В. М. Чеплашкин icon

В. М. Чеплашкин



НазваниеВ. М. Чеплашкин
страница1/2
Дата конвертации02.09.2012
Размер345.68 Kb.
ТипДокументы
  1   2

В. М. Чеплашкин.

«Бегущая волна», распространяющаяся по электрическим силовым линиям электромагнитного вакуума, скорость волны, напряжённость собственного электрического и магнитного полей волны, масса электромагнитного поля, физический электромагнитный вакуум – мировой эфир классической физики».


Аннотация.


В статье говорится, что физический вакуум Вселенной (PhEMV) образован электромагнитными полями электромагнитных волн (EMW), которые распространяются по электрическому полю электрических силовых линий (EPL), которые образованы электрическими компонентами этих же EMW.

Физический электромагнитный вакуум Вселенной образует абсолютное пространство.

В PhEMV заряженные частицы образуют своё внешнее электрическое поле из электрических компонент электромагнитных полей PhEMV, напряжённость которых равна объёмной плотности энергии элементарной EPL, с площадью поперечного сечения равной площади поперечного сечения электрона, являющейся модулем упругости только электрического поля при растяжении и сжатии EPL.

В теории PhEMV объёмная плотность электромагнитной энергии EPL равна объёмной плотности кинетической энергии EPL.

Массу электромагнитного поля EPL можно интерпретировать как модуль упругости её электромагнитного поля при сдвиге на единичный угол, равный 1/C.

В статье говорится, что все EPL движущиеся, а абсолютная скорость EMW, распространяющихся по EPL, уменьшается в зависимости от начальной скорости EPL и пройденного волной расстояния, что позволяет объяснить не только опыт Майкельсона и космические оптические явления без специальной теории относительности А. Эйнштейна, но и исключить из теории "тёмную материю".

В теории PhEMV каждая из элементарных частиц, образующих всё вещество Вселенной, осциллируя под действием флуктуаций электромагнитного поля PhEMV с частотой, пропорциональной их массе и обратно пропорциональной постоянной Планка, излучает за каждую секунду поперечные и продольные EMW с энергией, равной энергии элементарной частицы.

Продольные EMW, излученные всем веществом Вселенной, можно в теории PhEMV интерпретировать как гравитационные волны. Результирующая сила, возникающая под действием толкающих сил продольных EMW, передающих кинетическую энергию продольных колебаний вещества Вселенной, действующих на материальный объект, является силой гравитации, действующей на этот материальный объект.

Введение.


Во втором томе учебника физики под редакцией К.А. Путилова [1, p. 67] говорится, что по теории близкодействия, развитой Фарадеем и Максвеллом, электрическая энергия связана с особым напряжённым состоянием материальной среды - поля, а напряжённость поля указывает на некоторые скрытые движения в среде, заполняющей пространство. И ниже [1, p. 68] говорится, что «пластины конденсатора притягиваются с силой, которая, будучи рассчитана на единицу площади пластины, равна плотности энергии поля.


А происхождение сил в электрическом поле можно было бы представить себе наглядно, если допустить, что электрические силовые линии, отвечающие некоторому особому состоянию среды (пространства), находятся в натяжении, которое измеряется плотностью энергии поля».

В теории PhEMV заряженная частица при взаимодействии с другой заряженной частицей не создаёт собственного внешнего электрического поля, используя в качестве внешнего электрического поля, в качестве передающего звена, собственные электрические поля «бегущих волн», образующих PhEMV.

Собственные электрические поля «бегущих волн», соединяясь с электрическим полем заряженной частицы, образуют её внешнее электрическое поле.

В электродинамике величина напряжённости электрического поля равна величине результирующей силы, действующей на единичный точечный заряд, помещённый в это поле.

Поэтому в теории PhEMV напряжённость электрического поля E равна величине объёмной плотности энергии электрического поля элементарной EPL, образованной электрическим полем с напряжённостью E и с площадью поперечного сечения ∆S→0.

Энергия связи между бесконечно малыми сегментами этой EPL равна объёмной плотности энергии её электрического поля, равна силе натяжения в EPL.

Электрон можно назвать точечным зарядом. Поэтому площадь ∆S→0 элементарной EPL, объёмная плотность энергии электрического поля которой равна напряжённости E электрического поля в данной точке, должна быть равна площади поперечного сечения электрона.

Объёмная плотность энергии потока напряжённости электрического поля электрона в произвольном направлении образована проекциями векторов напряжённости сферического электрического поля электрона на это направление.

Этот поток соединяется с элементарной EPL с такой же объёмной плотностью энергии.

Энергия связи, сила сцепления этого потока с элементарной EPL равна объёмной плотности энергии этого потока с площадью поперечного сечения ∆S, равной площади поперечного сечения электрона, равной площади поперечного сечения элементарной EPL.

