или в дифференциальной форме
Из теоремы следует, что электродинамическое равновесие тела или выделенного объема с окружающей средой устанавливается при равенстве нулю суммарного заряда этого объекта:
Ввиду этих положений современной физики недра космических тел и космическая среда принимаются электрически нейтральными в смысле отсутствия в них зарядов.
Ниже показывается, что это не так.
I. ВЫВОД РЕАЛЬИЗУЮЩЕГОСЯ УСЛОВИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ ТЕЛ И СРЕД.
Отметим, что теорема Гаусса действительна только при условии бесконечности силовых линий центральных полей, что соответствует строгой обратно квадратичной зависимости напряженности центрального поля в диапазоне расстояний от поверхности заряда до бесконечности. Представление о бесконечно длинных радиальных силовых линиях центральных полей неявно предполагает абсолютную прозрачность материи для поля, что несовместимо с фактом силового взаимодействия элементов материи – протонов и электронов через поля.
МАТЕРИЯ НЕ МОЖЕТ ВЗАИМОДЕЙСТВОВАТЬ ЧЕРЕЗ ПОЛЯ И ОДНОВРЕМЕННО БЫТЬ АБСОЛЮТНО ПРОЗРАЧНОЙ ДЛЯ ЭТИХ ПОЛЕЙ. МАТЕРИЯ ДОЛЖНА БЫТЬ НЕПРОЗРАЧНОЙ ДЛЯ ПОЛЯ И ОСЛАБЛЯТЬ ЕГО.
Ослабление напряженности однородного поля E непрозрачной материей описывается зависимостью
где ρ – плотность массы среды, αе – коэффициент ослабления электрического поля с физическим смыслом столба материи, за которым поле ослабляется в е раз.
После интегрирования напряженность электрического поля E(r) за экраном с массовой толщиной ρr выражается зависимостью
а радиальная зависимость напряженности центрального поля точечного заряда в среде с ненулевой плотностью массы имеет вид
Эта зависимость соответствует графическому представлению поля в виде радиальных силовых линий разной конечной длины.
Из этого следует, что
ТЕОРЕМА ГАУССА – ЭТО ЧИСТО МАТЕМАТИЧЕСКОЕ УТВЕРЖДЕНИЕ, СПРАВЕДЛИВОЕ ТОЛЬКО ДЛЯ ОДИНОЧНОГО ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА ПОЛЯ С УСЛОВНО БЕСКОНЕЧНЫМИ СИЛОВЫМИ ЛИНИЯМИ. ЭТА АБСТРАКТНАЯ СИТУАЦИЯ НЕ ИМЕЕТ ОТНОШЕНИЯ К РЕАЛЬНОСТИ.
Между тем в современной физике теорема представлена как отражающая реальность.
Использование следствий теоремы приводит к ошибочному условию электрического равновесия тел и сред, к искаженному представлению об электрическом функционировании окружающего нас мира.
Для вывода действующего в реальных условиях электродинамического равновесия тел и сред достаточно проинтегрировать поля зарядов бесконечного полупространства с плотностями массы ρ и заряда q из некоторой точки его поверхности с учетом непрозрачности материи для полей (2). Интегрирование приводит к выражению напряженности поля на плоской поверхности заряженного бесконечного полупространства
При контакте двух бесконечных полупространств с плотностями зарядов и масс
Напряженность поля на поверхности раздела двух полупространств равна
Из этого выражения следует, что ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ДВУХ КОНТАКТИРУЮЩИХ МАКРОТЕЛ ИЛИ СРЕД ДОСТИГАЕТСЯ ПРИ РАВЕНСТВЕ В НИХ ОТНОШЕНИЙ ПЛОТНОСТЕЙ ЗАРЯДОВ И МАСС :
или
Размеры D тел или сред, которые можно рассматривать как бесконечные полупространства, определяются условием
где – радиус экранирования электростатического поля материей, определяемый как толщина экрана, за которым однородное электростатическое поле ослабляется в е раз. (Более детальное рассмотрение темы показывает, что условие равновесия действительно и для тел меньших размеров.)
