О некоторых магнитных явлениях

Размещено на http://www.allbest.ru/

О некоторых магнитных явлениях

Ю.П. Сенин

В данной статье рассмотрены: взаимодействия электронов проводимости со структурными элементами светоносной среды, магнитно-реактивные силы, электромагнитная индукция, электромагнитная инерция, индуктивность, скин-эффект, самофокусировка. При рассмотрении магнитных явлений использована концепция спинового взаимодействия электронов проводимости со структурными элементами светоносной среды. Такой подход позволил выявить глубинную природу магнитных сил. Выяснилось, что магнитными силами являются всем известные реактивные силы отдачи. По-новому определились и некоторые другие свойства магнитных проявлений.

В основе всех магнитных явлений лежит спиновое взаимодействие любых элементарных частиц, обладающих зарядом и спином, со структурными элементами светоносной среды. Рассмотрение этих взаимодействий ограничим взаимодействиями электронов проводимости.

Магнитное взаимодействие электрона со структурными элементами светоносной среды, как минимум, двояко:

- электрон при магнитном взаимодействии формирует магнитные вихри, которые можно определить, как элементарный магнитный фотон. Суммарное силовое влияние множества магнитных вихрей, (сформированных множеством электронов) производимое в окружающем пространстве будет различным в зависимости от взаимной ориентации магнитных вихрей, взаимного положения точки измерения и зарядов, а также от расстояния точки измерения от зарядов. Например, при хаотической ориентации магнитных вихрей силовое влияние их вне зарядов будет равно нулю, а при параллельной ориентации - больше нуля.

- электрон, формируя магнитный вихрь, испытывает реактивные силы отдачи, которые появляются вследствие разгона и отбрасывания в пространство попадающих на электрон диполей Планка. Назовём такие силы магнитно-реактивными.

Формируемые электронами магнитные вихри, взаимодействуя с другими электронами проводника, поглощаются ими. Магнитные вихри, сформированные внешними электронами тела, могут излучиться в пространство. При хаотической ориентации магнитных вихрей это излучение необнаружимо, а при упорядоченной (параллельной) ориентации, например, в проводнике с током, это излучение воспринимается как магнитное поле тока. магнитный электрон реактивный

Взаимодействия электронов проводимости со структурными элементами светоносной среды могут происходить при различных условиях движения электрона относительно светоносной среды. Рассмотрим некоторые из них.

1. Электрон не движется поступательно относительно светоносной среды.

В этом случае магнитно-реактивные силы, вследствие хаотичности движения структурных элементов светоносной среды, симметричны относительно оси вращения электрона. Электрон не смещается относительно светоносной среды.

2. Электрон движется поступательно относительно светоносной среды.

Скорость электрона направлена вдоль оси вращения.

При таком движении магнитно-реактивные силы симметричны относительно оси вращения электрона. Силы скоростного напора структурных элементов светоносной среды тормозят движение электрона.

Направление скорости движущегося электрона составляет некоторый угол с его осью вращения.

При таком движении магнитно-реактивные силы не симметричны относительно оси вращения. Вследствие этого появляется суммарная составляющая от действующих на электрон элементарных магнитно-реактивных сил. Эта суммарная сила касательна к поверхности электрона и будет искривлять траекторию движения электрона..

Величина суммарной составляющей магнитно-реактивных сил является функцией как скорости переносного движения электрона относительно светоносной среды, так и угла между направлением оси вращения электрона и направлением скорости переносного движения электрона. Несимметричность магнитно-реактивных сил порождает момент силы (относительно центра масс электрона), вследствие действия которого появится прецессионное движение электрона.

Любое движение электрона в светоносной среде порождает скоростной напор со стороны структурных элементов светоносной сред, направленный против этого движения. Каждому из скоростных напоров можно поставить в соответствие магнитный поток, направленный против соответствующего движения электрона.

3. Электрон движется в магнитном потоке. Ось вращения электрона составляет некоторый угол и с направлением потока и с направлением движения электрона относительно потока.

Несимметричность магнитно-реактивных сил (от действующих на электрон магнитных потоков) порождает моменты сил и, следовательно, соответствующие прецессионные движения оси электрона. Прецессионные движения порождают скоростной напор, который… и т.д. Картина взаимодействий получается сложной.

При одновременном и одинаковом силовом воздействии на множество электронов проводимости, например, при движении проводника поперёк магнитного потока, происходит единообразная ориентация спинов электронов проводимости.

Вследствие единообразной ориентации спинов множества электронов проводимости, например, в проводнике с током, вокруг проводника возникает множество единообразно ориентированных магнитных вихрей. В макромире это множество магнитных вихрей идетинфицируется как множество силовых магнитных линий, т.е. как, так называемое, магнитное поле.

О магнитном потоке.