Ниже будет показано, что объёмная плотность энергии EPL, в том числе и элементарной, равна кинетической энергии единицы объёма её движущегося электрического поля, которую она может передать электрону.

В теории PhEMV электрической силовой линией является не линия, соединяющая, например, положительный и отрицательный заряды, вдоль которой под действием результирующей напряжённости электрических полей, созданных этими зарядами, будет двигаться пробный положительный заряд.

В теории PhEMV элементарной EPL является поток напряжённости движущихся электрических компонент электромагнитных полей PhEMV с одинаковым направлением векторов вдоль выбранного направления, с площадью поперечного сечения потока напряжённости ∆S, равной площади поперечного сечения электрона.

(При таком определении «элементарной EPL» не обращается внимание на остальные нейтрализованные электрические поля PhEMV в данном месте).

Потоки напряжённости движущихся электрических компонент электромагнитных полей PhEMV осуществляют связь между каждым из группы взаимодействующих зарядов, соединёны с каждым из взаимодействующим друг с другом зарядами и осуществляет силовое взаимодействие между каждым из зарядов.

Заряд электрона равен напряжённости электрического поля e, создаваемого электроном на радиусе R = 1 см, которая равна объёмной плотности энергии параллельного потока напряжённости электрического поля электрона, выходящего через поперечное сечение электрона с площадью π Re2.

Поэтому величина заряда электрона равна объёмной плотности энергии параллельного потока напряжённости электрического поля электрона, выходящего через поперечное сечение электрона с площадью π Re2, равной e.

Поток напряжённости сферического электрического поля электрона через площадь ∆S = πRe2 , расположенную на расстоянии R »Re, можно считать параллельным.

Поэтому кулоновская сила F взаимодействия между двумя электронами, расположенными на расстоянии R »Re, будет равна силе взаимодействия EPL с объёмной плотностью энергии потока напряжённости электрического поля, созданного первым электроном на площади сечения второго электрона, равной e/R2, с зарядом второго электрона, равного e. То есть F = e2 /R2.

Величиной объёмной плотности энергии электрического поля с напряжённостью E у EPL с единичной площадью поперечного сечения (с площадью сечения, равной единице), заполненной элементарными EPL с напряжённостью электрического поля E, будет являться величина E2, которая может быть интерпретирована как модуль упругости электрического поля при растяжении и сжатии EPL, что сближает её свойства с твёрдым телом.

Следуя К.А. Путилову, можно предположить, что, если натянутой EPL передать в поперечном направлении короткий единичный импульс, то по EPL начнёт распространяться «бегущий импульс», аналогично «бегущему импульсу», распространяющемуся по натянутой струне.

Силы, действующие на элементарную EPL, при распространении по ней линейного «бегущего импульса» и величину её массы можно рассчитать, используя метод, применённый при выводе уравнения малых колебаний струны.

При таком расчете EPL предполагается однородной и упругой, то есть, подчиняющейся закону Гука.

Силы, действующие на бесконечно малые сегменты EPL в плоскости колебаний, как показано на Fig.1, параллельны оси 0ψ.



Fig.1

На Fig.1 показан бесконечно малый сегмент М1М2 элементарной EPL с напряжённостью электрического поля E, проецирующийся в интервал [x; x + dx] оси абсцисс. Объёмная плотность энергии электромагнитного поля EPL, умноженная на площадь её сечения, равна силам сцепления и натяжения в EPL, является её модулем упругости при растяжении и сжатии, что сближает её по свойствам с твёрдым телом.

Силы натяжения T1 = T2 = T0 , приложенные к точкам М1 и М2, заменяют влияние отброшенных сегментов элементарной EPL. F - результирующая сила сил Т1 и Т2, направленная вдоль оси ψ. F = T0 (sinα2 - sinα1).

Распространение «бегущей волны» по натянутой струне происходит согласно волновому уравнению, её элементы подвергаются деформации сдвига. [2, p.21]

Распространение по EPL «бегущего импульса» тоже должно подчиняться волновому уравнению.

Каждый бесконечно малый сегмент M1M2(x ,t) EPL при распространении по EPL поперечного «бегущего импульса» под действием приложенных к нему сил F(x ,t) сдвигается относительно соседнего бесконечно малого сегмента за время ∆t→ 0 на элементарный угол сдвига ∆α(x,t). Каждый бесконечно малый сегмент M1M2(x ,t) EPL при каждом элементарном сдвиге получает приращение кинетической и потенциальной энергии, равное работе, совершенной силами натяжения F(x ,t) в EPL.

Поэтому EPL, изогнутая распространяющимся по ней синусоидальным «бегущим импульсом», представляет собой ломаную кривую, как показано на Fig. 6.

