Lambipirn põleb füüsikaseaduste vastaselt

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Lambipirnide tööpõhimõtted tunduvad meile nii selged ja ilmsed, et peaaegu keegi ei mõtle oma töö mehaanikale. Sellegipoolest peidab see nähtus tohutut mõistatust, mis pole veel täielikult lahendatud.

Esiteks eessõna selle artikli tekkimisest.

Umbes viis aastat tagasi registreerusin mingil üliõpilasfoorumil ja avaldasin seal artikli sellest, milliseid vigu teeb meie akadeemiline teadus paljude põhisätete tõlgendamisel, kuidas neid vigu alternatiivteadus parandab ja kuidas akadeemiline teadus võitleb alternatiivi vastu, kleepides sildi. sellele "pseudoteadusele" ja süüdistades teda kõigis surmapattudes. Minu artikkel rippus avalikus omandis umbes 10 minutit, misjärel see visati süvendisse. Mulle saadeti kohe tähtajatu keeld ja keelati nendega koos ilmuda. Mõni päev hiljem otsustasin registreeruda teistel üliõpilassaitidel, et proovida uuesti selle artikli avaldamisega. Kuid selgus, et olin juba kõigil neil saitidel mustas nimekirjas ja minu registreerimine lükati tagasi. Minu arusaamist mööda toimub tudengifoorumite vahel infovahetus soovimatute isikute kohta ja ühel saidil musta nimekirja sattumine tähendab automaatset põgenemist kõikidelt teistelt.

Seejärel otsustasin minna ajakirja Kvant, mis on spetsialiseerunud koolilastele ja üliõpilastele mõeldud populaarteaduslikele artiklitele. Aga kuna praktikas on see ajakiri siiski rohkem suunatud koolipublikule, tuli artiklit kõvasti lihtsustada. Viskasin sealt kõik pseudoteaduse kohta välja ja jätsin ainult ühe füüsikalise nähtuse kirjelduse ja andsin sellele uue tõlgenduse. See tähendab, et artikkel on muutunud tehnilisest ajakirjandusest puhtalt tehniliseks. Kuid ma ei oodanud toimetusest oma päringule vastust. Ja varem tuli ajakirjade toimetustest mulle alati vastus, isegi kui toimetus lükkas mu artikli tagasi. Sellest järeldasin, et toimetuses olen ka mustas nimekirjas. Nii et minu artikkel ei näinud kunagi ilmavalgust.

Viis aastat on möödas. Otsustasin Kvandi toimetusega uuesti ühendust võtta. Kuid viis aastat hiljem ei vastatud mu palvele. See tähendab, et olen endiselt nende mustas nimekirjas. Seetõttu otsustasin tuuleveskitega enam mitte võidelda ja avaldasin siin saidil artikli. Muidugi on kahju, et valdav enamus kooliõpilasi seda ei näe. Aga siin ei saa ma midagi teha. Niisiis, siin on artikkel ise….

Miks tuli põleb?

Tõenäoliselt pole meie planeedil sellist asulat, kus poleks elektripirne. Suured ja väikesed, luminofoor- ja halogeenlambid taskulampidele ja võimsatele sõjaväeprožektoritele – need on meie elus nii kindlalt kinnistunud, et on saanud sama tuttavaks kui õhk, mida me hingame. Lambipirnide tööpõhimõtted tunduvad meile nii selged ja ilmsed, et peaaegu keegi ei mõtle oma töö mehaanikale. Sellegipoolest peidab see nähtus tohutut mõistatust, mis pole veel täielikult lahendatud. Proovime seda ise lahendada.

Olgu meil kahe toruga bassein, millest ühe kaudu voolab vesi basseini, teise kaudu voolab see sealt välja. Oletame, et igas sekundis siseneb basseini 10 kilogrammi vett ja basseinis endas muudetakse neist kümnest kilogrammist 2 võluväel elektromagnetkiirguseks ja visatakse välja. Küsimus: kui palju vett basseinist teise toru kaudu väljub? Tõenäoliselt vastab isegi esimese klassi õpilane, et sekundis kulub selleks 8 kilogrammi vett.

