Если Вы не боитесь частных производных по осям координат и полных производных по времени, берите уравнения Максвелла и идеи, высказанные в этих статьях, облекайте их в форму, удобную для защиты диссертаций и двигайте науку вперед. Только помните: математика – это такой же инструмент, позволяющий донести энергию Вашей мысли до всех желающих, как свет, используемый природой, чтобы перенести энергию из точки, где ее много, в другие точки пространства, где энергии меньше.
Это уже третья статья об удивительных и простых свойствах колебательного контура. В статье «Колебательный контур. Первый шаг к уравнениям Максвелла» была разобрана по шагам работа колебательного контура. За ней вышла статья «Колебательный контур. Шаг в вакуум» где рассмотрена основная идея Максвелла о взаимозависимости напряженностей магнитного и электрического полей.
Динамическую модель контура можно посмотреть здесь.
Предыдущая статья оканчивалась тем, что в случае искривления силовых линий электрического поля, по которым происходит повышение напряженности этого поля, концентрация силовых линий магнитного поля внутри изгиба выше чем наружи. Эта область обведена на рисунке желтым кружком.
Из законов электромагнитной индукции известно, что возрастающая напряженность магнитного поля порождает новое электрическое поле, направленное встречно по отношению к полю, его породившему. Поэтому можно обвести желтый кружок более яркой линией и дать ему направление, встречно черной стрелке. Это и будет электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции.
Величина этой ЭДС будет точно равна той, которая её породила, в результате силовая линия электрического поля будет ВЫПРЯМЛЕНА так, чтобы со всех сторон её окружало равномерное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны силовой линии электрического поля, но не пересекают, а охватывают электрическое поле, как гофрированная трубка.
Теперь мы знаем, что изменяющееся во времени электрическое поле под контролем индуцированного магнитного поля может расширяться в пространстве только по прямым линиям. Мы также выяснили, что площадь выпуклой фигуры снаружи больше, чем изнутри. Значит концентрация силовых линий снаружи меньше, чем внутри. Природа всегда стремится к равновесию, поэтому напряженность электрического поля будет направлена от точечного источника за пределы сферы или другой выпуклой фигуры эквипотенциальной поверхности.
Перейдем к процессу отрыва кусочка электромагнитной энергии от поверхности нашего шарика. Напомню, что шарик подключен к генератору электрического напряжения синусоидальной формы, поэтому график электрического потенциала поверхности шарика имеет форму синусоиды. Здесь самое время вспомнить о частных производных по осям координат. Направим ось Х нашей системы перпендикулярно плоскости, касательной к шарику в точке А. Тогда мгновенное распределение напряженности электрического поля будет соответствовать частной производной электрической напряженности по координате Х. То же самое можно сказать и по другим осям координат, но поскольку все точки поверхности шарика, соседствующие с точкой А, тоже действуют, их перпендикулярные воздействия по осям Y и Z компенсируют друг друга.
Теперь нужно вспомнить о полном дифференциале электрической напряженности по времени. Ведь генератор вырабатывает синусоидальные колебания напряжения и именно так изменяется потенциал поверхности шарика.
Если электрический потенциал точки А пространства растет, то возникает электродвижущая сила, стремящаяся поднять потенциал соседней точки Б. Изменение потенциала точки Б равносильно току из А в Б, и вызывает появление кольца магнитного поля, сдерживающего рост этого потенциала. Так можно объяснить задержку распространения электрического поля в окружающее пространство.
Потенциал точки А, связанной с генератором, достигает максимума и начинает снижаться, а потенциал точки Б растет с задержкой. В какой-то момент они выравниваются и перепад потенциалов меняет знак. Однако магнитное поле, охватывающее отрезок А-Б, по-прежнему переводит напряженность электрического поля из А в Б, до тех пор, пока энергия магнитного поля не иссякнет. Очень похоже на колебательный контур, не правда ли?
Теперь мы имеем снижающийся к отрицательному минимуму потенциал в точке А и достаточно высокую напряженность в точке Б. Начинается перетекание напряженности из Б в А, но тут же возникает магнитное поле, препятствующее такому перетеканию. Оно, конечно, только притормаживает процесс перетекания электрической напряженности от высокого потенциала к низкому, но времени существования локальной напряженности электрополя в вакууме достаточно для возникновения нового процесса перетекания электрической напряженности из точки Б в точку В. Появляется еще одна пара электрической и магнитной напряженностей, откачивающая часть энергии из точки Б в точку В. Поэтому к источнику в точку А уже не вернется вся та энергия, что была накачана в вакуум в первом цикле.
На следующем цикле повторится тот же процесс с компенсацией энергии от генератора и в точках Б и В уже будет достаточно высокая напряженность, чтобы создать еще один переход в точку Г. В силу «выпрямительных» свойств магнитного поля и в связи с тем, что за пределами эквипотенциальной поверхности напряженность электрического поля ниже чем внутри, точки А, Б, В и далее будут лежать на одной прямой, а циклы повышения и понижения напряженностей электрических полей будут относить энергию от источника все дальше и дальше. Полезно вспомнить интегральные формы уравнений Максвелла по объему, содержащему электрический заряд и по контурам, охватывающим часть эквипотенциальной поверхности, только надо учесть, что потенциал заряда изменяется во времени, поэтому интегральные формы действительны только на мгновения их расчета.
Если представить взаимно перпендикулярные векторы напряженности E и H вращающимися вокруг оси X или вокруг оси времени, то проекции этих векторов на оси напряженностей будут иметь синусоидальный характер. Как это выглядит, можно посмотреть здесь.
Процесс происходит так, как будто бы собрана цепь из огромного числа взаимосвязанных колебательных контуров, и энергия от источника постепенно перекачивается от источника в конец этой цепи. Длину цепи ограничивает только появление на пути вещества, отличного от вакуума, которое может преобразовать энергию из электромагнитного в другой вид.
Из сказанного можно сделать вывод, что скорость света, которую мы можем определить по результатам достижения световых волн до наших светоприемников, это скорость наполнения энергией длинного канала последовательной передачи энергии через вакуум. А вот скорость протекания процессов внутри канала передачи обуславливается электрической и магнитной проницаемостью вакуума. Впрочем, это даже не гипотеза, а «пустопорожнее» предположение. Надеюсь, что кому-то из физиков понравятся мои идеи и он облачит их в стройные формулы и надежные расчеты.
Дальнейшее развитие темы затруднено из-за обширности средств, предложенных природой для преобразования и использования световых колебаний.
Спасибо, что дочитали до конца.