Результирующая величина напряжённости электрического поля крайних точек соседних бесконечно малых сегментов M2 и M 3; M4 и M 5 колеблющейся элементарной EPL, как показано на Fig. 6, равна E0 sin∆α(x,t) = Eψ1(x,t).

Эта результирующая величина напряжённости Eψ1(x,t) и является напряжённостью собственного электрического поля бесконечно малых сегментов колеблющейся EPL, названного так в отличие от электрического поля, образующего саму EPL.

Энергия собственного электрического поля, возникающего в каждом бесконечно малом сегменте EPL, равна, как будет показано ниже, не полной кинетической энергии сегмента, а только приращению кинетической энергии при каждом их элементарном сдвиге.

Работа сил F(x ,t) при сдвиге бесконечно малых сегментов EPL равна сумме полученной сегментами кинетической и потенциальной энергии. При изгибе бесконечно малых сегментов EPL происходит растяжение и сжатие слоёв EPL, лежащих по разные стороны от продольной оси EPL, приводящее к образованию момента электрических сил, противодействующего изгибу, как показано на Fig. 4, то есть, образованию в них потенциальной энергии.

Вектор момента электрических сил, противодействующего изгибу бесконечно малых участков EPL, расположен в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба бесконечно малых участков EPL, как показано на Fig. 2 и Fig. 4.

Направление вектора противодействующего момента в сдвигаемых бесконечно малых участках EPL зависит от направления изгибающего момента, а его энергия равна приращению потенциальной энергии при их элементарном сдвиге, равна приращению их кинетической энергии.

Поэтому вектор момента электрических сил, противодействующего изгибу бесконечно малых участков EPL, может быть интерпретирован как вектор магнитного поля изогнутых бесконечно малых участков EPL.




Fig.2

На Fig.2 изображёны два «бегущих» линейных импульса, образовавшихся при делении, под действием сил натяжения в EPL, первичного импульса, переданного элементарной EPL с напряжённостью электрического поля E внешней силой, например электроном.

На Fig.2 показаны направления изгибающих моментов МIZG(x.t), действующих на бесконечно малые сегменты M1M2(x.t) EPL передних и задних фронтов «бегущих импульсов», двигающихся по EPL в противоположных направлениях со скоростью V. Кроме того, на Fig.2 показаны направления векторов собственного электрического поля Eψ1(x,t), возникающего в бесконечно малых сегментах передних и задних фронтов «бегущих импульсов», а также направления векторов магнитного поля H(x,t), в соответствии с направлением противодействующих моментов.

При соединении магнитных полей параллельных бесконечно малых сегментов EPL образуется магнитная силовая линия (MPL).

Движущийся электрон, изгибая MPL, передаёт им кинетическую энергию, что увеличивает энергию собственных электрических полей в изгибаемых бесконечно малых сегментах EPL.

Локальное увеличение электрического поля, вектор напряжённости которого перпендикулярен вектору напряжённости магнитного поля MPL, которые изгибает электрон, действует на движущийся электрон как сила Лоренца.

При взаимодействии колеблющихся сегментов струны с препятствием расходуется и кинетическая энергия колеблющихся сегментов струны, и потенциальная. Аналогично этому, при взаимодействии колеблющихся бесконечно малых сегментов EPL с электроном расходуется энергия его собственных электрических и магнитных полей, передающих электрону получаемую при сдвиге кинетическую и потенциальную энергию.

Таким образом, при распространении по EPL поперечного «бегущего импульса» в сдвигаемых бесконечно малых сегментах EPL возникает собственное изменяющееся электромагнитное поле.

Вектор напряжённости электрической компоненты собственного электромагнитного поля Eψ1(x,t) направлен перпендикулярно направлению распространения «бегущего импульса», а вектор напряжённости магнитной компоненты HY1(x,t) направлен перпендикулярно Eψ1(x,t) и направлению распространения «бегущего импульса».

Совокупность «бегущих импульсов» с противоположным направлением отклонения бесконечно малых сегментов EPL в «бегущих импульсах», а значит, и противоположным направлением векторов напряжённости собственного электрического и магнитного полей, образует «бегущую волну».

При интерференции электромагнитных волн разрушения их собственных электрических полей не происходит. Поэтому при достаточно большом объёме однородного электрического поля с вектором напряжённости, направленным вдоль оси X, из собственных электрических полей «бегущих волн», распространяющихся по EPL вдоль оси X, вектора напряжённости которых направлены вдоль оси Y , образуются EPL, с векторами напряжённости электрического поля, направленными вдоль оси Y.

Если в достаточно большом объеме, например в объёме Вселенной, существуют электрические поля с произвольным направлением векторов напряжённости, по EPL которых распространяются во всевозможных направлениях очень много «бегущих волн» с очень маленькой длиной волны и амплитуды, то этот объём будет представлять собой единое волновое поле - физический электромагнитный вакуум (PhEMV).

