Az áramerősség kvantumelmélete
Kvantum fizikai modell
A probléma megoldása az állításával kezdődik. A megoldás megkezdéséhez legalább egy tudatosságra van szükség attól a ténytől, hogy a probléma létezik. Az elektrodinamikának immár nincs kvantumleírása az elektromos áramról, nem létezik kvantum-leírás a vezeték mágneses mezőjével, nincs áramerősség kvantumleírása.
Ebben a cikkben egy elektromos áram kvantummechanizmusa javasolt. A kvantum elektromos áram sebessége megegyezik a fénysebességgel, mint a kísérletben. Az elektromos áram kvantumelmélete során számos elmélet és kísérlet ellentmondása van, amelyek az elektromos áram klasszikus elméletére jellemzőek.
Az elektromos áram kvantumelmélete a klasszikusból származik. A villamos áram kvantumelméletére való áttéréshez újra meg kell ismernünk az áramkör áramkörének elektromos áramát - az áram fogyasztóját.
1. Kábeles elektromos áram létezéséhez külső energiát kell ellátni villamos mező formájában.
2. Az elektromos mező a vezeték mentén terjed a fénysebességnél, és kölcsönhatásba lép a vezetõanyag elektronjaival már a vezetõben.
3. Ez a kölcsönhatás, amely jelenleg ismeretlen, a karmester mágneses mezőjét képezi.
A klasszikus elektrodinamika azt feltételezi, hogy a következő fizikai mennyiségek vesznek részt a villamos áram folyamatában:
1. Feszültség vagy potenciálkülönbség. Az áramkör zárva van. Ennek a vektornak a jellemzői a vezeték mentén a mínuszig terjedő irányban.
2. Elektromos áram. Scalar mennyiség. Nincsenek utasítások.
Az áramkörszakaszon fordul elő - az áram fogyasztója a feszültség után vagy a külső forrásból eredő potenciális eltérés alkalmazása erre a szakaszra. A jelenlegi forrás energiája rovására van.
3. A mágneses mező. Az irány a furat szabálya szerint történik.
A helyszín a vezetéken kívül van, a potenciálkülönbség irányára merőleges síkban.
4. A sugár vektor. Jelenleg nem nevesített, mert az általa hordozott interakció típusa ismeretlen.
A sugárvektor fizikai jelentése. egy közbülső vektor az elektromos áramvektor és a mágneses térvektor között. Áthelyezi az erő kölcsönhatását. Az ismert fizikai mezők közül csak a gravitációs mező alkalmas rá.
Ez a vektor változik, amikor az energia iránya megváltozik. Az elektromos energia fogyasztásánál az irányt - az elektromos áram vektorától a mágneses mező vektoráig. Villamos energia generálásakor az iránya a mágneses indukciótól a villamos áramvektorig terjed.
Egy elektromos áram kvantuma
Az elektromos áram kvantum fizikai modelljében a legkevesebb villamos energia egy kvantum.
A kvantumfizikából ismert, hogy az első típusú szilárd vezetőben az elektrongáz erősen degenerált. Ez azt jelenti, hogy az elektromos áram klasszikus fogalma, mint egy elektrongáz irányított mozgása, nem rendelkezik elektromos áram fizikai hordozójával. Másodszor, ez azt jelenti, hogy mindegyik elektron minden egyes időpontban valamilyen meghatározott atomhoz tartozik, azaz. van egy bizonyos kvantum pályán.
A vezeték plusz vége az elektronok kisebb koncentrációjától eltér a mínusz végétől. Ha mindegyik elektron tartozik - az atom, annál kisebb a koncentrációja elektronok jelenti elektronok egy távolabbi pályára, mint mínusz a plusz a vezeték végéhez.
Ábra. 1. Az áramlás egy kvantuma az érték területén - az áram fogyasztója.
Az elektrodinamikában az első típusú vezetékek áramának irányát a pozitív töltések irányának tekintjük. A mágneses mező irányát az erõ szabályzata határozza meg. Ismeretes egy mágneses fluxus kvantum nagysága is:
Az elektronok részt a folyamatban áthaladó elektromos áram segítségével a vezető a pályán rész - a fogyasztó aktuális elkövetni kvantum átmenetek energiája révén a jelenlegi forrás a teljes hosszon a karmester. Az átmenet az elektron egyik kvantum szinten a másik oldalon, a lánc - a fogyasztói áram kíséri kibocsátása egy kvantum energia formájában graviton. Ezzel szemben, az elektron transzfer egy kvantum szinten a másik oldalon, a lánc - az aktuális sugárforráshoz felszívódását fotonenergia formájában graviton.
Azok az elektronok, amelyek nem vesznek részt az áramáramlás folyamatában, nem változtatják meg az energiaállapotukat.
