Žiarovka horí proti zákonom fyziky

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Princípy fungovania žiaroviek sa nám zdajú také jasné a zrejmé, že takmer nikto nepremýšľa o mechanike ich práce. Napriek tomu tento jav skrýva obrovskú záhadu, ktorá ešte nie je úplne objasnená.

Najprv predhovor o tom, ako tento článok vznikol.

Asi pred piatimi rokmi som sa zaregistroval na niektorom študentskom fóre a uverejnil som tam článok o tom, aké chyby robí naša akademická veda pri výklade mnohých základných ustanovení, ako tieto chyby opravuje alternatívna veda a ako akademická veda bojuje proti alternatíve lepením nálepky na to " pseudovedu " a obviňujúc ho zo všetkých smrteľných hriechov. Môj článok visel vo verejnej sfére asi 10 minút, potom bol hodený do žumpy. Okamžite ma poslali do zákazu na dobu neurčitú a zakázali mi vystupovať s nimi. O niekoľko dní neskôr som sa rozhodol zaregistrovať na iných študentských stránkach, aby som to skúsil znova s uverejnením tohto článku. Ukázalo sa však, že na všetkých týchto stránkach som už bol na čiernej listine a moja registrácia bola zamietnutá. Pokiaľ som pochopil, medzi študentskými fórami prebieha výmena informácií o neželaných osobách a umiestnenie na čiernej listine na jednej stránke znamená automatický útek od všetkých ostatných.

Potom som sa rozhodol ísť do časopisu Kvant, ktorý sa špecializuje na populárno-náučné články pre školákov a vysokoškolákov. No keďže v praxi je tento časopis predsa len viac orientovaný na školské publikum, musel byť článok značne zjednodušený. Vyhodil som odtiaľ všetko o pseudovede a nechal som len popis jedného fyzikálneho javu a dal som mu novú interpretáciu. To znamená, že článok sa zmenil z technickej publicistiky na čisto technický. Nečakal som však na odpoveď redakcie na moju žiadosť. A predtým mi vždy prišla odpoveď z redakcií časopisov, aj keď redakcia môj článok odmietla. Z toho som usúdil, že v redakcii som tiež na čiernej listine. Takže môj článok nikdy neuzrel svetlo sveta.

Uplynulo päť rokov. Rozhodol som sa opäť osloviť redakciu Kvant. O päť rokov neskôr však na moju žiadosť neprišla žiadna odpoveď. To znamená, že som stále na ich čiernej listine. Preto som sa rozhodol už nebojovať s veternými mlynmi a uverejniť článok tu na stránke. Samozrejme, škoda, že to neuvidí drvivá väčšina školákov. Ale tu nemôžem nič robiť. Takže tu je samotný článok…

Prečo svieti svetlo?

Pravdepodobne na našej planéte nie je taká osada, kde nebudú žiadne elektrické žiarovky. Veľké a malé, fluorescenčné a halogénové, pre vreckové baterky a výkonné vojenské svetlomety – udomácnili sa v našich životoch tak pevne, že sa stali známymi ako vzduch, ktorý dýchame. Princípy fungovania žiaroviek sa nám zdajú také jasné a zrejmé, že takmer nikto nepremýšľa o mechanike ich práce. Napriek tomu tento jav skrýva obrovskú záhadu, ktorá ešte nie je úplne objasnená. Skúsme to vyriešiť sami.

Majme bazén s dvomi rúrami, z ktorých jedným prúdi voda do bazéna, druhým sa z neho vylieva. Predpokladajme, že každú sekundu vnikne do bazéna 10 kilogramov vody a v samotnom bazéne sa 2 z týchto desiatich kilogramov magicky premenia na elektromagnetické žiarenie a vyhodia von. Otázka: koľko vody opustí bazén iným potrubím? Pravdepodobne aj prvák odpovie, že to bude trvať 8 kilogramov vody za sekundu.