Muudame näidet veidi. Torude asemel olgu elektrijuhtmed ja basseini asemel elektripirn. Mõelge olukorrale uuesti. Üks juhe lambipirni sisaldab näiteks 1 miljon elektroni sekundis. Kui eeldada, et osa sellest miljonist muundatakse valguskiirguseks ja kiirgub lambist ümbritsevasse ruumi, siis lahkub lambist teise juhtme kaudu vähem elektrone. Mida mõõdud näitavad? Need näitavad, et elektrivool ahelas ei muutu. Vool on elektronide voog. Ja kui elektrivool on mõlemas juhtmes sama, tähendab see, et lambist väljuvate elektronide arv on võrdne lampi sisenevate elektronide arvuga. Ja valguskiirgus on teatud tüüpi aine, mis ei saa tulla täiuslikust tühjusest, vaid saab tulla ainult teist tüüpi. Ja kui sel juhul ei saa elektronidelt tekkida valguskiirgus, siis kust tuleb aine valguskiirguse kujul?

See elektripirni hõõgumise nähtus läheb vastuollu ka ühe väga olulise elementaarosakeste füüsika seadusega - nn leptoni laengu jäävuse seadusega. Selle seaduse järgi saab elektron kaduda gammakvanti emissiooniga ainult annihilatsioonireaktsioonis oma antiosakese, positroniga. Kuid lambipirnis ei saa olla antiaine kandjatena positroneid. Ja siis saame sõna otseses mõttes katastroofilise olukorra: kõik ühe juhtme kaudu pirni sisenevad elektronid väljuvad pirnist läbi teise juhtme ilma annihilatsioonireaktsioonideta, kuid samal ajal ilmub pirni endasse valguskiirguse kujul uus aine.

Ja siin on veel üks huvitav efekt, mis on seotud juhtmete ja lampidega. Aastaid tagasi viis kuulus füüsik Nikola Tesla läbi ühe juhtme kaudu energia ülekandmise salapärase katse, mida meie ajal kordas vene füüsik Avramenko. Katse olemus oli järgmine. Võtame kõige tavalisema trafo ja ühendame selle primaarmähisega elektrigeneraatori või võrguga. Sekundaarmähise juhtme üks ots jääb lihtsalt õhku rippuma, teise otsa tõmbame järgmisesse ruumi ja seal ühendame neljast dioodist koosneva sillaga, mille keskel on elektripirn. Panime trafole pinge peale ja tuli süttis. Kuid lõppude lõpuks ulatub selleni ainult üks juhe ja elektriahela toimimiseks on vaja kahte juhet. Samas ei kuumene seda nähtust uurivate teadlaste sõnul lambipirni minev juhe üldse. See ei lähe nii kuumaks, et vase või alumiiniumi asemel saaks kasutada mis tahes väga suure eritakistusega metalli ja see jääb ikkagi külmaks. Veelgi enam, traadi paksust on võimalik vähendada juuksekarva jämeduseks ning paigaldus toimib siiski probleemideta ja juhtmes soojust tekitamata. Seni pole keegi suutnud seda ühe juhtme kaudu energia ülekande nähtust ilma kadudeta seletada. Ja nüüd püüan anda selle nähtuse kohta oma selgituse.

