Серия: МОИ ОТКРЫТИЯ СТАТЬЯ № 1
К читателю
. Читатель занятой "пошел" - чуть что не так, тотчас шарахается в сторону -лько его и видели! Спрашивается, для кого я вознамерился писать? Вот то-то и оно!
Однако, к делу! Хочу уведомить читателя, если я пишу "МОИ ОТКРЫТИЯ", то речь будет идти именно об открытии (неизвестном ранее явлении) и обнаруженном лично мною. Если хотите - открытым мною. Никакого плагиата и заимствования чужих идей не будет в статьях.
Стиль изложения таков. Сначала - суть открытия, далее, его место на постоянно растущем и ветвистом древе истории научного поиска. В финальной части будут обсуждаться интересные факты и заблуждения (если таковые существуют), относящиеся к теме открытия. Это относится ко всем последующим статьям.
Суть открытия
Любой электрический заряд (Ze), движущийся прямолинейно в свободном пространстве со скоростью V, генерирует мгновенный магнитный поток Ф, точная величина которого определяется следующим выражением:
Остановимся подробнее на содержании параметров формулы.
Как понимать фразу "мгновенный магнитный поток"? Наблюдатель может измерить магнитный поток движущегося заряда в тот момент времени, когда он проходит мимо наблюдателя. С удалением заряда магнитный поток для наблюдателя исчезает.
Ze - электрический заряд движущейся частицы. Здесь Z = 1,2,3... является зарядовым числом, указывающим сколько элементарных зарядов "е" имеет движущаяся частица. Понятно, число Z используется только для ионов атомов с различной степенью ионизации. Протон и электрон (элементарные частицы) имеют Z=1.
Данная формула справедлива для "прямолинейного" движения заряда. При движении заряда, например, по окружности формула для расчета магнитного потока "Ф" имеет другой вид. Эта проблема будет обсуждаться через несколько статей.
Упоминаемое "движение в свободном пространстве" означает, что абсолютные магнитные и диэлектрические проницаемости этого пространства строго равны единице.
* Обратить внимание! Формула магнитного потока Ф записана для параметров в системе единиц"Си".
Особенности магнитного потока движущейся частицы.
Магнитный поток возбуждается в окружающем пространстве вокруг движущейся заряженной частицы. Рассматриваемый магнитный поток как бы "приклеен" к движущейся частице и "бежит" вместе с ней. При наличии рядом проводников, в них будет возбуждаться электрическое поле, которое вызовет "импульс обратного тока" при пролете заряженной частицы
Сопровождающий движущуюся заряженную частицу магнитный поток должен иметь форму эллипсоида, вытянутого вдоль направления движения частицы. Сама частица занимает место в геометрическом центре эллипсоида. По сути, движущаяся заряженная частица сопровождается магнитным "солитоном". Солитон - уединенная (одиночная) бегущая волна. Например, волна "девятый вал" при шторме в океане.
Направление силовых линий магнитной индукции в эллипсоиде такое же, как и у линейного проводника с током, Они представляют собой замкнутые концентрические линии (окружности), центры которых лежат на линии движения частицы. Плоскость концентрических силовых линий магнитного поля перпендикулярна направлению движения частицы. Максимальная индукция магнитного поля в эллипсоиде расположена вблизи самой частицы. В направлении к передней и задней границ эллипсоида (от частицы) она снижается до нуля
Расчет за одну минуту
Расчет магнитного потока, генерируемого электроном, движущимся, например, со скоростью V=100 000 000 м/с, занимает всего одну минуту. Численно искомый магнитный поток "Ф" равен:
Ф= 5,033385881.10^(-18) Вс.
Расчет за минуту возможен, если Вы пользуетесь калькулятором для инженерных или научных вычислений. Вам не нужно отвлекаться на поиски величин элементарного заряда "е" и магнитной постоянной (мю ноль), они (и другие константы) находятся в памяти калькулятора.