Любой физический поток определим, как локализованное в пространстве физическое движение (поступательное или вращательное) любых физических сущностей. Магнитный поток, например, внутри соленоида, будет определяться движением множества структурных элементов магнитных вихрей, которые формируются токовыми электронами в витках соленоида. Магнитные вихри состоят из множества замкнутых в пространстве силовых цепочек, каждая из которых состоит из множества диполей Планка.

Магнитные вихри являются динамическими структурами. Они вращаются вокруг своего центра масс и расширяются во вне. Частота обновления магнитных вихрей равна частоте генерации этих вихрей токовыми электронами соленоида.

Магнитно-реактивные силы.

Магнитно-реактивные силы возникают при вращательном взаимодействии электрона со структурными элементами светоносной среды или магнитных потоков. Магнитно-реактивные силы являются силовой реакцией электрона при ускорении и отбрасывании, упавших на поверхность электрона диполей Планка. Вследствие своего происхождения эти силы всегда касательны к поверхности электрона. Магнитно-реактивные силы являются причинами многих магнитных явлений. Рассмотрим некоторые из них.

Электромагнитная индукция. Электромагнитную индукцию определим как процесс спинового взаимодействия множества электронов проводимости с магнитными потоками, например, в проводнике, который движется поперёк магнитного потока, В результате такого взаимодействия в этом проводнике создаётся единообразная ориентация спинов электронов проводимости. Из ранее сказанного понятно, что единообразной ориентации спинов множества электронов проводимости, например, в проводнике, можно поставить в соответствие электрический ток в этом проводнике.

Электромагнитная инерция.

У электронов электрическое и магнитное силовые влияния всегда ортогональны друг другу. Это порождает два свойства электромагнитной инерции: свойство электрической инерции и свойство магнитной инерции.

1. Свойство электрической инерции.

Свойство электрической инерции проявляется, как противодействие системы электронов проводимости изменению состояния ориентации электрических осей этих электронов. Состояние ориентации может быть хаотическим или упорядоченным. Степень упорядоченной ориентации спинов электронов проводимости увеличивается от хаотического состояния ориентации к состоянию, при котором спины электронов, либо параллельны, либо антипараллельны.

Свойство электрической инерции реализуется зарядовыми силами электронов проводимости. Зарядовые силы противодействуют возрастанию энергии положения электронов проводимости, энергия положения которых увеличивается при увеличении степени упорядоченности ориентации спинов этих электронов.

2. Свойство магнитной инерции.

Свойство магнитной инерции проявляется, как противодействие электронов проводимости, ориентация спинов которых упорядочена, уменьшению этой упорядоченной (параллельной) ориентации. Это свойство реализуется магнитно-реактивными силами.

Необходимое пояснение. Необходимо ясно понимать, что проявление любого вида инерции происходит как противодействие любому изменению любого параметра состояния любой физической сущности. При прямолинейном равномерном движении тела движущие силы, и, следовательно, противодействующие им силы инерции равны нулю. Следовательно, свойство инерции в этом случае не реализуется. Отсюда следует, что равномерное прямолинейное движение не является движением по инерции. Соблюдая математическую формальность можно сказать, что прямолинейное равномерное движение является нулевым проявлением свойства инерции. Для усвоения правильной трактовки понятия инерции будет полезно ознакомиться со статьёй об инерции по ссылке: new-idea.kulichki.net/pubfiles/111114230349.doc

В электрических цепях электромагнитная инерция противодействует изменению электрических параметров тока. Рассмотрим несколько примеров.

Об индуктивности. За индуктивность в современной физике принимается коэффициент пропорциональности между током, протекающим по замкнутому контуру, и, создаваемым эти током магнитным потоком внутри этого контура. Это частный случай индуктивности. Любой электрон проводимости, как элементарная единица тока, находясь в светоносной среде или в магнитном потоке, всегда формирует магнитные вихри. Из магнитных вихрей, формируемых множеством электронов, образуется в пространстве силовое магнитное влияние, которое назвали магнитным полем. Это силовое влияние может быть нулевым, когда магнитные вихри ориентированы хаотически, или антипараллельно, и больше нуля, когда вихри ориентированы, в той или иной степени, единообразно.

Для обеспечения наибольшего магнитного силового влияния в локальной области пространства, необходимо ориентировать спины наибольшего количества электронов таким образом, чтобы структурные элементы магнитных вихрей, формируемых этими электронами, двигались в этой области в одном направлении.

Определим индуктивность любого элемента электрической цепи, как количество магнитно-взаимосвязанных токовых электронов в этом элементе. Следовательно, индуктивность элемента пропорциональна магнитно-реактивным силам, действующим на токовые электроны в этом элементе, и, следовательно, пропорциональна величине электромагнитной инерции этого элемента.

