Hemmeligheder ved elektromagnetisme

Lære om elektromagnetisme kritiseret i lang tidtaler om ham: uforståelig, kompleks, selvmodsigende.

Der er faktisk omkring hundrede paradokser i det. Men deres teoretiske analyse, så at sige, teoretisering, forfining, på trods af nytten af ​​en sådan lektion, lugter undertiden stadig af noget kabinet, spekulativt. I sådanne tilfælde ønsker man ufrivilligt at spørge: er der noget nyt i praksis, i eksperimenter, der endda vil forbløffe de mest erfarne teoretikere?

Jeg må sige, at usædvanlige eksperimenter, som alligevel kan forklares inden for rammerne af den eksisterende doktrin, kan tælles med et dusin. Blandt dem er der dem, der endelig åbner vejen for en ny elektrodynamik - klar, enkel og logisk, blottet for paradokser.

Lad os tale om begge dele. Ekstremt spektakulære "motorer", i hvilke elektroderne, hvor højspændingen er tilsluttet, roterer en række objekter frenetisk. Et sådant hjul blev bygget af Franklin. Princippet for dens drift er meget simpelt: ladninger, frastøbt af Coulomb-kræfter, strømmer fra elektroderne til rotoren.

Et eksperiment med et metalrør, som strøm leveres til, er nysgerrig. Som du ved er der ikke noget elektrisk felt i hulrummet på ethvert metalgenstande, der er under spænding. Så hvis du lægger en jordet ledning inde i røret, vil dens elektriske kapacitet stige. Hvorfor? Hvordan bemærker et rør, at det har en ledning indeni? Det viser sig, at hans hale, den, der forbinder jorden, kommer ind i det elektriske ydre felt og trækker som en pumpe de nødvendige ladninger i ledningen.

Der er ingen "ny" fysik i disse fænomener. Meget flere reserver til dens konstruktion er fyldt med et magnetfelt. På et tidspunkt blev der skrevet en hel del om værkerne fra R. Sigalov. Ferghana-fysikerne formåede at spore opførelsen af ​​"hjørnerne" med strømme.

To ledere, der danner en vinkel, kan bevæge strukturen og gøre det på egen hånd. Det så ud som om et nyt fænomen var tydeligt, men efter nøje undersøgelse viste det sig, at de velkendte Lorentz-styrker arbejder her, og at alt forklares med velkendte love. Og selvom forskere ikke fandt fysisk nyhed her, lykkedes de ikke desto mindre at komme med flere fantastiske designs, som tidligere var ukendt inden for teknologi.

Situationen med magnetiske understøtninger er mere interessant. Hvis de samme poler med to permanente magneter drejes mod hinanden, vil der ikke være noget magnetfelt i spalten - dette følger af et grundskolekursus i fysik. Men hvis en leder er placeret i dette hul, og polerne er lidt forskudt, vil der vises en strøm i lederen. (Interviewet, på grund af hvad?

Dette paradoks blev opdaget af Buly i 1935. Dets forklaring er: elektriske felter kan altid tilføjes, men magnetiske felter - kun hvis deres kilder (magneter, elektromagneter) er baseret på en fælles platform. Superpositionen af ​​magnetfelter, det vil sige deres superposition, er ikke altid mulig. Denne konklusion er ekstremt vigtig for videnskab og teknologi - når alt kommer til alt fører teoretisk sammenlægning i praksis til forkerte resultater. Det er for øvrig overraskende, at dette endnu ikke er blevet legaliseret af opslagsbøger og lærebøger.

Oplevelsen af ​​Grano er interessant. Hvis der er kvikksølv, hvorigennem strømmen føres, skal du kaste en søm, kobberkiler. savsmuld, så fordyber de sig i flydende metal og begynder at bevæge sig i den retning, hvor den stumpe ende ser ud. Og her synes de samme Lorentz-styrker at virke.

Fra de koniske overflader af de spidse ender af den aktuelle filamentudgang (eller indgang) vinkelret på disse overflader. I magnetfeltet for strømmen, der flyder i kviksølv, påføres en kraft på disse filamenter vinkelret på dens strømningsretning; sådan skubbes kilen ud. Så Tom Sawyer skød kirsebærben og pressede dem med fingrene.

Grano's paradoks.En kobbercylinder anbragt i kviksølv med en strøm, der passerer gennem den, begynder at bevæge sig fremad med den endeflade, hvis område er større.

Endelig to mere usædvanlige eksperimenter. Og det er efter vores mening det, der gør det muligt at tale om en ny tilgang. Dette henviser til arbejdet fra Tomsk-fysikeren G. Nikolaev, som forårsagede en sensation inden for elektrodynamik. Efter mange års teoretisk forskning kom Nikolaev til den konklusion, at der ud over det velkendte også skulle være et andet, ukendt andet magnetfelt, og bygget mange modeller, som han tydeligt viste, hvordan dette andet felt manifesterer sig.

