Обилие электромагнитного излучения свидетельствует о существенной роли этого излучения в  данном процессе. Хорошо известно, что невозможна аннигиляция между электроном и ионом и нагрев дуги более 5000 K с обильным электромагнитным излучением сложно объяснить словом «ионизация» и потерей электрического сопротивления в дуге. Поэтому, вполне вероятно, что в плазме рождаются позитроны.

 

рис.4

 

Эффект Комптона и фотоэлектрический эффект

В контексте данной статьи целесообразно рассмотреть эти эффекты в преломлении гипотезы, изложенной в данной статье и в статье [1].

Эффект Комптона.

Известно, что от проводника, по которому течет ток, исходит электромагнитное излучение. Если изложенная гипотеза, касающаяся природы возникновения электромагнитного излучения в проводнике с электрическим током, справедлива, то необходимо ответить на вопрос, касательно спектра электромагнитного излучения, охватывающего достаточно широкий диапазон частот. Хотя в эффекте Комптона рассматривалось только рентгеновское излучение, имеются основания распространить этот эффект и на всё электромагнитное излучение.

Эффект Комптона в привычном для многих изложении свидетельствует [9, стр. 25], что при облучении исследуемого тела узким пучком монохроматического рентгеновского излучения с длиной волны λ0, создается отраженное от тела рассеянное излучение, имеющее отличную от первоначальной спектральную характеристику. Оказалось, что в рассеянном излучении, наряду с исходной длиной волны λ0  появляется и смещенная в сторону увеличения длины волны  λ1 новая доминирующая гармоника. Важной особенностью рассеянного излучения является то, что комптоновское смещение λ1 - λ0 для исследованных веществ не зависит от состава рассеивающего тела и длины падающей волны  λ0. Оно зависит только от угла рассеивания. Чем больше угол рассеивания, тем в большей степени доминировала в отраженном спектре гармоника с длиной волны λ1. Строгости ради, необходимо уточнить, что в спектре рассеянного излучения присутствовали и промежуточные гармоники, отражающие преимущественно непрерывность спектра.

Обосновывая это математически, Комптон связал это явление с взаимодействием (столкновением) фотона облучения с электроном.

Аналогичный результат, с качественной точки зрения, можно получить от взаимодействия монохромного потока электромагнитного излучения с электромагнитным полем любой частицы исследуемого тела. Понятно, что отражение является фактом физического воздействия.

Руководствуясь моделью электромагнитного излучения, описанного в [1] можно обосновать физическую природу эффекта Комптона. В рамках данной модели квант электромагнитного излучения представляет из себя сгусток частиц электромагнитного поля ядра атома, объединенные попарно и вращающиеся друг относительно друга в плоскости перпендикулярной направлению движения. Объединенные попарно частицы электромагнитного поля являются античастицами по отношению друг к другу. Средняя частота взаимного вращения этих частиц определяет частоту кванта. Таким образом, квант электромагнитного излучения имеет частоту, соответствующую доминантной частоте сгустка частиц входящих в него.

При физическом взаимодействии фотона с длинной волны λ0 с электромагнитным полем исследуемого тела происходит:

- замедление вращения частиц кванта электромагнитного излучения;

- отражение частиц кванта от более плотной среды.

В зависимости от ракурса взаимодействия фотона с длиной волны λ0 с электромагнитным полем частицы (электрона или иона) исследуемого тела, определяется средний угол рассеивания и спектр частиц отраженного фотона, изменивших частоту взаимного вращения. В данном случае частицы в отраженном фотоне будут только терять частоту взаимного вращения. Очевидно, что чем более «лобовое» взаимодействие, тем больше искажение у отраженного фотона и тем больше угол рассеивания.

Из этого следует, что электромагнитный поток  излучения при взаимодействии со структурой вещества приобретает расширенный спектр излучения преимущественно в сторону уменьшения частоты.

Таким образом, фотоны при многократном взаимодействии со структурой вещества на выходе из него содержат широкую палитру гармоник.

 Это наблюдается и для проводника с электрическим током!

Фотоэлектрический эффект.

Сущность явления, обнаруженное Герцем в 1887 г., состоит в том, что при освещении ультрафиолетовыми лучами отрицательно заряженного металлического тела оно теряло отрицательный заряд. Дальнейшее изложение будет касаться исключительно внешнего фотоэффекта (используется краткое название) при котором электроны освобождаются электромагнитным излучением из поверхностного слоя вещества и переходят в другую среду, причем необходимым условием фотоэффекта является заметное поглощение используемого света в поверхностном слое освещаемого тела. Необходимо отметить, что фотоэффект для отдельных металлов присутствует вплоть до инфракрасного излучения.

