-------------------
Вы знаете, как устроен наш мир?



---Load files---
Совет: если изображения отображаются неправильно, попробуйте очистить кеш браузера!
Поиск на странице - нажмите "Ctrl+F", Поиск на сайте - поле ввода "Яндекс-Найти" на "шапке",
Поиск в интернете - 1) выделите текст, 2) нажмите правую клавишу мыши и 3) выберите поисковик.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

------- Тимин В.А. (mail: timinva@yandex.ru) Дата последней загрузки: May 13 2020. -------
Ссылка на этот материал: Теории-квазиупругого-и-квазитвердого-эфира.htm)


Теории квазиупругого и квазитвердого эфира

Если подвести некоторый итог, в 19-м столетии великими физиками разрабатывались две конкурирующие теории эфира.

Одна из них, предложенная Декартом, Максвеллом и, в известной мере, Лоренцем, предполагала, что в эфире существуют вихри из каких-то очень мелких частиц. Потоки этих частиц образуют магнитные поля. Движения этих частиц от одного заряженного тела к другому обеспечивают электростатическое взаимодействие.

Однако поведение газов и жидкостей подчиняется статистическим законам, сопровождается преобразованиями одного вида энергии в другой, нестабильностями разного рода. Очень большая однородность эфирной среды свидетельствует в пользу второй - квазитвердой модели.

Вторая теория, которую развивали Мак Кулаг, Томпсон и Стокс, основывалась на том, что эфир представляет собой квазитвердое тело. Магнитные и электрические поля возникают в нем в результате определенного вида деформаций.

Видимое пространство заполнено эфирной средой. Эфир представляется как всепроникающая среда, состоящая из частиц двух равных, но противоположных по знаку, видов. Эфир обладает определенными электромагнитными плотностью и упругостью. Под влиянием внешних физических тел и электромагнитных полей эфирная среда может быть деформирована и ее плотность в различных точках может быть различной. Эфирная среда может испытывать статические и динамические, сдвиговые, скручивающие, крутильные деформации. Она является основой для распространения электромагнитных колебаний и передачи гравитационных воздействий физических тел друг на друга. Физические тела (элементарные частицы, газы, жидкости, твердые тела, плазма и др.) размещаются в пространстве и эфирной среде. Они проницаемы для эфирной среды. Гравитационное воздействие одного физического тела на другое осуществляется посредством эфирной среды. Динамические процессы в эфирной среде и движения физических тел могут быть зафиксированы во времени. Время локально, необратимо, одномерно, однонаправлено, - от прошлого к будущему.

Современными исследователями физическая, однородная континуальная среда (газ, жидкость, твердое тело) понимается как материя, равномерно и трехмерно заполняющая пространство, которая обладает способностью передавать возмущения с постоянной скоростью. Свойства среды определяют скорость распространения возмущений в ней. Известны континуальные среды, обладающие принципиально разными способами передачи возмущений. Одна из них отличается тем, что возмущения передаются по линии, совпадающей с направлением распространения. Другой тип среды способен передавать возмущения с вектором смещения в направлении распространения и с вектором смещения, ориентированном по нормали к направлению распространения. Имеется третий тип среды, в которой смещения происходят во взаимно ортогональных друг другу и к направлению распространения ориентациях. Первая среда представляет собой газ (жидкость), вторая - твердое тело. Свойства среды третьего типа - эфира (вакуума) известны, но его внутренняя структура пока еще не определена. Эфир характеризуется физическими постоянными: скоростью распространения колебаний, диэлектрической постоянной, магнитной проницаемостью.

Выполненные после Д.Максвелла исследования процессов излучения, распространения и приема электромагнитных волн показали, что эфир обладает определенной величиной волнового сопротивления Z ~ 377 Ом. Наблюдения за процессом заряда вакуумированного конденсатора, подачи тока в соленоид, показывают, что электромагнитные процессы в эфире обладают инерцией. Установленные факты и явления позволяют утверждать, что эфир является специфической средой, принципиально отличающейся от жидких и твердых сред.

Квазиупругое тело как модель эфира

На основе разработанной квазитвердой модели эфира объясняются известные электрические и магнитные явления. Движение в эфире со скоростью света требует бесконечно большой энергии. При движении заряженного тела в эфирной среде принцип Галилея не соблюдается. Опыт Физо можно объяснить тем, что в физическом теле электромагнитные колебания проходят более длинный путь, чем в свободном эфире.

Как известно, в XIX в. считалось, что световые волны есть колебания эфира, которому приписывали свойства обычной упругой среды. Но при этом уже в простейших проблемах отражения и преломления возникали трудности, которые будут рассмотрены подробнее в § 45. Еще в 1839 г. Маккуллаг попытался отбросить связь с обычной теорией упругости и развить представления оптики, свободные от этих трудностей; как выяснилось позднее, его фор­мулы формально совпадают с формулами электромагнит­ной оптики Максвелла, в частности в случае прозрач­ных сред. То, что будет рассмотрено ниже, представляет собой истолкование уравнений Маккуллага.