Her er en af ​​beskrivelserne af en "enkel" oplevelse. En flydende bro lavet af elektrisk ledende materiale anbringes i badene med elektrolyt. En elektrisk strøm ledes gennem kredsløbet "bad - bro - bad". Parallelt med broen placeres en anden leder - en bus, langs hvilken strømmen også strømmer, kun meget større. Så snart bussen er tilsluttet en nuværende kilde, begynder broen at flyde. Hvis strømme er ensrettet, tiltrækkes de, så broen stiger nøjagtigt under bussen og parallelt med den. Men ikke nok med det, broen bevæger sig også langs dækket og stopper nøjagtigt under midten.

Hvorfor er broen centreret? Der er noget at tænke på. Forfatteren af ​​eksperimentet hævder selv - med sine ord er der en grund - til, at ikke kun den tværgående Lorentz-kraft, der er rettet fra dækket, men også den langsgående kraft, som tidligere ikke er set af nogen, virker på den flydende leder.

Hvis du kalder det "Nikolaevs styrke", så garanterer de hollandske og Tomsk-fysikere i alt, at der ikke er nogen "sidekræfter", som de er sammen med. i to århundreder er fysikere blevet plaget, slet ikke. To strømme virker på hinanden ved hjælp af centrale kræfter rettet nøjagtigt langs radiusen mellem dem.

De bemærkede ikke Nikolaevs styrke kun ved uagtsomhed, men også fordi det viste sig at være overflødigt i den "færdige" teoretiske beskrivelse. Hvis du har brug for at reflektere over oplevelser af Nikolaev, så kommer du til den konklusion, at to "stykker" af strøm påvirker hinanden på nøjagtigt samme måde som to ladninger: i en lige linje.

Det ser ud til, at Nikolaevs oplevelse meget vel kan være den afgørende oplevelse, der vil åbne barrieren for en ny, meget enklere, sand elektrodynamik. Dette vil dog kræve andre eksperimenter.

Interessant nok bemærkede fysikere tilbage i 1935, hvordan en superledende prøve frastøder et "fremmed" magnetfelt (Meissner-effekten). Alle vidste, at EMF kun blev induceret af et vekslende magnetfelt, men her er det konstant. Så sagde F. London, magnetfeltet i sig selv giver styrke.

Meissner-effekt demonstration

Ingeniørerne forståede arten af ​​disse kræfter, men alligevel drage fordel af dem. I 1975 lykkedes det Moskva-elektrikere at overføre en strøm, der er dobbelt så stor som sædvanligt gennem et superledende rør, hvilket skabte et specielt magnetfelt i arbejdsområdet.

Ikke desto mindre lovede Meissner-effektens mysterium for meget. Når alt kommer til alt udseendet strøm i en superleder det er kun muligt, når der vises en kraft, hvilket betyder, at kraften ikke skabes af trin i magnetfeltet, som dikteret af Maxwells ligninger, men af ​​selve feltet. Elektrodynamik skal repareres, dette er uundgåeligt, fordi det skulle blive en fælles doktrin, der kombinerer de mest forskellige aspekter af den virkelige elektriske virkelighed. I nogle tilfælde, især for superledere, stoppede det faktisk.

Men hvordan kan man direkte relatere selve magnetfeltet og de kræfter, der genereres af det? Så snart denne usædvanlige formulering af spørgsmålet blev accepteret til handling, blev der straks identificeret flere måder at løse det på. Her er en speciel, længe anvendt funktion af vektorpotentialet og forspændingsstrømme og magnetfeltenergi.

Problemet med den langsgående strøm og det elektriske felt, der er skabt af det i magnetostatiske processer, er modnet så meget, at der selv har dukket op populære parafraser om det (Okolotin V. En supertask til superledere. Nauka, 1983, s. 115-121).

Det ser ud til, at dette felt allerede er blevet opdaget og begynder at arbejde i opfindelser.Udseendet af den fjerde elektriske kraft vil styrke elektroteknikken med cirka en tredjedel. Måske er noget andet endnu vigtigere: Sejren for en kreativ holdning til ens virksomhed. Det viste sig at være rigtigt dem, der troede på reserverne til elektromagnetisme og forsøgte at stille dem til tjeneste for folk.

Jeg spekulerer på, hvor meget det ukendte er skjult i andre fysikafsnit? Sandsynligvis er den næste skat skjult i mekanik, i afsnittet med inerti. Vent og se.

Vladimir Okolotin

Ifølge materialet i tidsskriftet "Youth Technology"

Se også: Minato magnetisk motor