Trochu zmeníme príklad. Nech sú elektrické drôty namiesto potrubia a elektrická žiarovka namiesto bazéna. Zvážte situáciu ešte raz. Jeden drôt do žiarovky obsahuje povedzme 1 milión elektrónov za sekundu. Ak predpokladáme, že časť z tohto milióna sa premení na svetelné žiarenie a vyžaruje sa z lampy do okolitého priestoru, potom cez druhý drôt opustí lampu menej elektrónov. Čo ukážu merania? Ukážu, že elektrický prúd v obvode sa nemení. Prúd je tok elektrónov. A ak je elektrický prúd v oboch vodičoch rovnaký, znamená to, že počet elektrónov opúšťajúcich lampu sa rovná počtu elektrónov vstupujúcich do lampy. A svetelné žiarenie je druh hmoty, ktorá nemôže pochádzať z dokonalej prázdnoty, ale môže pochádzať len z iného druhu. A ak sa v tomto prípade nemôže objaviť svetelné žiarenie z elektrónov, odkiaľ sa potom berie hmota vo forme svetelného žiarenia?

Tento jav žiary elektrickej žiarovky sa dostáva aj do rozporu s jedným veľmi dôležitým zákonom fyziky elementárnych častíc - zákonom zachovania takzvaného leptónového náboja. Podľa tohto zákona môže elektrón zaniknúť emisiou gama kvanta iba v reakcii anihilácie s jeho antičasticou, pozitrónom. Ale v žiarovke nemôžu byť žiadne pozitróny ako nosiče antihmoty. A potom sa dostávame doslova do katastrofálnej situácie: všetky elektróny vstupujúce do žiarovky cez jeden drôt opúšťajú žiarovku cez druhý drôt bez akýchkoľvek anihilačných reakcií, no zároveň sa v samotnej žiarovke objavuje nová hmota vo forme svetelného žiarenia.

A tu je ďalší zaujímavý efekt spojený s drôtmi a lampami. Slávny fyzik Nikola Tesla pred mnohými rokmi vykonal záhadný experiment s prenosom energie cez jeden drôt, ktorý za našich čias zopakoval ruský fyzik Avramenko. Podstata experimentu bola nasledovná. Vezmeme najbežnejší transformátor a pripojíme ho s primárnym vinutím k elektrickému generátoru alebo sieti. Jeden koniec drôtu sekundárneho vinutia jednoducho visí vo vzduchu, druhý koniec potiahneme do ďalšej miestnosti a tam ho pripojíme na mostík štyroch diód s elektrickou žiarovkou uprostred. Privedieme napätie na transformátor a svetlo sa rozsvietilo. Ale koniec koncov sa k nemu tiahne len jeden drôt a na fungovanie elektrického obvodu sú potrebné dva drôty. Zároveň sa podľa vedcov, ktorí tento jav skúmajú, drôt idúci k žiarovke vôbec nezohrieva. Nezohrieva sa tak, aby sa namiesto medi alebo hliníka dal použiť akýkoľvek kov s veľmi vysokým odporom, a stále zostane studený. Navyše je možné zmenšiť hrúbku drôtu na hrúbku ľudského vlasu a napriek tomu bude inštalácia fungovať bez problémov a bez vytvárania tepla v drôte. Doteraz nikto nedokázal vysvetliť tento jav prenosu energie cez jeden drôt bez akýchkoľvek strát. A teraz sa pokúsim vysvetliť tento jav.

Vo fyzike existuje taký koncept - fyzikálne vákuum. Nemalo by sa zamieňať s technickým vákuom. Technické vákuum je synonymom prázdnoty. Keď z nádoby odstránime všetky molekuly vzduchu, vytvoríme technické vákuum. Fyzikálne vákuum je úplne iné, je akýmsi analógom všeprestupujúcej hmoty alebo prostredia. Všetci vedci pracujúci v tejto oblasti nepochybujú o existencii fyzikálneho vákua, pretože jeho realitu potvrdzujú mnohé známe fakty a javy. Dohadujú sa o prítomnosti energie v ňom. Niekto hovorí o extrémne malom množstve energie, iní sa prikláňajú k názoru na extrémne obrovské množstvo energie. Nie je možné presne definovať fyzikálne vákuum. Ale môžete poskytnúť približnú definíciu prostredníctvom jeho charakteristík. Napríklad toto: fyzikálne vákuum je špeciálne všetko prenikajúce médium, ktoré tvorí priestor vesmíru, generuje hmotu a čas, zúčastňuje sa mnohých procesov, má obrovskú energiu, ale nie je pre nás viditeľné pre nedostatok potrebných zmyslových orgánov a preto sa nám zdá prázdnotou. Zvlášť treba zdôrazniť: fyzikálne vákuum nie je prázdnotou, len sa zdá, že je prázdnotou. A ak zaujmete túto pozíciu, veľa hádaniek sa dá ľahko vyriešiť. Napríklad hádanka zo zotrvačnosti.