Расчетное значение коэффициента
Оно соответствует полной непрозрачности протона для внешнего электростатического поля в пределах его радиуса
II. НЕКОТОРЫЕ СЛЕДСТВИЯ РЕАЛИЗУЮЩЕГОСЯ УСЛОВИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ ТЕЛ И СРЕД.
Из условия электрического равновесия (5) следует, что все тела и среды, находящиеся в электрическом равновесии, заряжены в объеме. Это следствие допускает экспериментальные проверки. Вот две из них.
1. СВЯЗЬ ГЕОМАГНИТНОГО МОМЕНТА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ АТМОСФЕРЫ.
Размеры Земли допускают использование соотношений (3) (4) с большим запасом.
Выражение (3) позволяет вычислить объемный заряд Земли. Для этого отношение средних плотностей заряда и массы в земных недрах достаточно заменить на отношение заряда и массы Земли
Известно, что Земля заряжена отрицательно. В атмосфере действует некоторая напряженность поля, порождающая ток через атмосферу. Согласно (5) напряженность поля в атмосфере создается отрицательными объемными зарядами приземного слоя Земли. В логике физики близкодействия между Землей и космической средой имеется разность потенциалов. Через проводящую атмосферу течет ток разрядки Земли. Среднее приземное значение напряженности электрического поля составляет 100 В/м и складывается из двух противонаправленных компонент. Одна – от отрицательных объемных зарядов Земли, вторая - от тоже отрицательных зарядов приземной атмосферы. (Радиус ослабления электрического поля (6) требует учета полей зарядов слоя атмосферы, толщиной до 600 м.) Для выделения поля зарядов только Земли и хотя бы частичного исключения полей зарядов атмосферы следует брать максимальные наблюдаемые приземные величины напряженности поля атмосферы безоблачной погоды. Максимальные значения наблюдались в частности в горах при безоблачной погоде и ветре (до =500 В/м) [1] или над водными поверхностями (до 600 В/м).[2] (Над водой повышение напряженности поля носит название электродного эффекта.)
Выражение для вычисление отрицательного объемного заряда Земли на основе (3) с учетом (6) имеет вид
приводят к величине объемного отрицательного заряда Земли
Для сравнения, в принятой грозовой гипотезе атмосферного электричества отрицательный заряд Земли считается поверхностным и равным
Значение объемного заряда Земли (8) может быть использовано для расчета геомагнитного момента с помощью выражения для магнитного момента объемно заряженного вращающегося шара
где S, Q - площадь большого круга и заряд шара, Т – период вращения.
Использование выражения для земного шара приводит к величине геомагнитного момента
которая совпадает с другими оценками современного геомагнитного момента. Полученный результат удовлетворительно описывает не только величину геомагнитного момента, но и его детали, в частности:
- известное несовпадение оси геомагнитного момента с осью вращения Земли и ее перемещение объясняется повышенной плотностью массы (и , следовательно, заряда) твердого ядра Земли и несовпадением центра ядра с центром земного шара;
- известное вековое ослабление геомагнитного момента объясняется вековым уменьшением объемного заряда Земли за счет электрического тока разрядки через атмосферу.
В этих представлениях связь тока через атмосферу со скоростью ослабления геомагнитного момента определяется согласно (9) зависимостью
Оба параметра – скорость ослабления геомагнитного момента и суммарный ток через атмосферу - измерены непосредственно. Скорость ослабления геомагнитного момента оценивается в
а ток через атмосферу принимается равным .
Из соотношения (10) следует, что наблюдаемое ослабление геомагнитного момента соответствует току через атмосферу величиной 3100 А. Несовпадение расчетных величин тока двумя методами возможно обусловлено сложностями оценки тока земля - космос с помощью непосредственных, но точечных измерений плотностей тока на местности. Оценка тока через параметры магнетизма (10) более надежна т.к. ослабление геомагнитного момента имеет глобальный характер, а магнитные измерения более точны.