Вернемся к § 1. Там мы раскладывали в общем слу­чае смещение непрерывной среды на три части: трансля­цию, вращение и деформацию. Реакцией упругого тела на деформацию является возникновение напряжений; тензор напряжений может быть определен из тензора деформаций, оставаясь, конечно, нечувствительным к вра­щению и к трансляции. Представим квазиупругое тело, которое не реагирует на деформации, но реагирует на повороты относительно абсолютного пространства! Так как вращение имеет характер антисимметричного тензора, то предположим, что напряжения, вызванные вращением и действующие на элемент объема, имеют также  вид  антисимметричного  тензора.   Напишем их в виде определителя:


(15.1)

Предполагаемые здесь соотношения между напряжениями и поворотами проиллюстрированы  на рис. 17.  

Рис. 17. Связь   между   напряжением   и   поворотом
для
квазиупругого тела.

Повернем наш элемент объема Dt на угол jz (стрелка вокруг поло­жительной оси z в направлении правого винта). Чтобы произвести этот поворот, приложим, согласно нашей гипотезе, момент сил вокруг оси z:

Mz = zΔτ,

(15.2)

где k - «модуль поворота» квазиупругого тела. Этому мо­менту сил соответствуют на рис. 17 два касательных напряжения sxy и syx, действующие на положительные х- и y-плоскости, и два касательных, антипараллельных первым, напряжения, действующие на отрицательные х- и y-плоскости. Для того чтобы имелось соответствие с (15.2) и (15.1), надо положить

(15.3)

(15.3)

Действительно, тогда момент сил, действующих на обе х-плоскости, равен (см. также соответствующее рассужде­ние, относящееся к рис. 10)

а  момент   сил,   действующих  на   обе y-плоскости, равен

 

что дает в сумме такой же момент, как в равенстве (15.2). Из (15.3) путем циклической подстановки можно сразу получить

(15.3a)

Уравнения движения этого квазиупругого тела могут быть получены из (14.1а). Для этого припишем телу инерцию (r - масса единицы объема) и будем считать его движение медленным (пренебрежем квадратичными кон­векционными членами, т. е. du/dt = u/t). Кроме того, не будем принимать во внимание внешние силы (F = 0). Тогда   с   учетом   (15.3)   и   (15.3а)   получаем   из   (14.1а)

 »

после циклической подстановки в векторной форме оно записывается следующим образом:

(15.4)

Это уравнение движения может быть дополнено связью v с угловой скоростью w. Она выражается следующим образом, если здесь также заменимна :

(15.5)

Предположим еще несжимаемость и добавим условие, следующее из того, что ^р представляет собой ротор век­тора смещения:

divv = 0, divφ = 0.

(15.6)

Система уравнений (15.4) — (15.6) поразительно проста и симметрична. Она имеет такую же форму, как и урав­нения Максвелла в пустоте.

Чтобы уточнить это утверждение, положим, что

а) или

б)

где Е — напряженность электрического поля,  Н —напря­женность магнитного поля, a и β  — множители пропорцио­нальности, которые зависят от выбора единиц, в кото­рых измеряются Е и Н, а также от выбора знака элек­трического заряда и магнитной полярности.

В любом случае равенства (15.4) — (15.6) примут форму

(15.7)

Коэффициенты ε0, m0 называются соответственно  диэлектрической постоянной и магнитной проницаемостью ваку­ума; в наших обозначениях они выражаются как

а) или

б)

Их произведение не зависит от выбора единиц измерения a и β. А именно, в обоих случаях имеем

(15.8)

Определенная таким образом величина c представляет собой скорость  света  в пустоте.   Заметим при этом,  что она, как и скорость звука в § 13 и 14, подходит под формулировку Ньютона (13.16а), если под термином «упругость» понимать 1/4 нашего модуля поворота k.

Мы далеки от того, чтобы приписывать этой модели эфира какой-нибудь реальный физический смысл. Еще в конце прошлого столетия стало ясно, что все попытки дать механическое объяснение уравнениям Максвелла обречены на неудачу. Мы приводим здесь не механиче­ское объяснение, а скорее механическую аналогию. Урав­нения Максвелла лежат в основе теории электрического строения материи, так что не следует ожидать, чтобы они объяснились с помощью механических свойств тел. Более того, согласно одной из последних работ Шредингера представляется возможным связать их с той же общей основой, что и уравнения гравитации, именно с пространственно-временной метрикой. Наше рассмотре­ние, возможно, оправдывается тем, что оно показывает, что если построить «эфир», для которого выполнялись бы урав­нения Максвелла, то он обладал бы свойствами, диаме­трально противоположными свойствам обычных упругих тел, а именно, для него играла бы роль абсолютная ориентация относительно пространства, а не относитель­ная ориентация элементов объема относительно друг друга, что имеет место в случае упругого тела.