Существующее объяснение фотоэффекта связано с непосредственным взаимодействием фотона излучения и электрона в поверхностном слое вещества. Автором статьи поддерживается взаимодействие частиц не в буквальном смысле, как два бильярдных шара, а влияние друг на друга через электромагнитное поле.

Фотоэлектрическому эффекту характерны следующие особенности [9, стр. 12]:

число фотоэлектронов, вырываемых за 1 секунду с поверхности катода, пропорционально интенсивности света, падающее на это вещество;

- кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а зависит линейно от его частоты;

- красная граница фотоэффекта зависит только от рода вещества катода;

- фотоэффект практически безинерционен, так как с момента облучения металла светом до вылета электронов проходит время » 10-9 с.

Если руководствоваться представлением электромагнитного излучения, подробно описанного в статье [1] и ранее в эффекте Комптона то все перечисленные особенности фотоэффекта находят свое объяснение.

Обладая интенсивным вращением, частицы фотона излучения, соприкасаясь на поверхности катода с электромагнитным полем ядра атома, искажают электромагнитное поле ядра атома, «выбрасывая» частично это за геометрические границы катода. Таким образом, размеры внутреннего электромагнитного поля катода увеличиваются на некоторую величину. Чем больше частота фотона излучения, тем больше величина увеличения внутреннего электромагнитного поля катода и тем большее количество электронов высвободится из катода и с большей скоростью, так как будет в большей степени деформирован энергетический барьер, сдерживающий выход электрона за границы катода. Деформация энергетического барьера зависит от частоты фотона излучения и физических свойств вещества катода, поэтому у каждого вещества имеется красная граница фотоэффекта – минимальная частота фотона излучения, способного высвободить фотоэлектрон. Описанный физический механизм практически не имеет инерции, так как определяется скоростью электрона в веществе, а индивидуальная скорость электрона может быть очень большой.

Без внешнего электрического поля энергетическим барьером катода будут кулоновские силы притяжения между электроном, вышедшим за геометрические границы катода и ионами вещества. В этом случае геометрические размеры внутреннего электромагнитного поля уменьшатся, но будут больше геометрических размеров катода.

Данные рассуждения понадобятся ниже.

Электрический фотоэффект и сверхпроводимость

В предыдущем разделе был рассмотрен электрический фотоэффект. В контексте данной статьи это явление, как и сверхпроводимость, можно рассматривать с точки зрения влияния уровня электромагнитного излучения на электрическую проводимость проводника.

В случае сверхпроводимости присутствует минимальный уровень электромагнитного излучения, пронизывающий проводник. В нормальных и привычных для нас условиях уровень  электромагнитного излучения можно считать некой средней величиной. В случае фотоэффекта уровень электромагнитного излучения может существенно превышать эту условную среднюю величину. Все эти три состояния показывают, насколько существенно влияет на физические параметры вещества уровень  электромагнитного излучения.

Если принять ранее высказанное объяснение фотоэффекта, то следует обратить внимание на увеличение электромагнитного поля катода (проводника), выходящее за геометрические размеры вещества. Таким образом,  создается нечто вроде двухслойного проводника электрического тока. Один слой в рамках геометрических размеров и второй слой над границей проводника. Причем, оба эти слоя являются электропроводящими. Только у слоя над границей проводника отсутствует кристаллическая решетка вещества.

В связи с этим, по аналогии со сверхпроводимостью, можно предположить, что оба эти слоя имеют разные характеристики электропроводности. Чисто умозрительно это так должно быть. Отсутствие кристаллической решетки объективно должно существенно уменьшать электрическое сопротивление проводника за счет второго слоя над геометрической границей проводника.

В слое над границей проводника будет несравненно меньше электронов, но они будут обладать большей подвижностью, особенно если подать на проводник электрическое напряжение. Если мысленно промоделировать этот процесс, то подвижные электроны в слое над границей проводника создадут большее магнитное поле по сравнению с соседними электронами, которые движутся сквозь кристаллическую решетку на границе проводника. Это неизбежно заставит некоторые «медленные» электроны в проводнике переходить в «поверхностный» слой, пока кулоновские силы не уравновесят силы притяжения магнитных полей.