Немного истории
Расчеты традиционными методами (решение уравнений Максвелла для одиночного движущегося заряда или, Боже упаси!.. использовать метод Био-Савара-Лапласа) даже для опытнейших программистов с учетом составления программы расчетов потребует несколько месяцев. А точность расчетов не гарантирована. Сколько будет программистов, столько и будет ответов.
Сейчас, когда известен ответ, программисты могут отладить свои программы и вычислять что-то близкое к результату, выдаваемого указанной выше формулой. Что позволит одновременно проверить применимость уравнений Максвелла к вычислению магнитного потока одиночной движущейся частицы.
Интересно отметить, что пример составления методики расчета, когда заранее известен ответ, подали Гейзенберг и Шредингер. По известным спектрам излучения атомов они создали математические методики для теоретического расчета этих самых, уже известных спектров атомов. Сейчас мы эти методики знаем как "квантовые механики" указанных авторов.
И главный недостаток таких методик в том, что неизвестные на тот момент (после 1927 г.) спектры излучения квантовая механика Шредингера рассчитывать не в состоянии. (От квантовой механики Гейзенберга физики отказались вначале 1927 года из-за чрезмерной сложности вычислений).
Возможности экспериментальной проверки
В принципе, в физике много существует объектов, исследовать которые чрезвычайно трудно, например: неуловимые нейтрино, ненаблюдаемые кварки, смешанное состояние кубитов в квантовых компьютерах, запутанность фотонов и др. К счастью, магнитный поток Ф, генерируемый движущимся зарядом, не относится к их числу.
Для исследования величины этого потока "Ф" можно использовать существующее производственное оборудование, например, электронно-лучевые пушки. В таких пушках регулируется скорость и число электронов в луче. В исследовательских кадрах также проблем нет. Исследование могут вести студенты-дипломники и аспиранты.
Что исследовать?
Первое, изучение электромагнитной индукции лучевых потоков зарядов, обратных токов в окружающих проходящий поток электронов проводниках, в том числе и в сверхпроводящих материалах. Обратные токи возникают в замедляющих системах в приборах СВЧ (сверхвысокочастотные генераторы), в плазменных устройствах. Формула для расчета "Ф" дает возможность проведения количественных расчетов обратных токов, с целью повышения эффективности указанных процессов и приборов СВЧ.
Второе, столкновения высокоэнергетических частиц, с учетом генерируемых ими магнитных потоков, должны заметно отличаться друг от друга, например, во встречные столкновения частиц с одинаковым зарядом (+,+), и с противоположными зарядами (+,-). Эти и другие исследования можно вести по существующим архивным фотографиям столкновений частиц, без затрат средств на проведение экспериментов.
В перспективе
Интересно было бы исследовать излучение рентгеновских трубок, которое должно состоять из двух видов квантов. Наиболее многочисленные кванты должны быть генерированы магнитными потоками электронов при столкновении электронов с анодом рентгеновской трубки.
Вторая, более малочисленная группа квантов генерируется за счет кулоновских "всплесков" потенциала при соударении ускоренных электронов со стенкой анода рентгеновской трубки. Малочисленность "кулоновских" квантов связана с тем фактом, что большая доля кинетической энергии ускоренных электронов превращается в тепло.
Третье, использование обсуждаемой формулы магнитного потока заряженных частиц для анализа "шумовых" спектров в проводниках с электрическим током может выявить точную картину распределения носителей заряда в проводниках по скоростям. А также установить ряд других закономерностей этого явления в проводниках без тока.
Очевидно, дальнейшие исследования открытого магнитного потока "Ф", "сопровождающего" движущиеся элементарные заряженные частицы, величина которого определяется только скоростью движения частицы (см. показанную выше формулу), приведут к обнаружению других неизвестных явлений. Появляется целое "море"возможностей для исследований многих, до конца неизученных явлений. Некоторые из них только что упоминались.
О другом важном "сопутствующем" открытии поговорим в следующей статье.
В завершение представляю ссылку на более раннюю свою работу
Продолжение следует...