Квазитвердое тело как модель эфира

Вслед за Маккуллагом в 80-х годах В. Томсон раз­вил идею квазиупругого, или, как он его называл, «квази­твердого», эфира2). Он не удовлетворился простым посту­лированием действия сил (15.2), как это сделали мы, а попытался смоделировать его с помощью волчков. Мы знаем, что быстро вращающийся волчок стремится сохранять направление своего вращения и под действием довольно сильного момента сил только немного изме­няет направление вращения3). Но модель эфира, основанная на гироскопических явлениях, чрезвычайно сложна. В каждом элементе объема должно находиться множе­ство волчков, ориентированных относительно друг друга так, чтобы желаемое сопротивление вращению наблюда­лось по отношению ко всем трем направлениям коор­динатных осей, а не к одной оси. Только путем такого построения мог бы осуществляться «гиростатический», т. е. основанный на свойствах волчка, эфир.

Томсон считал, что ε0 и m0 определяются выражениями «а», т. е. он связывал поворот своего гиростатического эфира с вектором магнитного поля Н. Значения вектора элек­трического поля Е он не устанавливал и, таким образом, отказывался от исчерпывающего моделирования уравне­ний Максвелла. Несомненно, что эта точка зрения физи­чески наглядна, так как Н обладает свойствами аксиаль­ного вектора, аналогично j, а Е, напротив, свойствами полярного вектора, как и v. С другой стороны, соотно­шения «б» представлялись более предпочтительными, так как они дают квазиупругуго модель не только для чистого эфира и диэлектриков, но и для проводников. В связи с этим Больцман, однако, отметил, что возникают трудности, связанные с существованием «свободных элек­трических зарядов». Поэтому, отвлекаясь от толкования электродинамики проводников, мы сделаем еще некото­рые замечания по поводу соотношений «а».

К соотношениям «б» мы вернемся еще в § 20, в свя­зи с теорией вихрей Гельмгольца.

В случае диэлектриков могут быть использованы те же два основных уравнения (15.7), что и в случае ваку­ума, но с другими значениями ε, m вместо ε0, m0. Оба урав­нения для дивергенции при этом существенно изменяют­ся. Вместо divH = 0 должно быть

divB = 0, В =mН = Магнитная индукция.

(15.9)

Поэтому   необходимо   связывать   с   поворотом j не  Н, а В, что не приводит к трудностям.   С другой   стороны, условие div E = 0 переходит в

divD = r0, D = εЕ = Электрическое смещение,

(15.10)

где r0 — объемная плотность свободных электрических зарядов. Если теперь вместо Е свяжем D со скоростью течения v   и постоянные ε, m надлежащим образом с k, r, a, β, то в этом случае формально также получатся уравнения Максвелла для диэлектриков. Но с точек зре­ния предположения «а» и уравнения неразрывности существование свободных зарядов представляет трудности. Чтобы обойти эту трудность, можно сделать математи­ческое допущение, однако совершенно неудовлетвори­тельное с точки зрения физики. Можно просто заставить нашу жидкость вытекать из поля или втекать в него в местах расположения свободных зарядов, в зависимости от их знаков. Правда, куда она вытекает или откуда втекает — остается неясным. В качестве извинения за такое предположение можно сослаться на великого Римана, который в статье «Новые математические прин­ципы физики» использовал его для объяснения явлений тяготения и электростатики. Но гораздо правильнее будет считать, что не существует никакой механической или квазимеханической модели фундаментального факта суще­ствования электрических   зарядов.

Во всяком случае, у нас не будет оснований возвра­щаться к обсужденной здесь модели эфира в т. III, посвя­щенном теории электромагнетизма. Напротив, электри­ческий заряд и электромагнитное поле будут там рас­смотрены как  явления,  выходящие  за рамки механики.

 

Ссылка на этот материал: Теории-квазиупругого-и-квазитвердого-эфира.htm)
Ссылка на другие мои материалы: сайт Vixra.com

- - - ВЫ МОЖЕТЕ ОСТАВИТЬ ПЕРВЫЙ КОММЕНТАРИЙ! - - -


Введите логин*:      Введите эл.адрес:

Введите пароль*:    Ваш телефон:        
* - ввод объязателен, логин и пароль пока не контролируются;

Введите Ваш комментарий:
Формулы:

(возможно использование BB-кодов для оформления комментария и кодов LaTeX для ввода формул)

Решите пример: 42 делить на "четырнадцать" равно:

---Load files---
Сегодня - 02_07_2020
Время переоткрытия сайта 22 ч 21 м по Гр.
Календарь
на ИЮЛЬ месяц 2018 г.

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31 1 2
(7 331)

---Load files---
---Load files---


© Все права защищены 2017-2019 При использовании материалов сайта ссылка на http://lowsofphisics.ru обязательна.

В НАЧАЛО
КОММЕНТ
В КОНЕЦ
U:10 V:25 N:13
Уникальных посетителей за текущие сутки: 10 Просмотров: 25 Этой страницы (всего): 13