Все это можно рассматривать, как предпосылки к созданию проводников, обладающих повышенной электропроводимостью при нормальной температуре в окружающем пространстве. Хотя температура на границе проводника будет существенно выше. Да и сам проводник потребует сложной конструкции, в которой необходимо соединить источник электромагнитного излучения, сам проводник и его охлаждение. Возможно, потребуется специальные условия над границей проводника (газ, давление).

Если это реально, то конструктивные особенности, безусловно, преодолимы.

Броуновское движение

Броуновское движение было открыто в 1828 году английским ботаником Робертом Броуном. С тех пор оно досконально изучено и как будто бы не нуждается в каких-либо дополнениях.

Целесообразно напомнить, что броуновское движение – беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием ударов молекул окружающей среды. Указанное беспорядочное движение зависит от температуры. С увеличением температуры броуновское движение активизируется.

В одном из предыдущих разделах было высказано предположение, что установившаяся температура вещества определяется энергетическим уровнем и структурой спектра электромагнитного излучения, пронизывающего данное вещество. Это означает, что движение молекул вещества является производной от электромагнитного потока излучения. В отсутствии внешнего электромагнитного потока движение молекул в абсолютно изолированном пространстве постепенно прекратиться и температура будет приближаться к абсолютному нулю (если внутреннее излучение свободно выходит из этого пространства).

Таким образом, первопричиной броуновского движения может быть электромагнитный поток излучения, пронизывающий данное пространство и, воздействуя на атомы и молекулы, приводит их в движение. Такое воздействие подобно вибратору, использующему целую палитру частот.

В [10] был продемонстрирован характер взаимодействия осциллятора и структурированного волнового воздействия, представленного в виде ряда Фурье. В результате этих моделирований вскрылись закономерности, наблюдаемые в спектроскопии (спектры поглощения и излучения). Аналогичные спектры рождаются от раскаленного проводника вследствие воздействия внутреннего электромагнитного потока  излучения. Это коррелирует с тем, что любое живое существо подвержено влиянию электромагнитного потока излучения, который «расшатывает» его молекулярную структуру.

Последствия этого влияния зависит от энергии  электромагнитного потока излучения.

Броуновское движение и биологический аспект этого явления

Влияние электромагнитного излучения на живые организмы достаточно изучено в XX веке в связи с открытием рентгеновских лучей, появлением мощных радиолокационных станций и с активным освоением всевозможных радиоактивных излучений естественного и техногенного характера.

Все перечисленное является электромагнитным излучением, которое в больших дозах является угрозой для жизни. Если исключить техногенные источники излучения, то останется естественный радиационный фон, при котором все живое развивалось на Земле на протяжении многих и многих лет. Этот фон стал благодатной средой для жизнедеятельности человека, животных, растений. Естественный радиационный фон включает в себя космическое излучение и изотопы земной коры.

Вместе с техническим прогрессом пришли и искусственные источники электромагнитных полей: радиолокационные, радио- и телепередающие станции, электростанции и трансформаторные подстанции, энергосиловые установки, воздушные линии электропередачи, наконец, телеприёмники, СВЧ-печи, радиотелефоны, компьютеры, широко разветвлённые электрические, в том числе кабельные сети и др. Напряжённость техногенных электромагнитных полей на значительных территориях на 2…5 порядков превышает естественный радиационный фон населённой местности – по крайней мере, в отдельных областях радиоволнового диапазона.

С этим приходится мириться и принимать как неизбежность, повлиявшую на единый радиационный фон (ЕРФ).

В данном случае будет рассмотрено использовании ЕРФ, охватывающего всю палитру электромагнитного излучения. В [11] автором был предложен способ улучшения кровообращения в конечностях (руки и ноги) за счет усиления ЕРФ.

Ощущение холода в ногах и руках означает недостаточный кровоток, который приносит с собой тепло нашего тела. Это происходит часто с возрастом, как и в моем случае. Если это не связано с сердцем, то наиболее вероятно причина в сосудах, которые необходимо «чистить» либо разжижать кровь.

Самое доступное и наиболее популярное средство для разжижения крови – часть таблетки аспирина перед сном (рекомендация врача). Не помогло! Принимать химию в больших дозах посчитал для себя опасным.

