(2026-04-17)
Аннотация
В статье на основе анализа экспериментов объясняется, что Дж. Дж Томсон ошибочно принял поток катионов (избыточно заряженных атомов), идущих в газоразрядной трубке от анода к катоду, за поток гипотетических «катодных лучей» («электронов»), идущих в трубке от катода к аноду. Томсон ошибочно решил, что сила притяжения и отталкивания электризованных тел зависит от соотношения энергии (находящейся на теле) и массы тела e/m (m/e), тогда как эксперименты достоверно показывают, что взаимодействие электризованных тел зависит от отношения количества электрической энергии на теле к площади поверхности этого тела e/S (cal/sm²). Вследствие этой ошибки Томсон пришел к неверному выводу о том, что все «отрицательно заряженные корпускулы» («электроны») имеют одинаковую массу и одинаковый заряд.
Ключевые слова: катодные лучи, электрон, кванты электрической энергии, ионная проводимость, газоразрядная трубка
1. Введение
Дуальную (двух-флюидную) теорию электричества создал Шарль Дюфе в 1733 г. Именно в силу ее несовершенства, Бенджамин Франклин ок. 1752 г., на основе своих экспериментов, создал унитарную (одно-флюидную) теорию электричества, которую поначалу физики оценили положительно (известны оценки Алессандро Вольта, Николы Теслы и др), но затем вернулись к модификации дульной теории в виде электронной теории электричества.
Джозеф Джон Томсон (1897г.) поток катионов*, идущих от анода к катоду в газоразрядной трубке, ошибочно истолковал как поток «катодных лучей», идущих от катода к аноду.
\*В соответствии с унитарной теорией электричества Бенджамина Франклина – катион это атом, на котором электричества находится больше природного, нормального количества, а анион – это атом на котором электричества меньше нормального количества.\
Дж. Дж. Томсон объявил – он якобы установил, что в газоразрядной трубке:
1) «Катодные лучи» – это поток энергии, который движется в газоразрядной трубке от катода к аноду, представляет собой поток имеющих массу корпускул, частиц, на которых находится «отрицательный электрический заряд».**
\**Надо заметить, – по сию пору остается тайной, что такое «отрицательный электрический заряд», – из чего он состоит, что является его субстанцией.\
2) Томсон, как ему показалось, измерил массу и заряд этих корпускул (которые потом назвали «электронами», переиначив начальный смысл этого слова).
Однако, при внимательном рассмотрении проведенных экспериментов выясняется, что Томсон допустил ряд фатальных ошибок и все его результаты являются ошибочной интерпретацией экспериментов.
2. В какую сторону движется поток энергии в газоразрядной трубке
Поток энергии в газоразрядной трубке отклоняется от северного полюса магнита по правилу ЛЕВОЙ руки. Это показывает, что поток идет от анода к катоду, от плюса к минусу.
Однако Томсон объявил, что поток энергии идет от катода к аноду, т.е. от минуса к плюсу, и отклоняется по правилу ПРАВОЙ руки, потому, что поток корпускул заряжен отрицательно.
Это его заявление опровергается известными опытными данными. Перед входом в вакуумную трубку проволока с током отклоняется от магнита по правилу ЛЕВОЙ руки, после выхода из трубки проволока также отклоняется от магнита по правилу ЛЕВОЙ руки. Т.е. ток в цепи идет от плюса к минусу. А в трубке, по мнению Томсона, поток мифическим образом идет от минуса к плюсу. Понятно, что приведенный выше аргумент Томсона противоречит реальности. – см. рис.
Рис. составлен из изображений взятых из: Элементарный учебник физики. В 3 т. Под ред. Г. С. Ландсберга. Т. 2. Электричество и магнетизм. М.: Физматлит. 2001. (красные стрелки пририсованы автором этой статьи)
Следовательно, поток энергии в газоразрядной трубке движется от анода к катоду (от плюса к минусу), и эту электрическую энергию переносят избыточно заряженные электроэнергией атомы газа – катионы.
В целом же электрический ток, с точки зрения унитарной теории электричества Бенджамина Франклина, это поток мельчайших порций, квантов электрической энергии, которые движутся из того места, где их больше, в то место, где их меньше, – как и кванты тепловой энергии.
Характерная деталь, сторонники электронной теории считают, что в жидких электролитах существует ионная проводимость, т.е. электричество переносят атомы – анионы и катионы, а в газообразной среде ионой проводимости нет (по неизвестным причинам). Но это, скорее говорится для того, чтобы «оправдать» электронную теорию электричества.
Таким образом, начальная ошибка Томпсона заключалась в том, что он неверно определил направление движения носителей электричества в вакуумной трубке и вследствие этого он неверно определил какие физические объекты переносят электричество в трубке. Отрицая ионную проводимость в газах, он придумал мифические корпускулы (электроны). И этот миф оказался очень живуч, – аргументы известных ученых, говоривших об ошибочности гипотезы о существовании электронов, не были приняты во внимание.