2. ПРАМОЕ НАБЛЮДЕНИЕ РЕАЛИЗУЮЩЕГОСЯ УСЛОВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ.
Условие равновесия (5) допускает непосредственную экспериментальную проверку. Такая проверка была реализована в 1981 г. В ней использовалось экспериментальное устройство, состоявшее из проводящего металлического тела массой в 2 кг, заключенного в толстый проводящий экран. Между телом и экраном измерялся электрический ток. Устройство помещалось на самолет, летавший на разных высотах, где величины отношения плотностей зарядов и масс в воздухе в радиусе экранирования (600 м) заведомо разные. Согласно теореме Гаусса ток между телом и экраном не может зависеть от плотностей заряда и массы окружающей среды, в то время как согласно физике близкодействия – должен зависеть.
ПОЛЕТЫ ПОКАЗЫВАЛИ ЧЕТКУЮ ЗАВИСИМОСТЬ ТОКА МЕЖДУ ТЕЛОМ И ЭКРАНОМ ОТ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА И ВРЕМЕНИ СУТОК.
III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Совокупность положительных результатов проверок позволяет заключить, что В МИРЕ РЕАЛИЗУЕТСЯ УСЛОВИЕ ЭЛЕКТРИЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ ТЕЛ И СРЕД (5).
Из этого следует ряд теоретически и практически важных следствий:
1. Из факта существования электрического тока разрядки Земли через атмосферу следует, что в нашу эпоху Земля с атмосферой находится в заряженном состоянии относительно космической среды. Заряд земли отрицательный.
2. Расчетное характерное время τ разрядки Земли через электрически проводящую атмосферу приводит к величине
Это время означает, что в первые века нашей эры, отрицательный заряд Земли увеличивался. Земля заряжалась током из космоса обратного направления при разности потенциалов между Землей и космосом противоположного знака. Согласно (4) это было возможно только при другом значении отношения плотностей заряда и массы в космосе.
3. Из пункта 2 следует, что КОСМОС ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕН И ОТНОШЕНИЕ ЗАРЯДА К МАССЕ В КОСМИЧЕСКОЙ СРЕДЕ ЦИКЛИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕТСЯ, т.е. что через солнечную систему проходят волны отношения плотностей заряда и массы. Периоды волн различны. Волны накладываются друг на друга. Наиболее известными и постоянно действующими являются волны (циклы) с длительностью 22 года. В 22-летних волнах (циклах) Солнце перезаряжается и получает энергию извне на излучение (количественные оценки это подтверждают). В более длительных циклах перезаряжается Земля. В течение миллионов лет Земля много раз перезаряжалась и геомагнитный диполь неоднократно менял направление на обратное. От регулярности поступления в солнечную систему космических волн, от амплитуд этих волн, от величин тока через земную атмосферу зависела средняя температура земной атмосферы. Возникали тропические и ледниковые периоды. Более полное и количественное описание процессов на Земле, в космосе и на Солнце, логически вытекающие из физики близкодействия и нового условия электрического равновесия, приведено в [3].
4. Реализующееся условие электродинамического равновесия сред и тел имеет большое практическое значение при расчетах электризации летательных аппаратов и зондов в атмосфере и космосе, для понимания механизмов заряжения тел и полупроводников на земле.
ЛИТЕРАТУРА.
1. Чалмерс. Дж. Атмосферное электричество. Ленинград. Гидрометеоиздат.1974. С.136.
2. Красногорская Н.В. Электриество нижних слоев атмосферы и методы его измерения.-Л.: Гидрометеоиздат. 1972. С.98.
3. Похмельных Л.А. Электрическая вселенная. Новая физика. Под ред. акад. РАН Д.С. Стребкова. –М.: САМполиграфист. 2019. 270 с. http://www.physlev.pro.
Добавлено спустя 1 день 18 часов 48 минут 32 секунды:
В четвертом выражении без номера вкралась опечатка. Должно быть
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
