Простейшая модель излучателя – это диполь, момент которого изменяется по гармоническому закону. Диполи являются фундаментальной основой электричества и магнетизма. Понимание их природы позволяет создавать полезные устройства и технологии. Давайте разберемся, что представляет собой диполь и почему он так важен. Физическая сущность диполя Диполь - это система из двух равных по величине, но противоположных по знаку точечных зарядов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Основной характеристикой диполя является его дипольный момент - векторная величина, равная произведению заряда на расстояние между зарядами. Различают электрический и магнитный диполи. Электрический диполь состоит из электрических зарядов и создает электрическое поле. Магнитный диполь формируется токами в замкнутых контурах и порождает магнитное поле. Несмотря на различия, электрические и магнитные диполи ведут себя аналогично на больших расстояниях. Диполь - это упрощенная модель для описания свойств реальных объектов, обладающих распределенными зарядами или токами. Молекулы, атомы, планеты, магниты и другие системы могут быть представлены в виде диполей. Электрическое поле диполя определяется его дипольным моментом. Напряженность этого поля падает с расстоянием значительно быстрее, чем поле одиночного заряда: Поле точечного заряда: E ~ 1/R2 Поле диполя: E ~ 1/R3 Такое поведение обусловлено взаимной компенсацией полей положительного и отрицательного зарядов диполя. Чем дальше от диполя, тем сильнее сказывается эта компенсация. На оси, соединяющей заряды диполя, напряженность максимальна. В перпендикулярном направлении она равна нулю. То есть поле диполя сильно зависит от ориентации его оси относительно точки наблюдения. Это важное отличие от сферически симметричного поля одиночного заряда. Силовые линии электрического поля диполя начинаются на положительном заряде и заканчиваются на отрицательном, образуя замкнутые петли. Диполь - это источник специфического электрического поля, существенно зависящего от пространственной ориентации.
Помещенный во внешнее электрическое поле, диполь испытывает вращающий момент сил, стремящийся развернуть его вдоль силовых линий поля. Параллельная и антипараллельная ориентации диполя относительно поля являются положениями равновесия, причем первое устойчиво, а второе нет. В неоднородном поле на диполь действует также вытягивающая сила, стремящаяся переместить его в область с большей напряженностью. Это свойство используется в некоторых типах двигателей и сепараторов частиц. Диполь чутко реагирует на внешние электрические поля, что позволяет управлять его ориентацией и положением с помощью таких полей. Электрическое поле сложной молекулы на больших расстояниях эквивалентно полю простейшего диполя. Это сильно упрощает расчеты в квантовой химии. Диполь, меняющий со временем свой дипольный момент, становится источником переменного электромагнитного поля. Яркий пример - это генератор Герца, испускающий радиоволны. Меняя размер и форму проводников с током, можно создавать разные режимы колебаний дипольного момента. Это позволяет генерировать и принимать электромагнитные волны в широком диапазоне частот - от радио до видимого света. Понимание природы и свойств диполей открывает множество полезных применений в науке и технике: Моделирование молекул и химических реакций Создание различных электротехнических устройств Беспроводная передача энергии Манипуляции микрочастицами в жидкости Потенциал диполей далеко не исчерпан. Новые открытия в этой области могут принести большую пользу человечеству. Помимо вращающего момента, на диполь в неоднородном поле действует вытягивающая сила. Это открывает возможности точного позиционирования и перемещения микрочастиц, обладающих дипольными свойствами. Создавая сложные конфигурации электрических и магнитных полей, можно добиться перемещения частиц по заданным траекториям. Такие манипуляции нашли применение в микрофлюидике, медицине, химии.
Магнитное поле Земли, защищающее нас от солнечного ветра, порождается вращением жидкого электропроводящего ядра. По сути это колоссальный вращающийся магнитный диполь внутри нашей планеты. Беспроводная передача энергии с помощью диполей Квантовые вычисления на основе атомных и молекулярных диполей Новые способы управления химическими реакциями Эксперименты с диполями на стыке физики, химии и инженерии могут принести множество полезных результатов, которые сегодня сложно представить.
Белый свет можно получить смешением красного, оранжевого, жёлтого, зелёного, голубого, синего, фиолетового лучей.
Дух и материя
Следуя даосской традиции, мы будем связывать разделение бытия на духи материю (Шэнь и Цзин) с поляризационными эффектами Прежденебесной энергии ци – ее разделением на яни инь и их последующем объединении в Посленебесную ци.
В даосской картине мира считается, что полярным энергиям ян и инь предшествует неполярная, целостная энергия ци, пребывая в которой, духи материя не отделены друг от друга. Эту энергию называют Прежденебесная Ци.
