A villanykörte a fizika törvényei ellenére ég

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Az izzók működési elve számunkra annyira egyértelmű és nyilvánvaló, hogy szinte senki sem gondol a munkájuk mechanikájára. Mindazonáltal ez a jelenség hatalmas rejtélyt rejt, amelyet még nem sikerült teljesen megfejteni.

Először is egy előszó a cikk létrejöttéről.

Körülbelül öt éve regisztráltam egy diákfórumra, és publikáltam egy cikket arról, hogy tudományos tudományunk milyen hibákat követ el számos alapvető rendelkezés értelmezésében, hogyan javítja ezeket a hibákat az alternatív tudomány, és az akadémikus tudomány hogyan küzd az alternatíva ellen, ragasztva címkét. „áltudománynak” és minden halálos bűnnek a vádjával. A cikkem körülbelül 10 percig a nyilvánosság előtt lógott, majd bedobták a tartályba. Azonnal határozatlan időre eltiltottam, és megtiltották, hogy megjelenjek velük. Néhány nappal később úgy döntöttem, hogy regisztrálok más diákoldalakra, hogy újra megpróbáljam e cikk közzétételével. De kiderült, hogy ezeken az oldalakon már szerepeltem a feketelistán, és a regisztrációmat megtagadták. Ha jól értem, a hallgatói fórumok között információcsere zajlik a nem kívánt személyekről, és az egyik oldalon való feketelistára kerülés az összes többitől való automatikus menekülést jelenti.

Aztán úgy döntöttem, hogy felkeresem a Kvant folyóiratot, amely iskolásoknak és egyetemistáknak szóló népszerű tudományos cikkekkel foglalkozik. De mivel a gyakorlatban ez a magazin még mindig inkább az iskolai közönségre irányul, a cikket jelentősen le kellett egyszerűsíteni. Kidobtam onnan mindent, ami az áltudományról szól, és csak egy fizikai jelenség leírását hagytam meg, és adtam neki új értelmezést. Vagyis a cikk technikai újságíróból tisztán technikai jellegűvé vált. De nem vártam meg a szerkesztőségtől semmilyen választ a megkeresésemre. Korábban pedig mindig megérkezett a válasz a folyóiratok szerkesztőségéből, még akkor is, ha a szerkesztőség elutasította a cikkemet. Ebből arra következtettem, hogy a szerkesztőségben én is feketelistán vagyok. Így a cikkem soha nem látott napvilágot.

Öt év telt el. Úgy döntöttem, ismét megkeresem a Kvant szerkesztőségét. Öt évvel később azonban nem érkezett válasz a kérésemre. Ez azt jelenti, hogy még mindig a feketelistájukon vagyok. Ezért úgy döntöttem, hogy nem harcolok tovább a szélmalmokkal, és közzéteszek egy cikket itt az oldalon. Persze kár, hogy az iskolások túlnyomó többsége nem fogja látni. De itt nem tudok mit tenni. Szóval, itt a cikk maga….

Miért ég a lámpa?

Valószínűleg nincs olyan település bolygónkon, ahol ne lenne villanykörte. Nagyok és kicsik, fluoreszkáló és halogén, zseblámpákhoz és nagy teljesítményű katonai reflektorokhoz – olyan szilárdan beépültek az életünkbe, hogy olyan ismerősek lettek, mint a levegő, amit belélegzünk. Az izzók működési elve számunkra annyira egyértelmű és nyilvánvaló, hogy szinte senki sem gondol a munkájuk mechanikájára. Mindazonáltal ez a jelenség hatalmas rejtélyt rejt, amelyet még nem sikerült teljesen megfejteni. Próbáljuk meg mi magunk megoldani.

Legyen két csöves medencénk, az egyiken át a víz a medencébe folyik, a másikon kiömlik belőle. Tegyük fel, hogy másodpercenként 10 kilogramm víz kerül a medencébe, és magában a medencében ebből a tíz kilogrammból 2 varázsütésre átalakul elektromágneses sugárzássá és kidobódik. Kérdés: mennyi víz hagyja el a medencét egy másik csövön keresztül? Valószínűleg még egy első osztályos is azt válaszolja, hogy másodpercenként 8 kilogramm vizet vesz igénybe.