При написании статьи [11] пришла мысль усилить влияние фонового электромагнитного излучения на организм. В этом случае усиленное фоновое электромагнитное излучение будет больше влиять на атомы и молекулы, которые в свою очередь повысят интенсивность влияния на динамику компонентов крови. Получается своеобразный вибратор, усиливающий активность компонентов крови и возможных жировых отложений в сосудах. Все это приводит к механическому «взбалтыванию» крови.

Так как  фоновое электромагнитное излучение в большей степени приходит не со стороны поверхности Земли, то необходимо установить отражающий экран между телом человека и полом. В этом случае от экрана будет отражаться  фоновый поток электромагнитного излучения, и направляться частично на нужный участок тела.

В качестве отражающего экрана можно использовать обычный гравий речной или гранитную крошку, например фракции 5-20. Для себя использую речной гравий, имеющий радиационный фон 15 мкР/ч., что соответствует фону среды проживания.

Чтобы убедиться в действенности метода целесообразно заинтересованным людям первоначально это проверить. Для этого можно в помещении положить на пол 1-2 кг сухого гравия (полиэтилен в качестве упаковочного материала не использовать), сесть рядом и поставить на гравий ноги без обуви. Через промежуток времени от15 до 30 минут в ногах появится ощущение тепла.

Это свидетельствует о том, что предложенный метод «работает», а воздействие этого метода на организм  не столь радикальное. Раньше в санаториях культивировалась идея посыпать прогулочные дорожки гравием. Объяснялось это тренировкой голеностопов. Положительный эффект этой процедуры присутствовал, и одновременно с тренировкой голеностопов, в конечностях организма происходило механическое разжижение крови, что усиливало этот эффект. Это тот случай, когда одна процедура положительно влияет на организм двумя разными способами.

Вспомним долгожителей Кавказа. Их жизнь протекает в буквальном смысле на камнях и на них воздействует усиленное фоновое электромагнитное излучение круглосуточно. Однако, увеличение продолжительности жизни на Кавказе связывают исключительно с экологией, что по мнению автора статьи не совсем правильно.

Помимо естественного фона электромагнитного излучения на поверхности Земли имеются места с аномальным уровнем электромагнитного излучения. В этих местах земная поверхность содержит повышенную концентрацию радиоактивных элементов. Убежден, что и это влияние может быть благотворным при разумном сочетании уровня и спектра излучения. А то, что влияние есть, подтверждает повышенный рост и урожай растений, грибов в подобных местах. Во всем нужна мера.

Факторов, которые влияют на продолжительность жизни, очень много, и выделять что-то отдельно очень трудно. Более того, тот недуг, о котором здесь упоминается, может быть просто причиной образа жизни. Хорошо жить гармонично, но не всегда это удается и чаще всего потому, что гармония жизни не является предметом познания для многих из нас. Это не является, чаще всего, нашей доминантой.

Если убедились, что метод работает и есть желание продолжить данную процедуру, то предназначенный для данной процедуры гравий необходимо расположить в жилом помещении таким образом, чтобы, не ухудшив интерьер, он был пространственно близок.

  После нескольких итерационных вариантов, мной было принято решение расположить гравий (~10кг.) в тканевой упаковке на полу под диваном, который используется для сна. Таким образом, был соединен сон и профилактическое воздействие.

С тех пор недуг практически исчез. Иногда кажется, что гравий перестает «работать», но проходит некоторое время и эффект начинает проявляться. Вероятно, это происходит из-за нестабильности ЕРФ.

В заключении необходимо честно сказать об отношении людей к данному методу. Рассказывал многим знакомым, слушали с интересом, но не знаю, ни одного случая, когда кто-то воспользовался этим. Вероятно, это неверие и тактичное кивание головой, либо стереотип поведения – «здоровье можно купит в аптеке» или просто лень.

За один год применения данного метода:

- упомянутый ранее недуг перестал себя проявлять (сразу);

- стал высыпаться за меньшее время;

- прошло чувство физической подавленности (усталости);

- не принимаю химию.

Заключение

Может показаться, что некоторые разделы данной статьи не связаны друг с другом и даже являются лишними. Однако связующим фактором этих разделов является электромагнитное излучение, которое в буквальном смысле пронизывает всю нашу действительность. Соединить эти разделы в одной статье – сознательный шаг. Объяснение  отдельного явления, вырванного из многообразия природного контекста, всегда менее убедительно. Поэтому была рассмотрена более широкая палитра явлений.

Кроме этого, автор счел целесообразным объединить в данной статье, не только научный интерес, но и интерес каждого из нас, имеющего возможные медицинские проблемы.