Čo je to zotrvačnosť, stále nie je jasné. Navyše, jav zotrvačnosti dokonca odporuje tretiemu zákonu mechaniky: akcia sa rovná reakcii. Z tohto dôvodu sa niekedy zotrvačné sily dokonca snažia vyhlásiť za iluzórne a fiktívne. Ak ale v prudko zabrzdenom autobuse padneme pod vplyvom zotrvačných síl a dostaneme hrbolček na čele, nakoľko iluzórny a fiktívny tento hrbolček bude? V skutočnosti zotrvačnosť vzniká ako reakcia fyzického vákua na náš pohyb.

Keď sadneme do auta a stlačíme plyn, začneme sa pohybovať nerovnomerne (zrýchlene) a týmto pohybom gravitačného poľa nášho tela deformujeme štruktúru fyzického vákua, ktoré nás obklopuje, dodávajúc mu určitú energiu. A vákuum na to reaguje vytváraním zotrvačných síl, ktoré nás ťahajú späť, aby nás nechali v kľude a tým eliminovali z neho vnášanú deformáciu. Na prekonanie zotrvačných síl je potrebné veľké množstvo energie, čo sa premieta do vysokej spotreby paliva na zrýchlenie. Ďalší rovnomerný pohyb nijako neovplyvňuje fyzikálne vákuum, a preto nevytvára zotrvačné sily, preto je spotreba paliva na rovnomerný pohyb menšia. A keď začneme spomaľovať, opäť sa pohybujeme nerovnomerne (pomalšie) a opäť svojim nerovnomerným pohybom deformujeme fyzikálne vákuum a ono na to opäť reaguje vytváraním zotrvačných síl, ktoré nás ťahajú dopredu, aby sme zostali v stave rovnomerného priamočiareho pohybu. keď nedochádza k vákuovej deformácii. Teraz však už energiu neprenášame do podtlaku, ale ono nám ju dáva a táto energia sa uvoľňuje vo forme tepla v brzdových doštičkách auta.

Takýto zrýchlený-rovnomerný-spomalený pohyb auta nie je nič iné ako jeden cyklus oscilačného pohybu nízkej frekvencie a obrovskej amplitúdy. V štádiu zrýchlenia sa do vákua vnáša energia, v štádiu spomalenia sa vákuum energiu vzdáva. A najzaujímavejšie je, že vákuum môže vydať viac energie, ako predtým od nás dostalo, pretože on sám má obrovské zásoby energie. V tomto prípade nedochádza k porušeniu zákona zachovania energie: koľko energie nám dá vákuum, presne toľko energie z neho dostaneme. Ale vzhľadom na to, že fyzické vákuum sa nám zdá byť prázdnotou, bude sa nám zdať, že energia vzniká odnikiaľ. A také skutočnosti zjavného porušenia zákona o zachovaní energie, keď sa energia objavuje doslova z prázdnoty, sú vo fyzike už dávno známe (napríklad pri akejkoľvek rezonancii sa uvoľní taká obrovská energia, že rezonujúci objekt môže dokonca skolabovať).