В каждой точке PhEMV в результате интерференции собственных электрических полей «бегущих волн», средняя за единицу времени величина результирующих напряжённостей электрического и магнитного полей E и H, равна нулю, но в любом направлении существует нейтрализованное электрическое поле с векторами напряжённостей + E и -E.

В PhEMV любое электрическое поле с напряжённостью ^ E образовано составляющими электрических полей с напряжённостью E1, возникших в колеблющихся EPL с произвольной ориентацией плоскости колебаний, поэтому электрическое поле с напряжённостью E связано с электрическим полем E, векторы которых перпендикулярны друг другу.

Поэтому PhEMV это не большое количество не связанных между собой EPL, а волновое электромагнитное поле, некоторые свойства которого аналогичны свойствам твёрдого тела.

Для обеспечения возможности существования в PhEMV атомов объёмная плотность энергии электромагнитного поля PhEMV должна быть соизмерима с объёмной плотностью нуклона.

Собственное электрическое поле, возникающее при сдвиге бесконечно малых сегментов колеблющейся EPL, является частью электрического поля, образующего саму EPL, является проекцией электрического поля колеблющейся, значит, движущейся EPL, на направление, перпендикулярное EPL.

Поэтому и сами собственные электрические поля движущихся бесконечно малых сегментов EPL - движущиеся.

Поэтому EPL, электрические поля которых образованы движущимися собственными электрическими полями колеблющихся бесконечно малых сегментов таких же EPL, тоже движущиеся.

Таким образом, в PhEMV не существует отдельных, независимых друг от друга электрических и магнитных полей, они возникают одновременно в бесконечно малых сегментах EPL при их сдвиге внешней силой, то есть, при передаче бесконечно малым сегментам EPL энергии, которую, в свою очередь, эти возникшие поля могут передать, например, электрону.

Поэтому любое макроскопическое электрическое поле с напряжённостью ^ E, любая EPL с напряжённостью E образована составляющими собственных электрических полей электромагнитных волн (EMV) PhEMV, векторы напряжённости которых направлены вдоль векторов напряжённости EPL или электрического поля.

Если рассматриваемую EPL назвать первичной, то её электрическое поле образуют составляющие собственных электрических полей вторичных EMV PhEMV.

При электрических взаимодействиях к энергии собственного электрического поля EMV, образующегося в бесконечно малых сегментах колеблющейся EPL, равного их кинетической энергии, полученной при элементарном сдвиге на угол ∆α(x,t), прибавляется потенциальная энергия разгибающихся бесконечно малых сегментов движущейся EPL.

То есть, при взаимодействии EMV, например, с электроном - энергия магнитного поля EMV преобразуется в энергию электрического поля.

Поэтому объёмная плотность электромагнитной энергии элементарной EPL с площадью поперечного сечения ∆S→0 и с напряжённостью электрического поля E будет равна 2E, а объёмная плотность электромагнитной энергии EPL с единичной площадью поперечного сечения, заполненной элементарными EPL с напряжённостью электрического поля E, будет равна 2E2.

Объёмная плотность электромагнитной энергии EPL равна энергии связи между бесконечно малыми сегментами EPL, равна силе сцепления и натяжения в EPL. Поэтому объёмную плотность электромагнитной энергии EPL можно интерпретировать как модуль упругости электромагнитного поля EPL при растяжении и сжатии, можно интерпретировать как модуль упругости электромагнитного поля PhEMV при растяжении и сжатии

Так как в волновом поле PhEMV любая первичная EPL с напряжённостью электрического поля Е образована собственными движущимися электрическими полями вторичных EMV, то все EPL - движущиеся, объёмная плотность энергии электрической компоненты электромагнитного поля в которых равна кинетической энергии единицы их объёма, являющейся суммой кинетических энергий движения сдвигаемых бесконечно малых сегментов EPL вторичных EMW PhEMV.

При слиянии, например, двух EPL с одинаковой величиной объёмной плотности электромагнитной энергии в два раза увеличивается и кинетическая энергия единицы объёма их суммарного электрического поля, и потенциальная - суммарного магнитного поля.

В PhEMV, образованным собственными электрическими полями колеблющихся EPL, передача кинетической энергии EPL PhEMV происходит при изменении параметров движения колеблющихся, движущихся с ускорением, бесконечно малых сегментов EPL PhEMV.

Так как изменение параметров движения колеблющихся, движущихся с ускорением, бесконечно малых сегментов EPL PhEMV может происходить только с ускорением, то равномерно движущийся электрон не может передать кинетическую энергию PhEMV, движется по инерции.