Скин-эффект. В проводнике круглого сечения, вследствие его осевой симметрии, магнитная взаимосвязанность токовых электронов увеличивается от наружной поверхности проводника к его центру. Поэтому переориентация спинов токовых электронов в центре проводника будет происходить медленнее, чем на наружной поверхности проводника. По этой причине возникнет разность фаз между состоянием спиновой ориентации электронов проводимости на наружной поверхности проводника и в его центре. Как только разность фаз станет равной п/2, то ток в центральной области проводника прекратится, а электрические оси электронов проводимости будут направлены от центра по радиусам. При увеличении частоты указанная ориентация спинов будет распространяться к наружной поверхности проводника. Понятно, что для уменьшения скин-эффекта нужно уменьшить магнитную взаимосвязанность токовых электронов в проводнике, например, выполнить проводник плоским.

Зарядовые силы, которые действуют вдоль электрических осей электронов, будут расталкивать диаметрально расположенные электроны проводимости от оси симметрии проводника к его поверхности. Поэтому электроны проводимости сместятся из центра проводника к его поверхности. Степень поляризации проводника будет увеличиваться при повышении частоты тока. Опытное обнаружение этой поляризации было бы очень полезно.

Индуктивность в электрической цепи с переменным током. Магнитная взаимосвязанность токовых электронов в катушке индуктивности больше, чем у прямолинейного проводника, и пропорциональна числу витков катушки. По причине большой магнитной взаимосвязанности фаза ориентации спинов токовых электронов в катушке индуктивности будет отставать от фазы токовых электронов вне катушки. При разности фаз (в пределе) равной п/2 ток в катушке индуктивности прекратится.

При этом электрические оси электронов проводимости будут (в пределе) нормальны оси провода, и колебаться в противофазе с током вне катушки. Возникло противоречие: тока в катушке нет, но силовое влияние генератора в катушке есть, так как положение электрических осей электронов проводимости и их колебательные движения сохраняются.

Электроны проводимости, находящиеся на диаметрально противоположных участках любого витка катушки индуктивности имеют антипараллельные спины. Вследствие этого магнитно-реактивные силы оттесняют их к внешней стороне витка. Применив некоторые конструктивные приёмы можно обнаружить эту поляризацию.

Самофокусировка. Ускорение элементарных частиц на ускорителях производится электрическими силами вдоль электрических осей частиц. Поэтому спины ускоряемых частиц ориентированы либо по направлению движения, либо против движения. Вероятнее всего в случайной пропорции. Нам известно, что магнитно-реактивные силы сближают электроны с параллельными спинами - это и есть один из возможных механизмов самофокусировки электронов. Электроны с антипараллельными спинами, либо рассеиваются, либо переориентируются в пары с параллельными спинами. Этот принцип применим к любым частицам, которые обладают электрическим зарядом и спином.

Пучок ускоряемых частиц будет ориентировать спины электронов проводимости в стенках электропроводного канала ускорения антипараллельно спинам ускоряемых частиц. Так как частицы с антипараллельными спинами как бы отталкиваются друг от друга, то пучок ускоряемых частиц этими силами будет сжиматься.

Некоторые применения эффекта сжатия ускоряемого пучка при антипараллельных спинах.

1. Если внутреннюю поверхность канала ускорения или определённых участков его выполнить электропроводной, то, пропуская по ним электрический ток соответствующего направления, можно усилить эффект сжатия ускоряемого пучка.

2.Если множество свободных заряженных частиц сильно обжать магнитными силами, то (при большой параллельности их электрических осей) электрические силы будут расталкивать последовательно расположенные электроны, т.е. ускорять их.

3.Если пучок ускоренных частиц в зоне перед мишенью обжать магнитными силами, то эффект взаимодействия частиц с мишенью может усилиться.

Сверхпроводимость. Упорядоченная ориентация спинов токовых электронов частично разрушается тепловыми взаимодействиями этих электронов со структурными элементами материала проводника. Это не что иное, как один из аспектов активного электрического сопротивления. При температуре характерной для соответствующего сверхпроводника силы указанных тепловых взаимодействий будут меньше магнитно-реактивных сил, действующих на токовые электроны с параллельными спинами. Понятно, что при этих условиях упорядоченная (параллельная) ориентация спинов токовых электронов не разрушается и, следовательно, не требуется затрачивать энергию на восстановление этой ориентации.

Понятно, что для повышения температуры перехода в сверхпроводящее состояние необходимо увеличить магнитно-реактивные силы приталкивания, действующие между электронами с параллельными спинами. Для этого нужно увеличить магнитную взаимосвязанность токовых электронов в сверхпроводнике, например, выполнить его в форме катушки индуктивности с магнитомягким сердечником. Можно предположить, что температура перехода в сверхпроводящее состояние является функцией не только материала сверхпроводника, но и величины индуктивности этого сверхпроводника. Опытная проверка этого утверждения была бы очень полезной.

Размещено на Allbest.ru