A kvantum fizikai modell az áram azt feltételezzük, hogy az elektromos áram folyik a pályán rész - a fogyasztó áram, van egy állandó átalakulás a három fizikai mezők: elektromos potenciál különbség. a vezetõ mentén irányított, következetesen két szakaszban a vezetõ gravitációs mező energiájává alakul át az árammal. majd a mágneses tér energiájába.
Tekintsük egy áramlási kvantum áthaladását egy vezetőn keresztül két lépésben.
A lánc egy részének egy elektromos áramának áthaladásának első szakasza - az áram fogyasztója: a karmester elektromos mező kvantumának átalakítása a gravitációs mező kvantumába.
Ábra. 2. Az elektromos áram egy kvantumának áthaladásának első szakasza (az áramlánc-fogyasztó része) az elektromos tér kvantumának átalakítása a gravitációs mező kvantumába.
Az áramkör áramköréhez tartozó áramvezetővel - az áramfogyasztóval a külső energiát potenciálkülönbség vagy feszültség formájában szállítjuk (1. Ez az energia arra a tényre támaszkodik, hogy a vezetési elektron áthalad egy kvantum pályáról a másikra. Ebben az esetben a külső forrás energiája felszabadul a gravitációs mező kvantuma formájában (2.
A javasolt fizikai mechanizmus lehetővé teszi az Ampere erő fizikai jellegének magyarázatát a rövid hatótávolságú kölcsönhatás helyzetéből.
Az áramkör egy kvantum áramának áthaladásának második szakasza - az áram fogyasztója: a gravitációs mező egy kvantumának átalakítása a mágneses fluxus egy kvantumába.
A gravitációs energia kibocsátott kvantumát (gravitont) a vezetőtől bizonyos távolságban mágneses energia kvantumává alakítják át. A mágneses fluxus kvantumának irányát a megfelelő csavar (fúró) szabály határozza meg.
Ábra. 3. Az egy villamos áram kvantumának áthaladásának második szakasza (a lánc-fogyasztó szakasza) a gravitációs mező kvantumának a mágneses mező kvantumába való átalakulása.
A kvantumelméletben az elektromos áram nagyságát az elektronok száma határozza meg, amelyek kvantumátalakulást tettek. A kvantummodellekben a villamos áram sebessége megegyezik a fénysebességgel, mivel az határozza meg a villamos mező sebességét a vezeték mentén.
A fordított folyamat az áramkör áramforrásrészén történik.
Amikor az energia áramba kerül a vezetőbe, a gravitációs mező kvantumait a valence elektronok abszorbeálják. Energiájukat átalakítják a vezeték villamos mezőjébe és az elektromos energia kimenetét az áram fogyasztójává.
Az a tény, hogy a változás irányát a gravitációs sugárzás karmester a pályán - áramforrás és része a lánc - a jelenlegi fogyasztó, megerősíti a fennmaradása empirikus szabályok jobb és bal kéz helyett egymással, például, amikor bekapcsolja a villamos motor üzemmódban fellépő elektromosáram-fogyasztására a generátor üzemmódban. Ez megfordítja az elektromos áramot, és az elektromos áram fogyasztása helyett (például akkumulátorról) az akkumulátor feltöltődik.
4. ábra. Egy árammennyiség áthaladása az áramforrás körében.
A villamos áram kvantumelméleti áramának irányát a vezető mentén történő energiaátvitel iránya határozza meg - a generátortól a jelenlegi fogyasztóig.
A kvantumelmélet elektromos áram egyértelmű kritérium megkülönböztetni kaotikus mozgás egy elektromos áram az elektronok - egy véletlen mozgás az elektronok nem kibocsátott gravitációs energia, és nem képez saját mágneses vezetőként. E kritériumnak megfelelően az elektromos áram kvantum fizikai meghatározása javasolt.
Egy elektromos áram egy kvantumfolyamat, amely az áramforrástól az aktuális fogyasztóig áramot továbbít, egy karmester belső mágneses mezőjének kialakulásával.
Az áram irányát az elektromos áram kvantum fizikai modelljével összhangban az energiaátadás iránya határozza meg, azaz egy jelenlegi forrásból egy jelenlegi fogyasztóhoz. Az elektronok mozgásának iránya ebben a folyamatban nem számít.
A kvantumelméletben az elektromos áram nagyságát az elektronok száma határozza meg, amelyek kvantumátalakulást tettek. A kvantummodell áramának áramlási sebessége független az áram nagyságától, és megegyezik a fénysebességgel, mivel az határozza meg az elektromos mező sebességét a vezeték mentén.
Az Ampere törvénye a helyes fizikai formába való csökkentés
A kvantumáramlás mechanizmusa azt feltételezi, hogy az elektromos áram sokkal összetettebb fizikai jelenség, mint amit az elektrodinamika ismert. Jelenleg az elektrodinamikában az Ampere erő fizikai jelentése nem ismert, ezért az erõt meghatározó képletben vannak olyan mennyiségek, amelyeknek nincs fizikai értelme.
"A mágneses mező a keretre orientáló hatással van az árammal. Következésképpen a keret által tapasztalt nyomaték az egyes elemek erőinek hatása. Összefoglalva a mágneses mező működésének vizsgálatát a különböző áramvezetőkkel, az Ampere megállapította, hogy az erő. amellyel a mágneses mező egy mágneses mezőben lévő árammal működő karmester elemére hat
ahol a vektor egyenlő nagyságú és egybeesik az áram irányába, a mágneses indukció vektora.
A vektor iránya megtalálható a vektor termék általános szabályai szerint, amiből a bal kéz szabályzata következik: ha a bal keze tenyere úgy van elhelyezve, hogy a vektor belépjen rajta. és négy hosszúkás ujj van elrendezve az áram irányában a vezetéken, majd a hajlított hüvelykujj mutatja az erő hatását az áramra. " [3]
Az Ampere erőt meghatározó (2) képlet nem fizikailag helyes: Vektortermékben a vektornak nincs fizikai tulajdonsága.
A villamos áram kvantum fizikai mechanizmusának ismeretében ezt a képletet olyan formába hozhatjuk, amelyben minden mennyiség fizikai jelentéssel bír. Ehhez a (2) képlet szerinti vektortermékben lévő fizikai mennyiséget nem fizikai vektor-mennyiséggel kell helyettesíteni. Az Ohm törvényéből levezetjük.
A (2) képlet helyébe a következőket kapjuk:
hol van Ampere ereje,
- az elektromos térerősség vektorát. Ez a vektor a vezeték mentén van irányítva, és olyan mennyiség, amelynek fizikai jelentése van.
- egy külső mágneses tér mágneses indukciós vektorát, amelybe áramvezető van elhelyezve. Ez egy olyan mennyiség is, amely fizikai jelentéssel bír.
- elektromos vezető ellenállás.
Az (5) képlet az Ampère-törvényt fejezi ki a fogyasztói áramkör egy szakaszára, amelyet a klasszikus elektrodinamika keretében helyes fizikai formára redukálnak. A bal oldalon a karmester gravitációs mezőjének változása fejeződik ki, a jobb oldali oldal megváltoztatja az elektromágneses mezőt. A (10) képlet átalakítható áramköri szakaszra is - egy áramforrás és egy elektromos áram teljes áramköre.
Az aktuális forrás áramkör-forrás szakaszára vonatkozó Ampere törvény a következő:
És az elektromos áram teljes áramköréhez:
A (6) egyenlet jobb oldala előtt látható jel (-) azt jelenti, hogy az áramlás áramlása a vezeték áthaladása közben az áramkörrészre - az áramforrásra vonatkozik.
Így a klasszikus elektrodinamika keretein belül is lehetőség van arra, hogy képleteket hozzunk létre az áramerősség áramkör-fogyasztójának, az áramforrás áramkörének és egy teljes áramkörnek az Ampere erősségének meghatározására. Azonban ennek a képletnek a származtatása nem ad fizikai képet az elektromos áramról.
Erre. hogy megértsük az Ampère erõforrásának fizikai természetét, ezt a fizikai jelenséget a villamos áram kvantumelmélete szempontjából megfontoljuk.
Az Amper Power Gravitációs Természete
Az Ampere ereje az elektromos áram kvantumelméletében gravitációs jellegű. Tekintsük az előfordulásának mechanizmusát.
A vezetõ által az áramkörszakaszon kibocsátott energiafelszabadulás - az aktuális fogyasztó az aktuális forrásból származó külsõ energia fogyasztásával van kapcsolatban.
A kijáratnál a gravitó a mozgás impulzusát hordozza
hol van a graviton kilépése a karmesterből,
- a graviton sebessége a vezetőből.
Ha több elektron hagyja el a vezetőt, akkor egy reaktív erő keletkezik. Irányítva a graviton irányával ellentétes irányban kijárat a karmesterből.
Folyamat gravitonok kimenete a vezeték és a kiszámíthatatlan mozgást válaszul egy kimeneti gravitonok látható egy speciálisan elrendezett kísérletben, a áramok nagyságrendű A. At nagy áramok nélkül egy külső mágneses mező, van egy egyenletes eloszlás gravitonnak hozama minden irányban, és a vezeték a reakció hozamot gravitonok sz.
Az áramvezető áthaladásánál a gravitonok száma kerül kiosztásra.
Ábra. 2. Külső mágneses mező hiányában a gravitonok kimenete a vezetőből egyenletesen eloszlik.
A nullától eltérő tömegű gravitonok lendületet kapnak, amikor elhagyják a karmestert. Ez az impulzus, a Newton harmadik törvényével összhangban, ellentétes a karmester által kapott impulzussal. A gravitons összes lendülete:
ahol az összes graviton teljes kimeneti impulzusa.
Teljesen más képet kapunk, ha az áramvezető külső mágneses mezőben van. Egy külső mágneses mező gátolja a vezető mágneses mezőjének megjelenését a vezeték egyik oldalán, és felerősíti a másik oldalt.
Ennek eredményeképpen a vezeték mágneses mezője deformálódik (3. ábra). Mivel a mágneses mező minden kvantumához a gravitációs mező kvantumának felel meg, a vezeték gravitációs mezője eltorzult. Ennek eredményeképpen létrejön az Ampère erő.
Ábra. 3. A külső mágneses mező eltorzítja a gravitok kimenetének eloszlását a vezetőből, és az Ampère erőt képezi (a fogyasztói áramkör szakasza).
A mágneses mezőnek a gravitok hozamára gyakorolt hatásának leírása érdekében a vezető gravitációs mezőjének torzítási együtthatóját árammal kell bevezetni. Ebben az esetben a kialakuló gravitonok impulzusainak kimeneti ereje a következő képlet segítségével írható le:
ahol a felmerülő graviták impulzusainak az eredménye.
- az összes gravitó momentuma összege.
- a graviton hozam szimmetriájának torzulása, amely a külső mágneses tér hatására kapcsolódik a vezetőn.
A Newton harmadik törvényével összhangban az eredő gravitációs erőt az Ampere erő kiegyensúlyozza
És végül Ampere erősségét az áramerősség kvantumelméletében az alábbi képlet határozza meg:
Az Ampère erőssége egyaránt függ a kibocsátott graviták számától (az elektromos áram nagyságától) és a karmester kimenetétől (a külső mágneses tér erősségétől) viszonyuló aszimmetriáján.
Az áramerősség kvantum fizikai modelljében az Ampere erõs iránya egybeesik az empirikus szabálygal az Ampere erõsségének meghatározására az áramkörszakaszon - az aktuális fogyasztóval.
"A bal oldali szabály határozza meg az erõ irányát, amely a mágneses térben árammal mûködik. Ha a bal keze tenyere úgy van elhelyezve, hogy a hosszúkás ujjak az áram mentén irányulnak, és a mágneses mező erővonalai belépnek a tenyérbe, a visszahúzott hüvelykujj jelzi az erő irányát. a karmesterre hatva. " [6]
Az Ampère erõs megjelenésének kvantummechanizmusából látható, hogy az Ampere erõsítése megváltoztatja irányát az áramköri áramforrás szakaszban (4. ábra). Ez tükröződik a jobbkezes empirikus szabályban.
"A jobb oldali szabály határozza meg az indukciós áram irányát egy mágneses mezőben mozgó vezetőben. Ha a tenyér a jobb kéz, hogy gondoskodjon olyan módon, hogy tartalmazza a mágneses erővonalak, míg az ujj hajolt mozgása a karmester, a hosszúkás ujj 4 irányát jelzik indukált áram. " [6]
Az elektromos áram kvantumelmélete egyszerűvé teszi a bal kéz és a jobb oldali szabályok egyidejű létezését a villamos áram teljes áramkörében az energiaáramlás irányának megváltoztatásával.
Elektromos gép generátoraként a gravitokat egy áramvezető áramolja fel. Elektromos gép esetében a gravitokat motorként kibocsátják.
Ábra. 4. A külső mágneses mező eltorzítja a gravitonok bemenetének eloszlását a vezetéken, és az Ampère erőt képezi (az áramforrás áramkörének része).
A villamos áram kvantumelmélete először lehetővé tette az Amper-erő kifejtését a rövid távú interakció helyzetéből. Az elektromos áram kvantumelmélete nem mond ellent a klasszikus elektrodinamikának, hanem csak kiegészíti azt. A klasszikus elektrodinamika amper-erejét az (5) és (7) képletek határozzák meg, a kvantumelméletben (12).
Az Ampere erejének rögzítése a kvantumelméletben más lehet, de az Ampère erejének, mint gravitációs erőnek a jelentése megkülönbözteti a klasszikus elektrodinamikától.
IRODALOM
1. Feynman előadások a fizikáról. M. Izd. The World, 1976.
2. Korolyov FA Fizika tanfolyam. Optika, Atom- és nukleáris fizika: Proc. n speciális a diákok számára. tényező. ped. in-elvtárs. 2. ed. Felülvizsgált. M. felvilágosodás, 1974.
4. Landau, LD Lifshits, E.M. Kvantummechanika. Nonrelativistic theory, 3rd ed. M. 1974.
6. szovjet enciklopédikus szótár. M. "A szovjet enciklopédia" 1985.