Füüsikas on selline mõiste – füüsikaline vaakum. Seda ei tohiks segi ajada tehnilise vaakumiga. Tehniline vaakum on tühjuse sünonüüm. Kui eemaldame anumast kõik õhumolekulid, tekitame tehnilise vaakumi. Füüsiline vaakum on täiesti erinev, see on omamoodi kõikeläbiva aine või keskkonna analoog. Kõik sellel alal töötavad teadlased ei kahtle füüsilise vaakumi olemasolus, sest selle tegelikkust kinnitavad paljud üldtuntud faktid ja nähtused. Nad vaidlevad energia olemasolu üle selles. Keegi räägib äärmiselt väikesest energiahulgast, teised kalduvad mõtlema äärmiselt suurele energiahulgale. Füüsilise vaakumi täpset määratlust on võimatu anda. Kuid selle omaduste kaudu saate anda ligikaudse määratluse. Näiteks see: füüsiline vaakum on spetsiaalne kõikeläbiv meedium, mis moodustab Universumi ruumi, genereerib ainet ja aega, osaleb paljudes protsessides, omab tohutut energiat, kuid ei ole meile nähtav, kuna puudub vajalik. meeleorganeid ja seetõttu tundub meile tühjus. Eriti tuleks rõhutada: füüsiline vaakum ei ole tühjus, see ainult näib olevat tühjus. Ja kui võtate selle positsiooni, saab palju mõistatusi hõlpsasti lahendada. Näiteks inertsi mõistatus.

Mis on inerts, pole ikka veel selge. Pealegi on inertsi nähtus isegi vastuolus mehaanika kolmanda seadusega: tegevus võrdub reaktsiooniga. Sel põhjusel püütakse inertsiaalseid jõude mõnikord isegi illusoorseteks ja fiktiivseteks kuulutada. Aga kui me jääme järsult pidurdatud bussis inertsiaalsete jõudude mõju alla ja saame muhke otsaesisele, siis kui illusoorne ja fiktiivne see muhk siis on? Tegelikkuses tekib inerts füüsilise vaakumi reaktsioonina meie liikumisele.

Kui istume autosse ja vajutame gaasi, hakkame liikuma ebaühtlaselt (kiirendatud) ja selle keha gravitatsioonivälja liikumisega deformeerime meid ümbritseva füüsilise vaakumi struktuuri, andes sellele teatud energiat. Ja vaakum reageerib sellele, luues inertsiaaljõude, mis tõmbavad meid tagasi, et jätta meid puhkama ja seeläbi kõrvaldada sellest põhjustatud deformatsioon. Inertsiaalsete jõudude ületamiseks on vaja palju energiat, mis tähendab kiirendamiseks suurt kütusekulu. Edasine ühtlane liikumine ei mõjuta kuidagi füüsikalist vaakumit ja seetõttu ei tekita inertsijõude, mistõttu on ühtlase liikumise kütusekulu väiksem. Ja kui hakkame aeglustuma, liigume jälle ebaühtlaselt (aeglasemalt) ja jälle deformeerime füüsilist vaakumit oma ebaühtlase liikumisega ning see reageerib sellele jälle, luues inertsiaaljõude, mis tõmbavad meid edasi, et jätta meid ühtlase sirgjoonelise liikumise olekusse. kui vaakumdeformatsioon puudub. Nüüd aga ei kanna me enam energiat vaakumile, vaid see annab seda meile ja see energia eraldub soojuse kujul auto piduriklotsides.

Auto selline kiirendatud-ühtlane-aeglustunud liikumine pole midagi muud kui üks madala sagedusega ja tohutu amplituudiga võnkeliikumise tsükkel. Kiirenduse staadiumis viiakse energia vaakumisse, aeglustuse staadiumis annab vaakum energia ära. Ja kõige intrigeerivam on see, et vaakum võib eraldada rohkem energiat, kui ta varem meilt sai, sest tal endal on tohutult palju energiat. Sel juhul ei toimu energia jäävuse seaduse rikkumist: kui palju energiat vaakum meile annab, täpselt sama palju energiat me sealt saame. Kuid kuna füüsiline vaakum tundub meile tühjusena, tundub meile, et energia tekib eikusagilt. Ja sellised faktid energia jäävuse seaduse ilmse rikkumise kohta, kui energia ilmub sõna otseses mõttes tühjusest, on füüsikas juba ammu teada (näiteks iga resonantsi korral vabaneb nii tohutu energia, et resoneeriv objekt võib isegi kokku kukkuda).