Что касается сверхпроводимости и нормальной электропроводности, то для автора эта тема удивительным образом соединила многое, что было отражено в предыдущих статьях. Это в какой-то степени оправдывает собственную картину МИРА.

Библиографический список:

1. Утешев И.П. Природа электромагнитного излучения (гипотеза) [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. 2017. URL: http:// http://sci-article.ru/stat.php?i=1501704563 (дата обращения 01.09.2017).
2. Утешев И.П. Нуклоны как частицы преобразования материи [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. 2017. URL: http://sci-article.ru/stat.php?i=1488225892 (дата обращения 23.07.2017).
3. Википедия/Свободная энциклопедия/ Сверхпроводимость [Электронный ресурс].- Режим доступа:URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 01.09.2017).
4. Калашников С. Г. Электричество: Учебн. пособие. — 6-е изд.,стереот. — М.: Физматлит, 2003. - 624 с.
5. Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм.- 2-е изд. – Долгопрудный: Интеллект, 2008. – 374 с.
6. Корнюшкин Ю.Д. Основы современной физики (квантовая механика, физика атомов и молекул, физика твердого тела, ядерная физика). / Учебное пособие./Ю.Д. Корнюшкин - СПб: СПбГУ ИТМО, 2005.-326 с.
7. Википедия/Свободная энциклопедия/ Электрическая дуга [Электронный ресурс].- Режим доступа:URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 01.09.2017).
8. Azbuka Metalla/Вольтова дуга [Электронный ресурс].- Режим доступа:URL: http://azbukametalla.ru/entsiklopediya/v/voltova-duga.html / (дата обращения 01.09.2017).
9. Сивухин Д.В. Общий курс физики. – 6-еизд, стереот. Том 5.1 - М.: Физматлит, 2014. - 416 с.
10. Утешев И.П. Естественные концентраторы волновой энергии (гипотеза). //Электронный периодический рецензируемый научный журнал. «Sci-article.ru». – 2016. –№ 30 (февраль). – С. 48 – 62.
11. Утешев И.П. Мегалиты как климатические регуляторы [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. 2017. URL: http://sci-article.ru/stat.php?i=1474094898 (дата обращения 30.07.2017).




Рецензии:

7.10.2017, 1:25 Манин Константин Владимирович
Рецензия: Уважаемый Игорь Петрович! Оставляя в стороне размышления о сверхпроводниках и проводниках позвольте сделать ряд замечаний: 1. Что такое К? Если это градусы Кельвина (°К), то фраза о низкой температуре не верна, так как даже к 0°С мы должны прибавить 273,15°, а это уже не низкая температура!!!! 40°С = 313,15°К!!!!! 2. Пояснить понятие "фонового ЭМИ", так как в Вашем случае, если это рентген, правильно говорить о ЕРФ! Единый Радиационный Фон! 3. В статье не упомянута " багдадская батарейка" 250 г. до н.э. - 640 г. н.э. При устранении замечаний статья может быть рекомендована к публикации. С уважением Манин К.В.

09.10.2017 14:14 Ответ на рецензию автора Утешев Игорь Петрович:
Уважаемый Константин Владимирович! Благодарю Вас за внимание к статье. 1. Что касается обозначения температуры по Кельвину, то благодаря Вашему замечанию узнал, что в 1967 году утвердили обозначение температуры в Кельвинах «К» (писал интуитивно). До этого обозначение было (°К). Спасибо! 2. Приятно, что Вы акцентировали мое внимание к «багдадской батарейке». В этом факте очень много грусти и сожаления. Чей-то пытливый ум догадался в доисторическое время создать ЧУДО и как история несправедливо с этим обошлась. Я дополнил «Введение» этим фактом. 3. Замечание важное! Пришлось частично переписать раздел. Надеюсь, что получились более четкие формулировки. Здоровье Вам! Утешев И.П.

10.10.2017, 11:02 Манин Константин Владимирович
Рецензия: Уважаемый Игорь Петрович! Статья рекомендуется к публикации в журнале. С уважением Манин К.В.



Комментарии пользователей:

10.10.2017, 17:12 Утешев Игорь Петрович
Отзыв: Уважаемый Константин Владимирович! Благодарю Вас за принятое решение. Я долго этого ждал!!! Для меня это очень важно! Здоровье Вам! Утешев И.П.


Оставить комментарий


 
 

Вверх