Változtassunk egy kicsit a példán. Csövek helyett elektromos vezetékek legyenek, medence helyett villanykörte. Gondold át újra a helyzetet. Egy villanykörtébe egy vezeték mondjuk 1 millió elektront tartalmaz másodpercenként. Ha feltételezzük, hogy ennek a milliónak egy része fénysugárzássá alakul, és a lámpából a környező térbe bocsát ki, akkor kevesebb elektron hagyja el a lámpát a másik vezetéken keresztül. Mit fognak mutatni a mérések? Megmutatják, hogy az áramkörben az elektromos áram nem változik. Az áram az elektronok áramlása. És ha az elektromos áram mindkét vezetékben azonos, ez azt jelenti, hogy a lámpát elhagyó elektronok száma megegyezik a lámpába belépő elektronok számával. A fénysugárzás pedig egy olyan anyag, amely nem származhat tökéletes űrből, hanem csak egy másik fajtából. És ha ebben az esetben az elektronokból nem tud fénysugárzás megjelenni, akkor honnan származik az anyag fénysugárzás formájában?

A villanykörte izzásának ez a jelensége az elemi részecskefizika egyik nagyon fontos törvényével is ütközik - az úgynevezett lepton töltés megmaradásának törvényével. E törvény szerint egy elektron csak antirészecskéjével, egy pozitronnal való megsemmisülési reakcióban tűnhet el gamma-kvantum kibocsátásával. De egy villanykörtében nem lehetnek pozitronok, mint antianyag hordozók. És akkor szó szerint katasztrofális helyzetet kapunk: az egyik vezetéken keresztül az izzóba belépő elektronok minden megsemmisítési reakció nélkül elhagyják az izzót egy másik vezetéken keresztül, ugyanakkor magában az izzóban új anyag jelenik meg fénysugárzás formájában.

És itt van egy másik érdekes hatás, amely a vezetékekhez és lámpákhoz kapcsolódik. Sok évvel ezelőtt a híres fizikus Nikola Tesla titokzatos kísérletet hajtott végre az energia egy vezetéken keresztül történő átviteléről, amelyet korunkban megismételt Avramenko orosz fizikus. A kísérlet lényege a következő volt. Vegyük a legáltalánosabb transzformátort, és csatlakoztatjuk az elsődleges tekercshez egy elektromos generátorhoz vagy hálózathoz. A szekunder tekercs vezetékének egyik vége egyszerűen lóg a levegőben, a másik végét a következő helyiségbe húzzuk, és ott egy négy diódából álló hídra kötjük, középen egy villanykörtével. Feszültséget adunk a transzformátorra és kigyulladt a lámpa. De végül is csak egy vezeték nyúlik hozzá, és két vezeték kell az elektromos áramkör működéséhez. Ugyanakkor a jelenséget vizsgáló tudósok szerint az izzóhoz vezető vezeték egyáltalán nem melegszik fel. Nem melegszik fel annyira, hogy bármilyen nagyon nagy ellenállású fémet lehessen használni réz vagy alumínium helyett, és még mindig hideg marad. Sőt, a huzal vastagsága emberi hajszál vastagságára csökkenthető, és a telepítés továbbra is problémamentesen és hőtermelés nélkül működik a huzalban. Eddig még senki sem tudta megmagyarázni az egy vezetéken keresztül történő energiaátvitel veszteség nélküli jelenségét. És most megpróbálom megmagyarázni ezt a jelenséget.