Ниже будет показано, что такое масса электромагнитного поля EPL, поэтому можно предположить, что группа поперечных электромагнитных импульсов, распространяющихся по круговой EPL (CEPL), имеющих массу и собственное электромагнитное поле, может быть интерпретирована как элементарная частица. (Возможность существования такой частицы рассматривается в статье о модели электрона).

Движущийся с ускорением, с текущей скоростью V(x,t) электрон всегда соединён с EPL PhEMV, имеющими такую же объёмную плотность энергии электрического поля, имеющими такую же кинетическую энергию.

Количество вторичных EMW PhEMV, собственные электрические поля которых образуют первичные EPL PhEMV, соединённые с электрическим полем заряда электрона (присоединённого поля электрона), зависит от скорости электрических полей EPL в месте расположения электрона в PhEMV.

Кинетическая энергия единицы объёма электрического поля первичных EPL PhEMV, требующаяся для соединения с электрическим полем движущегося электрона, может быть составлена суммой большого количества электрических полей, движущихся с малой скоростью или малого количества электрических полей, движущихся с большой скоростью.

Поэтому скорость движения присоединённого поля электрона зависит и от скорости излучающего электрона, и от скорости электрических полей в месте расположения электрона во Вселенной.

Выше было сказано и показано ниже на Fig.8, что в PhEMV взаимно перпендикулярные вектора напряжённости электрического поля, являющиеся компонентами собственных электрических полей колеблющихся EPL вторичных EMW PhEMV, связаны друг с другом.

Электрон, движущийся с ускорением, соединённый с с электрическим полем первичной EPL, образованной компонентами собственного электрического поля вторичных EMW PhEMV, направленных вдоль первичной EPL, отклоняет перпендикулярные компоненты электрического поля первичной EPL в направлении ускорения электрона, сдвигая бесконечно малые сегменты EPL перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL, передавая им за каждый промежуток времени ∆t→ 0 кинетическую энергию, равную работе внешней силы.

Направления изгиба бесконечно малых сегментов переднего и заднего фронтов отклонённых перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL (изображённых на Fig. 3 красной линией) противоположны.

Электрическое поле в каждой точке первичной EPL образовано электрическими полями вторичных EMW PhEMV, приходящих в каждую точку первичной EPL с произвольных направлений. Поэтому магнитные поля, образующиеся в изгибаемых продольным электромагнитным импульсом бесконечно малых сегментах EPL перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL, образуют круговые MPL, соосные с первичной EPL PhEMV, как показано на Fig. 3.



Fig.3

Изображенная на Fig. 3 первичная EPL с напряжённостью электрического поля ^ E0, образована собственными электрическими полями вторичных поперечных EMW со средней напряжённостью векторов E2, направленных вдоль вектора E0.

Вторичные поперечные EMW с произвольной плоскостью колебаний, распространяются по EPL PhEMV с напряжённостью электрического поля E1. Суммарная напряжённость средних собственных электрических полей вторичных поперечных EMW, образующих эту первичную EPL, равна напряженности E0.

Электрон, движущийся с ускорением, соединённый с собственными электрическими полями вторичных EMW, передаёт им кинетическую энергию, пропорциональную их массе и ускорению электрона, образуя в них дополнительное электромагнитное поле, которое распространяется как продольный электромагнитный импульс.

При распространении по первичной EPL продольного электромагнитного импульса (EMI) бесконечно малые сегменты EPL перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL получают при сдвиге дополнительную кинетическую энергию. Так как процесс передачи кинетической энергии не мгновенный, то вновь возникающее в EPL перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL собственное электрическое поле с напряжённостью dE2/dt изменяющееся во времени.

EPL перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL, получив продольный импульс, отклоняются в направлении вектора ускорения электрона, передавая кинетическую энергию следующим слоям EPL перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL, которая распространяется по электрическому полю EPL PhEMV как продольная EMW. При увеличении кинетической энергии бесконечно малых сегментов EPL перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL на такую же величину увеличивается и энергия магнитного поля.

Вектора магнитного поля в растягиваемых перпендикулярных компонент электрического поля первичной EPL, по которой распространяется продольный импульс, образуют в поперечном сечении первичной EPL круговые MPL, направленные по часовой стрелке, если смотреть по направлению изменяющихся векторов напряжённости электрического поля dE2/dt в перпендикулярных компонентах электрического поля первичной EPL.

Исходя из вышеизложенного, напряжённость магнитного поля в круговых MPL должна соответствовать уравнению Максвелла rot H = ε/C(dE/dt).

То есть, направление векторов магнитного поля H1 в круговых MPL определяется правилом буравчика.