3. Томсон ошибся, полагая, что количество электричества на теле зависит от отношения энергии к массе e/m (m/e)
На самом деле (удельное) количество электричества на теле зависит не от отношения энергии к массе e/m (или m/e), а от отношения энергии к площади поверхности тела e/S (cal/сm²).
Дж. Дж. Томсон полагал, что степень притяжения потока катионов («катодных лучей» в его версии) к положительно заряженной пластине конденсатора, зависит от соотношения массы атома и величины электричества на нем: m/e (e/m). На основе этого предположения им был сделан ошибочный вывод о том, что все частицы «катодных лучей» («электроны») имеют одинаковую массу и одинаковый заряд.
Эксперименты по электростатике, проведенные Бенджамином Франклином (ок. 1750) и Шарлем Кулоном (ок. 1787) и др., однозначно показали, что количество электричества на теле зависит не от массы тела, а от площади его поверхности S, т.е. притяжение и отталкивание тел зависит от соотношения e/S на телах, а не от соотношения e/m (m/e). Отдельно взятый атом вещества подчиняется этой закономерности также как и совокупность некоторого количество атомов в теле.
Здесь уместно упомянуть тот известный факт, что емкость конденсатора (количество электричества, которое он может накопить на положительно заряженной пластине) зависит от напряжения между обкладками и площади обкладки S, а не от массы обкладки.
Соотношение e/S у катионов разных атомов в трубке одинаковое, т.к. оно задается напряжением. Т.е. на самом деле в экспериментах Томсона измерялось соотношение e/S, а оно одинаково (при данном напряжении) у катионов разных газов.
Количества электричества на катионах разных атомов разное, но соотношение e/S одинаковое, поэтому поток катионов разных атомов отклоняются одинаково (при одинаковом напряжении).
Масса у катионов (атомов) разных газов разная, но соотношение e/S (при данном напряжении) одинаковое, потому поток катионов разных атомов отклоняются одинаково (при одинаковом напряжении).
Одинаковое отклонение потоков катионов разных атомов привело Томсона к ошибочному выводу, что у всех катионов («электронов») одинаковый заряд и одинаковая масса.
Т.е. Дж. Дж. Томсон ошибочно принял поток катионов за поток «катодных лучей», ошибочно истолковал соотношение e/S как соотношение e/m (m/e), и пришел к ошибочному выводу, что «величины зарядов и масса всех „электронов“ одинаковы».
4. Томсон необоснованно решил, что электрические катушки Гельмгольца магическим образом создают магнитное поле
Интересно ответить еще одну методическую ошибку Дж. Дж. Томсона. Он решил, что металлические пластины конденсатора создают вокруг себя электрическое поле. А металлическая проволока (в катушке) создает магнитное поле. Не приводится никакого даже теоретического обоснования, почему металлические пластины создают электрическое поле, а металлическая проволока в катушке создает магнитное поле.
Надо заметить, что гипотеза о том, «проволока с током создает магнитное поле», довольно популярна у физиков, но не имеет валидных эмпирических доказательств.
Простое и доказательное предположение Ганса Эрстеда о том, что электрическая субстанция в проволоке отталкивает своим электрическим полем («электрическим конфликтом») «магнитные частицы» на северном полюсе магнитной стрелки, не было принято канонической физикой по неизвестным причинам.
Томсон полагал, что отклонение потока корпускул в вакуумной трубке обусловлено массой корпускул и влияющим на него «магнитным полем» электрических катушек.
Дж. Дж. Томсон на самом деле измерял отклонение потока катионов в электрическом поле конденсатора и в электрическом поле катушек Гельмгольца, а разница в результатах измерений была обусловлена разностью в «мощности» электрического поля пластин конденсатора и проволоки катушек.
5. Выводы
Известный методологический принцип, называемый Бритва О́ккама (лезвие О́ккама), гласит: «Не следует множить сущности без необходимости».
Введение гипотез о существовании катодных лучей, электронов – это умножение сущностей без надобности. Все электрические феномены исчерпывающим образом объясняются в рамках унитарной теории электричества в терминах квантов электрической энергии, ионной проводимости, избыточно и дефицитно заряженных тел.
«Электрон» можно определить как гражданскую религию, с огромной теоретической надстройкой, которая направила теорию физики в ошибочном направлении.
Литература
Более подробно эта тема освещена в статьях:
Ильясов Ф. Н. Кванты электрической энергии – о концепции электричества Бенджамина Франклина. М.: ИЦ Орион. 2019, ноябрь. 28 с. (Препринт)
Ильясов Ф. Н. Проводник с током не создает магнитного поля. М.: ИЦ Орион. 2021, август. Препринт.
Ильясов Ф. Н. Эксперименты Ганса Эрстеда – взаимодействие электрической и магнитной энергий. М.: ИЦ Орион. 2024, февраль. Препринт.
Ильясов Ф. Н. Несостоятельность гипотез о существовании катодных лучей и электронов. М.: ИЦ Орион. 2024, август. Препринт.