Obvodový pohyb je tiež typom nerovnomerného pohybu aj pri konštantnej rýchlosti, pretože v tomto prípade sa mení poloha vektora rýchlosti v priestore. Následne takýto pohyb deformuje okolité fyzikálne vákuum, ktoré na to reaguje vytváraním odporových síl vo forme odstredivých síl: tie sú vždy smerované tak, aby trajektóriu pohybu narovnali a urobili ju priamočiarou, keď vákuum nie je. deformácia. A na prekonanie odstredivých síl (alebo na udržanie vákua spôsobeného rotáciou) musíte vynaložiť energiu, ktorá ide do samotného vákua.

Teraz sa môžeme vrátiť k fenoménu žiary žiarovky. Pre jeho fungovanie musí byť v obvode prítomný elektrický generátor (aj keď je tam batéria, aj tak bola raz nabíjaná z generátora). Rotácia rotora elektrického generátora deformuje štruktúru susedného fyzikálneho vákua, v rotore vznikajú odstredivé sily a energia na prekonanie týchto síl odchádza z primárnej turbíny alebo iného zdroja rotácie do fyzikálneho vákua. Pokiaľ ide o pohyb elektrónov v elektrickom obvode, tento pohyb nastáva pôsobením odstredivých síl vytvorených vákuom v rotujúcom rotore. Keď elektróny vstúpia do vlákna žiarovky, intenzívne bombardujú ióny kryštálovej mriežky a tie začnú prudko vibrovať. Pri takýchto vibráciách sa štruktúra fyzikálneho vákua opäť deformuje a vákuum na to reaguje vyžarovaním svetelných kvánt. Keďže vákuum samo o sebe je druh hmoty, odstraňuje sa predtým zaznamenaný rozpor v objavovaní sa hmoty odnikiaľ: jedna forma hmoty (svetelné žiarenie) vzniká z inej svojho druhu (fyzikálne vákuum). Samotné elektróny v takomto procese nezmiznú a nepremenia sa na niečo iné. Koľko elektrónov teda vstúpi do žiarovky cez jeden drôt, presne rovnaké množstvo vyjde cez druhý. Prirodzene, energia kvanta sa tiež odoberá z fyzikálneho vákua a nie z elektrónov vstupujúcich do vlákna. Energia elektrického prúdu v samotnom obvode sa nemení a zostáva konštantná.

Na luminiscenciu lampy teda nie sú potrebné samotné elektróny, ale ostré vibrácie iónov kryštálovej mriežky kovu. Elektróny sú len nástrojom, ktorý núti ióny vibrovať. Ale nástroj sa dá vymeniť. A pri pokuse s jedným drôtom sa presne toto stane. V slávnom experimente Nikolu Teslu o prenose energie cez jeden drôt bolo takýmto nástrojom vnútorné striedavé elektrické pole drôtu, ktoré neustále menilo svoju silu a tým nútilo ióny vibrovať. Preto výraz „prenos energie cez jeden drôt“v tomto prípade nie je úspešný, ba dokonca chybný. Cez drôt sa neprenášala žiadna energia, energia sa uvoľnila v samotnej žiarovke z okolitého fyzického vákua. Z tohto dôvodu sa samotný drôt nezohrieval: nie je možné zahriať predmet, ak mu nie je dodávaná energia.

V dôsledku toho sa črtá pomerne lákavá perspektíva prudkého poklesu nákladov na výstavbu elektrického vedenia. Po prvé, môžete si vystačiť s jedným drôtom namiesto dvoch, čo okamžite znižuje kapitálové náklady. Po druhé, namiesto pomerne drahej medi môžete použiť akýkoľvek najlacnejší kov, dokonca aj hrdzavé železo. Po tretie, samotný drôt môžete zmenšiť na hrúbku ľudského vlasu a pevnosť drôtu ponechať nezmenenú alebo ju dokonca zvýšiť uzavretím do puzdra z odolného a lacného plastu (mimochodom, aj to ochráni drôt). z atmosférických zrážok). Po štvrté, vďaka zníženiu celkovej hmotnosti drôtu je možné zväčšiť vzdialenosť medzi podperami a tým znížiť počet podpier pre celú linku. Je to reálne urobiť? Samozrejme je to skutočné. Politická vôľa vedenia našej krajiny by bola a vedci vás nesklamú.