Круговые MPL возникают при любой изменяющейся во времени передаче энергии перпендикулярным компонентам электрического поля первичной EPL, сопровождающейся изменением их амплитуды и собственного электрического поля - при передаче продольного импульса или при сжатии или растяжении слоёв EPL при изгибе EPL, как показано на Fig. 4.

При сжатии первичной EPL с напряжённостью электрического поля E0 происходит передача дополнительной кинетической энергии EPL перпендикулярным компонентам электрического поля первичной EPL, связанным с собственными электрическими полями вторичных поперечных EMW PhEMV которые образуют электрическое поле E0.

Поэтому в сжатых первичных EPL с напряжённостью электрического поля E0 возникает дополнительное электрическое поле с напряжённостью Ecompres, вектор которого направлен против вектора E0.

При растяжении EPL с напряжённостью электрического поля E0 в них возникает дополнительное электрическое поле с напряжённостью Etens, направление вектора которого совпадает с направлением вектора E0.



Fig. 4

На Fig. 4 показаны круговые MPL с напряжённостью Н1 и Н2, возникающие вокруг растянутых и сжатых слоёв бесконечно малых участков EPL при их сдвиге, возникающем при распространении по EPL «бегущего импульса».

Суммарное магнитное поле с напряжённостью H = H1(x.t) = Н1 + Н2, возникающее на границе растянутого и сжатого слоев в каждом изогнутом бесконечно малом сегменте EPL, направлено по вектору возникшего момента, противодействующего изгибающего моменту МIZG в изогнутых бесконечно малых сегментах EPL, направлено перпендикулярно плоскости изгиба EPL и напряжённости собственного электрического поля EMW.

Магнитное поле, возникшее в каждом изогнутом при сдвиге бесконечно малом сегменте EPL аналогично магнитному полю элементарного соленоида, направленному вдоль его оси.

Каждый бесконечно малый сегмент колеблющейся элементарной EPL с напряжённостью электрического поля ^ E0 при распространении по ней "бегущей волны" сдвигается относительно соседнего сегмента под действием приложенных ним сил натяжения F(x.t) за время ∆t→0 на элементарный угол сдвига ∆αx.t).

То есть, за время ∆t→ 0 каждый бесконечно малый сегмент M1M2(x +dx,t) сдвигается относительно соседнего сегмента M1M2(x.t) на угол ∆α(x.t), как показано на Fig.5.

Так как рассматриваются малые колебания EPL, при которых угол её отклонения α→ 0, то сила F(x +dx,t), действующая на бесконечно малый сегмент M1M2(x +dx,t), примерно равна силе F(x.t), действующей на бесконечно малый сегмент M1M2(x.t).

Поэтому относительный угол между двумя любыми соседними бесконечно малыми сегментами M1M2(x.t) и M2M3(x.t) элементарной EPL, по которой распространяется «бегущий импульс», равен ∆α(x.t), как показано на Fig. 5.



Fig. 5

Поэтому приращение результирующих проекций сил натяжения Т1 и Т2 на ось , действующих на точки M1 и M2, направленных на Fig. 6 в отрицательном направлении оси , равных T0(sin α2 - sin α1), будет равно T0 sin 2∆α(x.t), как показано на Fig. 6.



Fig. 6

Результирующая величина напряжённости собственного электрического поля крайних точек соседних бесконечно малых сегментов M2 и M 3; M4 и M 5 колеблющейся элементарной EPL, как показано на Fig. 6, равна E0 sin∆α(x,t)

Потенциальная энергия бесконечно малого сегмента струны Wpot, колеблющейся под действием распространяющейся по ней линейной волны, со схемой, поясняющей образование потенциальной энергии в струне, изображённой на Fig. 7, вычислялась в [2, p. 31].



Fig. 7

Потенциальная энергия бесконечно малого сегмента струны Wpot (длиной dx и сечением σ) равна работе силы F1 при его сдвиге, определяемого углом α (Fig. 7) или относительным смещением концов элемента на величину ds. Так как длина элемента равна dx, то при элементарной деформации, определяемой углом dα, сила F1 совершает работу F1ds = F1dx dα (1). Где сила F1 , деформирующая элемент: F1 =Nσα; N - модуль упругости материала струны.

Аналогичные зависимости должны выполняться и для бесконечно малых сегментов колеблющейся элементарной EPL, в которой сила ^ F1=Nσα, деформирующая элемент EPL, равна T0 sin 2∆α(x.t) = 2E0 sin 2∆α(x.t) = 2E0 2∆α(x.t), где 2E0 - величина объёмной плотности энергии электромагнитного поля элементарной EPL, являющейся модулем упругости элементарной EPL. Половина работы по сдвигу бесконечно малых сегментов силой T0 sin 2∆α(x.t) = 2E0 2∆α(x.t) тратится на образование кинетической энергии бесконечно малого сегмента M1M2 EPL - на образование собственного электрического поля бесконечно малого сегмента M1 M2, а вторая половина работы - на образование потенциальной энергии - магнитного поля бесконечно малого сегмента M1 M2 элементарной EPL.