Ümbersuunaline liikumine on samuti teatud tüüpi ebaühtlane liikumine isegi püsiva kiirusega, sest sel juhul muutub kiirusvektori asukoht ruumis. Järelikult deformeerib selline liikumine ümbritsevat füüsilist vaakumit, mis reageerib sellele vastupanujõudude tekitamisega tsentrifugaaljõudude kujul: need on alati suunatud nii, et liikumistrajektoori sirgeks ja vaakumi puudumisel sirgjooneliseks muuta. deformatsioon. Ja tsentrifugaaljõudude ületamiseks (või pöörlemisest põhjustatud vaakumi säilitamiseks) tuleb kulutada energiat, mis läheb vaakumi endasse.

Nüüd saame naasta lambipirni hõõgumise fenomeni juurde. Selle töötamiseks peab vooluringis olema elektrigeneraator (isegi kui aku on olemas, laeti seda ikka kunagi generaatorist). Elektrigeneraatori rootori pöörlemine deformeerib naaberfüüsikalise vaakumi struktuuri, rootoris tekivad tsentrifugaaljõud ning energia nende jõudude ületamiseks väljub primaarturbiinist või muust pöörlemisallikast füüsilisse vaakumisse. Mis puudutab elektronide liikumist elektriahelas, siis see liikumine toimub pöörlevas rootoris oleva vaakumi poolt tekitatud tsentrifugaaljõudude toimel. Kui elektronid sisenevad lambipirni hõõgniidi, pommitavad nad intensiivselt kristallvõre ioone ja need hakkavad järsult vibreerima. Selliste vibratsioonide käigus moondub uuesti füüsilise vaakumi struktuur ning vaakum reageerib sellele valguskvante kiirgades. Kuna vaakum ise on omamoodi mateeria, siis kaob ära varem täheldatud vastuolu mateeria eikusagilt ilmumises: üks ainevorm (valguskiirgus) tekib teisest omalaadsest (füüsikalisest vaakumist). Elektronid ise sellises protsessis ei kao ega muundu millekski muuks. Seega, kui palju elektrone siseneb ühe juhtme kaudu lambipirni, väljub täpselt sama palju teise juhtme kaudu. Loomulikult võetakse ka kvantide energia füüsilisest vaakumist, mitte aga hõõgniidi sisenevatest elektronidest. Elektrivoolu energia ahelas endas ei muutu ja jääb konstantseks.

Seega pole lambi luminestsentsi jaoks vaja elektrone endid, vaid metalli kristallvõre ioonide teravaid vibratsioone. Elektronid on lihtsalt tööriist, mis paneb ioonid vibreerima. Kuid tööriista saab asendada. Ja eksperimendis ühe juhtmega juhtub täpselt nii. Nikola Tesla kuulsas katses energia ülekandmisest ühe juhtme kaudu oli selliseks instrumendiks traadi sisemine vahelduv elektriväli, mis muutis pidevalt oma tugevust ja pani seeläbi ioonid vibreerima. Seetõttu pole väljend "energia ülekanne ühe juhtme kaudu" antud juhul edukas, isegi ekslik. Läbi juhtme energiat ei edastatud, energia vabanes pirnis endas ümbritsevast füüsilisest vaakumist. Sel põhjusel traat ise ei kuumene: objekti on võimatu soojendada, kui sellele energiat ei anta.

Selle tulemusel paistab üsna ahvatlev väljavaade elektriliinide ehitamise kulude järsust langusest. Esiteks saab kahe juhtme asemel hakkama ühe juhtmega, mis vähendab kohe kapitalikulusid. Teiseks võib suhteliselt kalli vase asemel kasutada mis tahes odavaimat metalli, isegi roostes rauda. Kolmandaks saate traadi enda juuksekarva paksuseks vähendada ja traadi tugevust muutmata jätta või isegi suurendada, sulgedes selle vastupidavast ja odavast plastikust ümbrisesse (muide, see kaitseb ka traati atmosfääri sademetest). Neljandaks, tänu traadi kogumassi vähenemisele on võimalik suurendada tugede vahelist kaugust ja seeläbi vähendada tugede arvu kogu liinil. Kas seda on realistlik teha? Muidugi on see tõsi. Meie riigi juhtkonna poliitiline tahe oleks olemas ja teadlased ei vea teid alt.