Van egy ilyen fogalom a fizikában - fizikai vákuum. Nem szabad összetéveszteni a műszaki vákuummal. A technikai vákuum az üresség szinonimája. Amikor az összes levegőmolekulát eltávolítjuk az edényből, technikai vákuumot hozunk létre. A fizikai vákuum teljesen más, egyfajta analógja a mindent átható anyagnak vagy környezetnek. Minden ezen a területen dolgozó tudós nem vonja kétségbe a fizikai vákuum létezését, mert valóságát számos közismert tény és jelenség igazolja. Vitatkoznak az energia jelenlétéről. Valaki rendkívül kis mennyiségű energiáról beszél, mások hajlamosak rendkívül nagy mennyiségű energiára gondolni. A fizikai vákuum pontos definícióját lehetetlen megadni. De a jellemzői révén hozzávetőleges definíciót adhat. Például ez: a fizikai vákuum egy speciális, mindent átható közeg, amely az Univerzum terét képezi, anyagot és időt generál, számos folyamatban részt vesz, hatalmas energiája van, de a szükséges hiánya miatt számunkra nem látható. érzékszervek, és ezért ürességnek tűnik számunkra. Külön hangsúlyozni kell: a fizikai vákuum nem üresség, csak ürességnek tűnik. És ha ezt a pozíciót foglalod el, akkor sok talány könnyen megfejthető. Például a tehetetlenség talányát.

Még mindig nem világos, hogy mi a tehetetlenség. Sőt, a tehetetlenség jelensége még a mechanika harmadik törvényének is ellentmond: a cselekvés egyenlő a reakcióval. Emiatt a tehetetlenségi erőket néha még illuzórikusnak és fiktívnek nyilvánítani is próbálják. De ha egy élesen fékezett buszon tehetetlenségi erők hatása alá kerülünk, és egy ütést kapunk a homlokunkon, mennyire lesz ez a ütés illuzórikus és fiktív? A valóságban a tehetetlenség a fizikai vákuum mozgásunkra adott reakciójaként jelentkezik.

Amikor beülünk az autóba és nyomjuk a gázt, egyenetlenül (gyorsulva) kezdünk el mozogni, és testünk gravitációs mezejének ezzel a mozgásával deformáljuk a minket körülvevő fizikai vákuum szerkezetét, némi energiát adva neki. A vákuum pedig erre úgy reagál, hogy tehetetlenségi erőket hoz létre, amelyek visszahúznak minket, hogy nyugalomban hagyjanak bennünket, és ezáltal kiküszöböljék a belőle bevitt deformációt. A tehetetlenségi erők leküzdéséhez sok energiára van szükség, ami nagy üzemanyag-fogyasztást jelent a gyorsításhoz. A további egyenletes mozgás a fizikai vákuumot semmilyen módon nem befolyásolja, így nem hoz létre tehetetlenségi erőket, így az egyenletes mozgáshoz kisebb az üzemanyag-fogyasztás. És amikor elkezdünk lassítani, ismét egyenetlenül (lassabb) mozogunk, és a fizikai vákuumot egyenetlen mozgásával ismét deformálják, és erre ismét tehetetlenségi erők létrehozásával reagál, amelyek előre húznak minket, hogy egyenletes egyenes vonalú mozgás állapotában maradjunk. amikor nincs vákuum deformáció. De most már nem mi adunk át energiát a vákuumnak, hanem az adja át nekünk, és ez az energia hő formájában szabadul fel az autó fékbetéteiben.

Az autó ilyen gyorsított-egyenletes-lassított mozgása nem más, mint alacsony frekvenciájú és hatalmas amplitúdójú rezgőmozgás egyetlen ciklusa. A gyorsítás szakaszában az energia a vákuumba kerül, a lassítás szakaszában a vákuum energiát ad fel. A legérdekesebb pedig az, hogy a vákuum több energiát tud leadni, mint amennyit korábban kapott tőlünk, ő maga is hatalmas energiakészlettel rendelkezik. Ebben az esetben nem történik meg az energiamegmaradás törvényének megsértése: mennyi energiát ad nekünk a vákuum, pontosan ugyanannyi energiát kapunk belőle. De mivel a fizikai vákuum ürességnek tűnik számunkra, úgy fogunk tűnni, hogy az energia a semmiből származik. És az energiamegmaradás törvényének nyilvánvaló megsértésének ilyen tényei, amikor az energia szó szerint az ürességből jelenik meg, régóta ismert a fizikában (például bármilyen rezonancia esetén olyan hatalmas energia szabadul fel, hogy egy rezonáló tárgy akár össze is omolhat).