Колеблющиеся бесконечно малые сегменты EPL под действием «бегущего импульса», сдвигаются друг относительно друга под действием изменяющейся внешней силы F(x, t) с различным ускорением a(x,t).

Бесконечно малый сегмент M1M2(x,t) EPL с массой ∆m, движущийся под действием силы ^ F(x, t) с ускорением a(x, t) = dV(x, t)/dt, увеличивает свою скорость за время ∆t→ 0 на величину ∆V(x, t)= (a(x,t) ∆t ) , которую за время ∆t→ 0 можно считать величиной постоянной. равной (a(x,t) ∆t ) = ∆V(x, t)

Этот бесконечно малый сегмент M1M2(x,t) за время ∆t→ 0 получает импульс ∆m∆V(x, t), кинетическую энергию ∆W kin(x,t) = ½ ∆m∆V2(x, t) и, равную ей, потенциальную энергию ∆Wpot. Суммарная энергия ∆W, полученная бесконечно малым сегментом M1M2(x,t) EPL с массой ∆m за время ∆t→ 0, будет равна ∆m∆V2(x,t).

Работа, совершаемая силой F(x,t) при сдвиге сегмента M1M2(x,t) на пути ∆S за время ∆t→ 0, будет равна суммарной энергии ∆W(x,t), полученной бесконечно малым сегментом M1M2(x,t) EPL с массой ∆m, будет равна ∆W(x,t) = F(x,t)∆S = F(x,t)∆V(x,t)∆t = ∆m∆V2(x,t) (2). Где F(x,t) должна быть равна удвоенной силе F1, требующейся, согласно Fig. 7, для образования в бесконечно малом сегменте EPL только потенциальной энергии, равной энергии магнитного поля, образованном в бесконечно малом сегменте EPL.

При делении обеих частей равенства F(x,t)∆V(x,t)∆t = ∆m∆V2(x,t) на ∆V(x,t), получим уравнение F(x,t)∆t = ∆m∆V(x,t) (3) или F(x,t) = ∆m(∆V(x,t) /∆t) = ∆m a(x,t) в соответствии со вторым законом Ньютона.

Таким образом, при элементарном сдвиге бесконечно малого сегмента элементарной EPL на угол ∆α(x.t) под воздействием силы F(x,t) за время ∆t→ 0, работа илы F(x,t) dS тратится на приращение кинетической и потенциальной энергии бесконечно малого сегмента элементарной EPL.

Из схемы, изображённой на Fig. 5 и Fig. 6, видно, что при сдвиге бесконечно малого сегмента элементарной EPL на угол ∆α(x.t), сила F(x.t), действующая на сдвигаемый бесконечно малый сегмент элементарной EPL, соответствует удвоенному углу сдвига, равному 2∆α(x.t). Поэтому сила F(x.t) равна удвоенной силе F1, требующейся только для создания магнитного поля в сдвигаемом бесконечно малом сегменте элементарной EPL.

Поэтому величина силы F(x.t), требующейся для сдвига бесконечно малого сегмента элементарной EPL на угол ∆α(x.t), удовлетворяет уравнению F∆t = ∆m∆V (3), соответствующего второму закону Ньютона.

Таким образом, в теории PhEMV объясняется причина возникновения и механизм действия второго закона Ньютона.

Если бесконечно малый сегмент M1M2 EPL, расположенной вдоль оси X, начнёт двигаться с ускорением a = dV/dt, направленным вдоль положительного направления оси Y, отклоняя его относительно своего предыдущего положения на угол ∆α, то в течение времени ∆t→ 0 он будет двигаться со скоростью ∆V= (dV/dt) ∆t, равной a∆t. Этот бесконечно малый сегмент M1M2 получает за время ∆t→0 энергию, равную сумме кинетической и потенциальной энергии, равную удвоенной величине кинетической энергии, равную ∆m∆V2 (4), где ∆m - масса бесконечно малого сегмента M1M2.

Волна, созданная этим движением бесконечно малого сегмента M1M2, распространяясь со скоростью C, пройдёт за время ∆t расстояние S = C∆t.

При ∆V«C угол ∆α приращения наклона касательной к оси X, проведённый к сдвигаемому бесконечно малому сегменту EPL, равен ∆α = tg ∆α = ∆S/S = (a∆t)∆t / C ∆t = ∆V/C (5).

Объёмная плотность энергии собственного электрического поля с напряжённостью E0sin∆α(x,t), образующегося при элементарном сдвиге на угол ∆α(x.t) за время ∆t→0 каждого бесконечно малого сегмента M1M2(x,t) EPL, равна (E0sin∆α(x,t))2, а электромагнитного - 2(E0sin∆α(x,t))2 = 2E02(∆V)/C)2 = 2E02(∆V/C)2 = 2(E02/C2)∆V2 (6).