Считается также, что эта энергия была изначально. Затем она распадается на инь и ян, которые, вступая во взаимодействие, рождают Посленебесную Ци (именно ее обычно имеют в виду, говоря об энергии ци), затем Инь, Яни Ци («Три Чистых») рождают «мириады вещей»[1].
***
Важнейшая особенность Посленебесной Ци – поляризованность: в каждом ее «кванте» присутствуют два полярных состояния – инь и ян. Именно это отличает ее от неполяризованной Прежденебесной Ци, в которой нет полярных состояний (они рождаются в акте Творения Посленебесной Ци).
«Кванты» Посленебесной Ци представляют собой неделимые образования. Оба полюса – инь и ян – не могут существовать изолированно, т.е. один без другого: «внутри» инь есть ян, а «внутри» ян есть инь. Но каждый из полюсов можно рассматривать и обсуждать независимо от другого полюса, см. рис.1. Появление двух полюсов – инь и ян – представляет собой поляризационный эффект: в каждом «кванте» Посленебесной Ци возникает выделенное направление – от инь к ян (или от ян к инь).
Рис. 1. Энергетическая структура Посленебесной Ци. Ее можно воспринимать как результат взаимодействия полярных энергий инь и ян. Вместе они образуют систему с двойной связью. Эту связь можно представить себе в виде двух энергетических потоков; один из них направлен от инь к ян («от материи к духу»), другой направлен от ян к инь («от духа к материи»).
Физической метафорой неделимого «кванта» Посленебесной Ци может служить магнитный диполь, два полюса которого не могут быть друг от друга отделены. Их нельзя рассматривать изолированно – один полюс без учета другого. Примером магнитного диполя в том смысле, который здесь подразумевается, может служить обычный магнит, выполненный в виде прямого стержня. У него есть два полюса: «+» и «–». Если попытаться отделить и изолировать один полюс от другого, т.е. разрезать этот магнит пополам, то мы получим не два отдельных полюса, а два новых магнитных диполя. Таким образом, два противоположных полюса не могут существовать по отдельности (быть отделенными друг от друга).
Следуя этой метафоре, «квант» Посленебесной Ци можно рассматривать как «неделимый диполь», полюсами которого являются инь и ян.
***
Системы, состоящие из подобных объектов, при определенных условиях способны к спонтанной поляризации – появлению выделенного направления. Все диполи (или большая их часть) выстраиваются в одном направлении, т.к. это состояние энергетически более выгодно. Противоположные полюсы двух соседних диполей притягиваются друг к другу, создавая в системе упорядоченность, см. рис. 2. Это явление называется фазовым переходом.
Рис.2. Спонтанное разделение на дух и материю в системе, состоящей из «квантов» Посленебесной Ци. Каждый «квант» представляет собой неделимый диполь (представленный стрелкой), имеющий два полюса: «+» (ян) и «–» (инь).
Результатом таких поляризационных эффектов в системах, состоящих из квантов Посленебесной Ци, является «разделение» на дух и материю.
Категория дух связывается с направлением ян (энергией ян), категория материя связывается с направлением инь (энергией инь). Такое «разделение» сопровождается спонтанным возникновением выделенного направления дух – материя (либо материя – дух) в скоплении «квантов» Посленебесной Ци. Это явление можно трактовать как аналог фазового перехода (см. рис. 2).
Итак, разделение на дух и материю представляет собой глобальный поляризационный эффект, который возникает в результате спонтанного процесса, подобного фазовому переходу. Это разделение создает в пространстве внутренней территории выделенное направление – от материи к духу. Субъективно направление в область духа переживается как направление «снизу вверх» (или «с поверхности в глубину»), другое направление – в область материи – воспринимается как направление «сверху вниз» (или «из глубины – вовне»[2]).
Подчеркнем, что это явление происходит не в физическом трехмерном пространстве, а в безграничном многомерном пространстве внутренней территории, которая заполнена постоянно движущейся энергией.
Условно дух и материю можно рассматривать как независимые инстанции, которые, существуя совместно, непрерывно обмениваются информацией и энергией как показано на рис.1.
Оба понятия – дух и материя – удобно рассматривать в процессах распада внутренней энергии.
[1] В даосском космологическом мифе эта последовательность событий передается следующим текстом: «… одно рождает два, два рождает три, три рождает мириады вещей».
[2] Возможно противоположное субъективное восприятие: направление в область духа – «вовне», в область материи – «внутрь».
Фотообраз(ы) взят(ы) из инфополя. Компиляция. Экспликация.