A körkörös mozgás is az egyenetlen mozgás fajtája, még állandó sebesség mellett is, mert ilyenkor megváltozik a sebességvektor helye a térben. Következésképpen egy ilyen mozgás deformálja a környező fizikai vákuumot, amely erre úgy reagál, hogy centrifugális erők formájában ellenállási erőket hoz létre: ezek mindig úgy vannak irányítva, hogy a mozgási pályát kiegyenesítsék, és vákuum hiányában egyenes vonalúvá tegyék. deformáció. A centrifugális erők leküzdéséhez (vagy a forgás okozta vákuum fenntartásához) pedig energiát kell költeni, ami magába a vákuumba kerül.

Most visszatérhetünk a villanykörte izzás jelenségéhez. Működéséhez elektromos generátornak kell lennie az áramkörben (még ha van is akkumulátor, akkor is egykor a generátorról töltötték). Az elektromos generátor forgórészének forgása deformálja a szomszédos fizikai vákuum szerkezetét, a rotorban centrifugális erők lépnek fel, és az ezen erők leküzdésére szolgáló energia a primer turbinából vagy más forgásforrásból a fizikai vákuumba kerül. Ami az elektronok mozgását illeti egy elektromos áramkörben, ez a mozgás a forgó rotorban lévő vákuum által létrehozott centrifugális erők hatására történik. Amikor az elektronok belépnek egy villanykörte izzószálába, intenzíven bombázzák a kristályrács ionjait, és azok élesen rezegni kezdenek. Az ilyen rezgések során a fizikai vákuum szerkezete ismét deformálódik, és a vákuum erre fénykvantumokat bocsát ki. Mivel maga a vákuum is egyfajta anyag, megszűnik az anyag semmiből való megjelenésének korábban feltárt ellentmondása: az anyag egyik formája (fénysugárzás) egy másik fajtájából (fizikai vákuum) keletkezik. Maguk az elektronok egy ilyen folyamatban nem tűnnek el és nem alakulnak át valami mássá. Ezért az egyik vezetéken keresztül hány elektron lép be a villanykörtébe, a másikon pontosan ugyanannyi elektron jön ki. Természetesen a kvantumok energiáját is a fizikai vákuumból veszik, és nem az izzószálba belépő elektronokból. Magában az áramkörben az elektromos áram energiája nem változik, és állandó marad.

Így a lámpa lumineszcenciájához nem magukra az elektronokra van szükség, hanem a fém kristályrácsának ionjainak éles rezgéseire. Az elektronok csak egy eszköz, ami az ionokat rezgésbe hozza. De a szerszám cserélhető. És az egy vezetékkel végzett kísérletben pontosan ez történik. Nikola Tesla híres kísérletében, amely az energia egy vezetéken keresztül történő átvitelére irányult, ilyen műszer volt a huzal belső váltakozó elektromos tere, amely folyamatosan változtatta erősségét, és ezáltal rezgésbe hozta az ionokat. Ezért az „energiaátvitel egy vezetéken keresztül” kifejezés ebben az esetben nem sikeres, sőt hibás. A vezetéken keresztül nem továbbított energia, az energia magában az izzóban szabadult fel a környező fizikai vákuumból. Emiatt maga a vezeték nem melegedett fel: lehetetlen felmelegíteni egy tárgyat, ha nem kap energiát.

Ennek eredményeként meglehetősen csábító kilátás nyílik az elektromos vezetékek építési költségeinek meredek csökkenésére. Először is, kettő helyett egy vezetékkel is boldogulhat, ami azonnal csökkenti a tőkeköltséget. Másodszor, a viszonylag drága réz helyett a legolcsóbb fémek bármelyikét használhatja, akár rozsdás vasat is. Harmadszor, magát a drótot emberi haj vastagságára csökkentheti, és a huzal szilárdságát változatlanul hagyhatja, vagy akár növelheti is, ha tartós és olcsó műanyag burkolatba zárja (egyébként ez is védi a drótot légköri csapadékból). Negyedszer, a huzal össztömegének csökkenése miatt növelhető a tartók közötti távolság, és ezáltal csökkenthető a támasztékok száma a teljes vonalon. Reális ezt megtenni? Persze hogy valódi. Hazánk vezetésének politikai akarata lenne, és a tudósok nem hagynak cserben.