Величина объёмной плотности энергии собственного электромагнитного поля каждого движущегося бесконечно малого сегмента M1M2(x,t) с ускорением a(x,t) в любой момент времени будет равна приращению энергии (кинетической и потенциальной) единицы его объёма, равной ∆m∆V2, если в выражении 2(E0 sin∆α(x,t))2 = 2(E02/C2)∆V2 (6), выражение 2(E022) (7), является величиной массы единицы объёма электромагнитного поля этой EPL.

В этом случае выражение (E022) (8) определяет величину только массы электрического поля этой EPL.

При ∆V«C выражение ∆V/C определяет приращение наклона касательной к оси X, проведённой к сдвигаемому за время ∆t→ 0 бесконечно малому сегменту EPL, поэтому величина (1/C) (9) в выражении (5) является единичным углом отклонения EPL αед = (ед. скорости /C) = (1 см/ сек)/C см/сек.

Единичный угол возникает, например, при движении точки M EPL с фиксированной координатой X вдоль оси Y с единичной скоростью.

Объёмная плотность энергии электромагнитного поля EPL с напряжённостью его электрической компоненты ^ E0, равная (2E02), равна энергии связи между бесконечно малыми сегментами EPL.

Поэтому в теории PhEMV объёмную плотность энергии электромагнитного поля EPL можно интерпретировать как модуль упругости при растяжении и сжатии электромагнитного поля EPL.

Величина (2E02/C2) в выражении (6) определяет массу единицы объёма EPL, определяет величину объёмной плотности энергии электромагнитного поля EPL с напряжённостью его электрической компоненты E0, в которой при элементарном сдвиге на единичный угол αед = (1 см/сек)/C см/сек, возникает электромагнитное поле сдвига с объёмной плотностью электромагнитной энергии, равной работе внешней силы F при сдвиге.

Вектор напряжённости электрической компоненты возникшего при сдвиге электромагнитного поля направлен по направлению вектора силы F.

Величина объёмной плотности энергии электромагнитного поля сдвига является модулем упругости при растяжении и сжатии электромагнитного поля сдвига EPL, равна его энергии связи, силе сцепления с электромагнитным полем PhEMV.

Поэтому такое свойство электромагнитного поля, как масса, возникающая при сдвиге внешней силой его EPL, можно определить модулем упругости электромагнитного поля EPL при сдвиге, равным работе внешней силы F при элементарном сдвиге единицы объёма EPL на единичный угол αед = (1 см/сек)/C см/сек, равным объёмной плотности электромагнитной энергии, возникающей в каждом бесконечно малом сегменте EPL, отклонённом на единичный угол αед = (1 см/сек)/C см/сек в этот момент времени.

Объёмная плотность энергии собственного электрического поля бесконечно малого сегмента M1M2(X.t) (названного так в отличие от напряжённости электрического поля E0 самой EPL) равна не полной величине кинетической энергии этого бесконечно малого сегмента, а только величине его кинетической энергии, полученной при элементарном (мгновенном) сдвиге этого бесконечно малого сегмента, определяемого элементарным углом сдвига ∆α(x,t) в этот момент времени.

Работа силы F(x,t) при элементарном сдвиге бесконечно малого сегмента EPL тратится на создание кинетической и потенциальной энергии, которая равна энергии собственного электромагнитного поля, возникшей в этом бесконечно малом сегменте.

Если по EPL с напряжённостью электрического поля E0 распространяется «бегущий импульс», описываемый функцией (x,t), то, так как объёмная плотность энергии собственного электромагнитного поля, возникающего в каждый момент времени ∆t→ 0 в колеблющихся бесконечно малых сегментах EPL, будет, согласно (4), равна ∆m ∆V2 = ∆m (a(x,t) ∆t ), где ∆m = 2E02/C2 - масса электромагнитного поля бесконечно малого сегмента EPL, a(x,t) - его ускорение, то объёмная плотность энергии собственного электромагнитного поля каждой точки колеблющейся единичной EPL будет равна 2(E022)(2/t2 ∆t )2.

При синусоидальном колебании EPL с напряжённостью электрического поля E0 с амплитудой колебания, равной A = А0 cos t, движение бесконечно малого сегмента колеблющейся EPL с ускорением a(x,t) под действием силы Fx,t) определяется уравнением - 2 А0cost. Поэтому напряжённость собственного электрического поля Eψ1(x,t), возникшего в бесконечно малом сегменте колеблющейся EPL, равна Eψ1(x,t) = -Eψ1(max)cost.
  1   2




Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов