Lyspæren brenner mot fysikkens lover

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Prinsippene for drift av lyspærer virker for oss så klare og åpenbare at nesten ingen tenker på mekanikken i arbeidet deres. Likevel skjuler dette fenomenet et stort mysterium, som ennå ikke er fullstendig løst.

Først et forord om hvordan denne artikkelen ble til.

For omtrent fem år siden registrerte jeg meg på et studentforum og publiserte en artikkel der om hvilke feil vår akademiske vitenskap gjør ved å tolke mange grunnleggende bestemmelser, hvordan disse feilene blir korrigert av alternativ vitenskap, og hvordan akademisk vitenskap kjemper mot alternativet, med en merkelapp. til det "pseudovitenskap" og anklager ham for alle dødssynder. Artikkelen min hang i det offentlige domene i omtrent 10 minutter, hvoretter den ble kastet i sumpen. Jeg ble umiddelbart sendt i forbud på ubestemt tid og forbudt å møte sammen med dem. Noen dager senere bestemte jeg meg for å registrere meg på andre studentnettsteder for å prøve igjen med publiseringen av denne artikkelen. Men det viste seg at jeg allerede var på svartelisten på alle disse sidene, og registreringen min ble nektet. Så vidt jeg forstår, foregår det en utveksling av informasjon om uønskede personer mellom studentfora og det å bli svartelistet på ett nettsted betyr en automatisk flytur fra alle andre.

Så bestemte jeg meg for å gå til magasinet Kvant, som spesialiserer seg på populærvitenskapelige artikler for skoleelever og universitetsstudenter. Men siden dette bladet i praksis fortsatt er mer rettet mot skolepublikummet, måtte artikkelen forenkles kraftig. Jeg kastet ut alt om pseudovitenskap derfra og la bare en beskrivelse av ett fysisk fenomen og ga det en ny tolkning. Det vil si at artikkelen har snudd fra en teknisk journalistisk til en rent teknisk. Men jeg ventet ikke på noe svar fra redaksjonen på forespørselen min. Og før kom alltid svaret fra bladredaksjonene til meg, selv om redaksjonen avviste artikkelen min. Av dette konkluderte jeg med at i redaksjonen er jeg også på svartelisten. Så artikkelen min så aldri dagens lys.

Fem år har gått. Jeg bestemte meg for å kontakte Kvant-redaksjonen igjen. Men fem år senere kom det ikke noe svar på forespørselen min. Dette betyr at jeg fortsatt er på svartelisten deres. Derfor bestemte jeg meg for å ikke slåss med vindmøller lenger, og publisere en artikkel her på siden. Selvfølgelig er det synd at det overveldende flertallet av skoleelever ikke vil se det. Men her kan jeg ikke gjøre noe. Så, her er selve artikkelen …

Hvorfor er lyset på?

Sannsynligvis er det ingen slik bosetning på planeten vår der det ikke vil være noen elektriske pærer. Store og små, fluorescerende og halogen, for lommelykter og kraftige militære lyskastere – de har blitt så godt etablert i livene våre at de er blitt like kjente som luften vi puster inn. Prinsippene for drift av lyspærer virker for oss så klare og åpenbare at nesten ingen tenker på mekanikken i arbeidet deres. Likevel skjuler dette fenomenet et stort mysterium, som ennå ikke er fullstendig løst. La oss prøve å løse det selv.

La oss ha et basseng med to rør, gjennom det ene strømmer vann inn i bassenget, gjennom det andre renner det ut av det. La oss anta at 10 kilo vann kommer inn i bassenget hvert sekund, og i selve bassenget blir 2 av disse ti kiloene på magisk vis omdannet til elektromagnetisk stråling og kastet ut. Spørsmål: hvor mye vann vil forlate bassenget gjennom et annet rør? Sannsynligvis vil selv en førsteklassing svare at det vil ta 8 kilo vann i sekundet.

La oss endre eksempelet litt. La det være elektriske ledninger i stedet for rør, og en elektrisk lyspære i stedet for et basseng. Vurder situasjonen igjen. En ledning inn i en lyspære inneholder for eksempel 1 million elektroner per sekund. Hvis vi antar at en del av denne millionen omdannes til lysstråling og sendes ut fra lampen til det omkringliggende rommet, vil færre elektroner forlate lampen gjennom den andre ledningen. Hva vil målingene vise? De vil vise at den elektriske strømmen i kretsen ikke endres. Strøm er en strøm av elektroner. Og hvis den elektriske strømmen er den samme i begge ledningene, betyr dette at antallet elektroner som forlater lampen er lik antallet elektroner som kommer inn i lampen. Og lysstråling er en slags materie som ikke kan komme fra et perfekt tomrom, men som bare kan komme fra en annen type. Og hvis det i dette tilfellet ikke kan komme lysstråling fra elektroner, hvor kommer da materie fra i form av lysstråling?

Dette fenomenet med gløden til en elektrisk lyspære kommer også i konflikt med en svært viktig lov for elementærpartikkelfysikk - loven om bevaring av den såkalte leptonladningen. I henhold til denne loven kan et elektron forsvinne med utslipp av et gammakvante bare i reaksjonen av tilintetgjørelse med dets antipartikkel, et positron. Men i en lyspære kan det ikke være positroner som bærere av antimaterie. Og så får vi bokstavelig talt en katastrofal situasjon: alle elektronene som kommer inn i pæren gjennom en ledning, forlater pæren gjennom en annen ledning uten noen utslettelsesreaksjoner, men samtidig dukker det opp ny materie i selve pæren i form av lysstråling.

Og her er en annen interessant effekt forbundet med ledninger og lamper. For mange år siden utførte den berømte fysikeren Nikola Tesla et mystisk eksperiment på overføring av energi gjennom en ledning, som ble gjentatt i vår tid av den russiske fysikeren Avramenko. Essensen av eksperimentet var som følger. Vi tar den mest vanlige transformatoren og kobler den med primærviklingen til en elektrisk generator eller nettverk. Den ene enden av den sekundære viklingsledningen dingler ganske enkelt i luften, vi drar den andre enden til neste rom og der kobler vi den til en bro med fire dioder med en elektrisk lyspære i midten. Vi setter spenning på transformatoren og lyset kom på. Men tross alt strekker det seg bare en ledning til den, og det trengs to ledninger for at den elektriske kretsen skal fungere. Samtidig, ifølge forskere som undersøker dette fenomenet, varmes ikke ledningen som går til lyspæren opp i det hele tatt. Det blir ikke så varmt at noe metall med svært høy resistivitet kan brukes i stedet for kobber eller aluminium, og det vil fortsatt forbli kaldt. Dessuten er det mulig å redusere tykkelsen på ledningen til tykkelsen til et menneskehår, og fortsatt vil installasjonen fungere uten problemer og uten å generere varme i ledningen. Til nå har ingen vært i stand til å forklare dette fenomenet med energioverføring gjennom én ledning uten tap. Og nå skal jeg prøve å gi min forklaring på dette fenomenet.

Det er et slikt konsept i fysikk - fysisk vakuum. Det må ikke forveksles med et teknisk vakuum. Teknisk vakuum er synonymt med tomhet. Når vi fjerner alle luftmolekyler fra karet, skaper vi et teknisk vakuum. Fysisk vakuum er helt annerledes, det er en slags analog av altgjennomtrengende materie eller miljø. Alle forskere som jobber på dette feltet tviler ikke på eksistensen av et fysisk vakuum, fordi dens virkelighet bekreftes av mange kjente fakta og fenomener. De krangler om tilstedeværelsen av energi i den. Noen snakker om en ekstremt liten mengde energi, andre er tilbøyelige til å tenke på en ekstremt stor mengde energi. Det er umulig å gi en eksakt definisjon av fysisk vakuum. Men du kan gi en omtrentlig definisjon gjennom dens egenskaper. For eksempel dette: det fysiske vakuumet er et spesielt altgjennomtrengende medium som danner universets rom, genererer materie og tid, deltar i mange prosesser, har enorm energi, men er ikke synlig for oss på grunn av mangelen på nødvendig sanseorganer og virker derfor for oss tomhet. Det bør spesielt understrekes: det fysiske vakuumet er ikke tomhet, det ser bare ut til å være tomhet. Og hvis du tar denne posisjonen, kan mange gåter lett løses. For eksempel treghetens gåte.

Hva som er treghet er fortsatt ikke klart. Dessuten motsier fenomenet treghet til og med mekanikkens tredje lov: handling er lik reaksjon. Av denne grunn prøver treghetskrefter noen ganger til og med å bli erklært illusoriske og fiktive. Men hvis vi faller under påvirkning av treghetskrefter i en kraftig bremset buss og får en støt i pannen, hvor illusorisk og fiktiv vil denne bulten være? I virkeligheten oppstår treghet som en reaksjon av det fysiske vakuumet på bevegelsen vår.

Når vi sitter i bilen og trykker på gassen, begynner vi å bevege oss ujevnt (akselerert) og ved denne bevegelsen av gravitasjonsfeltet til kroppen vår deformerer vi strukturen til det fysiske vakuumet som omgir oss, og gir det litt energi. Og vakuumet reagerer på dette ved å skape treghetskrefter som trekker oss tilbake for å la oss hvile og dermed eliminere deformasjonen som kommer fra det. For å overvinne treghetskreftene kreves det mye energi, noe som gir seg utslag i høyt drivstofforbruk for akselerasjon. Ytterligere jevn bevegelse påvirker ikke det fysiske vakuumet på noen måte, og derfor skaper det ikke treghetskrefter, derfor er drivstofforbruket for jevn bevegelse mindre. Og når vi begynner å bremse, beveger vi oss igjen ujevnt (langsommere) og igjen deformerer det fysiske vakuumet med dets ujevne bevegelse, og det reagerer igjen på dette ved å skape treghetskrefter som trekker oss fremover for å etterlate oss i en tilstand av jevn rettlinjet bevegelse når det ikke er vakuumdeformasjon. Men nå overfører vi ikke lenger energi til vakuumet, men det gir det til oss, og denne energien frigjøres i form av varme i bremseklossene til bilen.

En slik akselerert-uniform-bremset bevegelse av bilen er ikke mer enn en enkelt syklus med oscillerende bevegelser med lav frekvens og enorm amplitude. På akselerasjonsstadiet blir energi introdusert i vakuumet, på stadiet med retardasjon gir vakuumet opp energi. Og det mest spennende er at vakuumet kan avgi mer energi enn det tidligere har mottatt fra oss, fordi han selv besitter en enorm energiforsyning. I dette tilfellet forekommer ingen brudd på loven om bevaring av energi: hvor mye energi vakuumet vil gi oss, nøyaktig samme mengde energi vi vil motta fra det. Men på grunn av det faktum at det fysiske vakuumet for oss ser ut til å være tomhet, vil det se ut for oss som om energi oppstår fra ingensteds. Og slike fakta om et tilsynelatende brudd på loven om bevaring av energi, når energi dukker opp bokstavelig talt fra tomhet, har lenge vært kjent i fysikk (for eksempel ved enhver resonans frigjøres en så enorm energi at et resonerende objekt til og med kan kollapse).

Omkretsbevegelse er også en type ujevn bevegelse, selv ved konstant hastighet, fordi i dette tilfellet endres posisjonen til hastighetsvektoren i rommet. Følgelig deformerer en slik bevegelse det omgivende fysiske vakuumet, som reagerer på dette ved å skape motstandskrefter i form av sentrifugalkrefter: de er alltid rettet på en slik måte at de retter ut bevegelsesbanen og gjør den rettlinjet når det ikke er vakuum deformasjon. Og for å overvinne sentrifugalkrefter (eller for å opprettholde vakuumet forårsaket av rotasjon), må du bruke energi, som går inn i selve vakuumet.

Nå kan vi gå tilbake til fenomenet lyspæreglød. For driften må en elektrisk generator være til stede i kretsen (selv om det er et batteri, ble det fortsatt ladet fra generatoren). Rotasjonen av rotoren til den elektriske generatoren deformerer strukturen til det nærliggende fysiske vakuumet, sentrifugalkrefter oppstår i rotoren, og energien for å overvinne disse kreftene forlater primærturbinen eller annen rotasjonskilde inn i det fysiske vakuumet. Når det gjelder bevegelsen av elektroner i en elektrisk krets, skjer denne bevegelsen under påvirkning av sentrifugalkrefter skapt av et vakuum i en roterende rotor. Når elektroner kommer inn i glødetråden til en lyspære, bombarderer de intenst ionene i krystallgitteret, og de begynner å vibrere kraftig. I løpet av slike vibrasjoner deformeres strukturen til det fysiske vakuumet igjen, og vakuumet reagerer på dette ved å sende ut lyskvanter. Siden vakuumet i seg selv er en slags materie, fjernes den tidligere bemerkede motsetningen av utseendet til materie fra ingensteds: en form for materie (lysstråling) oppstår fra en annen av sitt slag (fysisk vakuum). Selve elektronene i en slik prosess forsvinner ikke og forvandles ikke til noe annet. Derfor, hvor mange elektroner som kommer inn i lyspæren gjennom den ene ledningen, vil nøyaktig samme mengde komme ut gjennom den andre. Naturligvis hentes energien til kvanta også fra det fysiske vakuumet, og ikke fra elektronene som kommer inn i glødetråden. Energien til den elektriske strømmen i selve kretsen endres ikke og forblir konstant.

For luminescensen til lampen er det derfor ikke nødvendig med elektroner i seg selv, men skarpe vibrasjoner av ionene i metallets krystallgitter. Elektronene er bare et verktøy som får ionene til å vibrere. Men verktøyet kan byttes ut. Og i forsøket med én ledning er det nettopp dette som skjer. I Nikola Teslas berømte eksperiment om overføring av energi gjennom én ledning, var et slikt instrument det indre vekslende elektriske feltet til ledningen, som stadig endret styrke og derved fikk ionene til å vibrere. Derfor er uttrykket "overføring av energi gjennom en ledning" i dette tilfellet ikke vellykket, til og med feil. Ingen energi ble overført gjennom ledningen, energien ble frigjort i selve pæren fra det omkringliggende fysiske vakuumet. Av denne grunn ble selve ledningen ikke varmet opp: det er umulig å varme opp en gjenstand hvis energi ikke tilføres den.

Som et resultat er det et ganske fristende utsikter til en kraftig nedgang i kostnadene ved å bygge kraftledninger. For det første kan du klare deg med én ledning i stedet for to, noe som umiddelbart reduserer kapitalkostnadene. For det andre, i stedet for relativt dyrt kobber, kan du bruke hvilket som helst av de billigste metallene, til og med rustent jern. For det tredje kan du redusere selve ledningen til tykkelsen til et menneskehår, og la styrken til ledningen være uendret eller til og med øke den ved å omslutte den i en kappe av slitesterk og billig plast (det vil forresten også beskytte ledningen). fra atmosfærisk nedbør). For det fjerde, på grunn av reduksjonen i den totale vekten av ledningen, er det mulig å øke avstanden mellom støttene og derved redusere antall støtter for hele linjen. Er det realistisk å gjøre dette? Selvfølgelig er det ekte. Det ville være en politisk vilje til ledelsen i landet vårt, og vitenskapsmenn vil ikke svikte deg.