vk.com/club152685050 | ГУАП

Франца (272), занижает коэффициент теплопроводности в тысячи раз, так как во столько же раз занижает электропроводность

[32, с. 213].

В эфирной интерпретации увеличение коэффициента теплопроводности при наличии0,тквибраций объясняется появлением направленной скорости тепловых квантов в дополнение к

их хаотической тепловой скорости (254).

Количественное изучение данного эффекта проводится по методике, представленной в п. 23.5.1, 23.5.2. Для вибрирующего стержня необходимо учесть силу инерции в системе координат, относительно которой стержень неподвижен. Для вибрирующего камертона – центробежную силу, так как на каждом периоде колебаний движение его свободного конца близко к движению по окружности.

Количественный анализ экспериментов с вибрирующими стержнями не вносит чего-либо существенно нового в иллюстрацию методики применения теории эфира к решению практических задач. Поэтому здесь такой анализ не приводится.

23.6.Вращение тел при отсутствии внешнего магнитного поля

Важным направлением исследований является изучение механического взаимодействия вещества с эфиром, так как понимание деталей этого процесса может привести к созданию принципиально новых технических устройств, основанных на использовании свойств и течений эфира.

Вращающиеся объекты лучше взаимодействуют с эфиром, так как при вращении той или иной структуры существенно уменьшается эффективный объём, через который ньютонии могут проходить беспрепятственно. Поэтому изучение движения эфира, вызванного вращением объектов, представляет большой интерес.

438

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019

vk.com/club152685050 | ГУАП

В данном разделе внешнее магнитное поле предполагается малымпосравнениюсиспользуемымвэкспериментах,скомпенсированным или слабо влияющим на изучаемые процессы.

23.6.1.Опыт Толмена и Стюарта с вращающейся катушкой

Опыт Толмена – Стюарта считается в физике XX века основным доказательством утверждения, что электрический ток в металлах обусловлен движением электронов [173; 174; 32, с. 226, 227; 28, с. 411–413; 34, п. 145]. Покажем неадекватность интерпретации этого эксперимента.

Вданномопытеосновнаякатушкасбольшимчисломвитков тонкой проволоки приводилась в быстрое вращение вокруг своей оси. Магнитное поле Земли в пределах этой катушки тщательно компенсировалось при помощи специальных неподвижных катушек с электрическим током настолько, чтобы при равномерном вращении основной катушки гальванометр не обнаруживал индукционных токов [28, с. 413]~530. Общая[м] длина витков обмотки основной катушки составляла~56 [м/с] , а линейная скорость движения провода достигала [174]. Концы обмотки присоединялись к чувствительному гальванометру при помощи длинных гибких проводов. Основная катушка раскручивалась и резко тормозилась. В цепи наблюдался кратковременный ток. Его знак зависел от направления вращения катушки.

Теоретическое объяснение данного эксперимента базируется в физике на гипотезе о существовании в металле свободных электронов, которые при торможении движутся по второму закону Ньютона под действием силы инерции. Из данного предположения получают соотношение, см., например: [32, с. 227; 28, с.

412; 34, с. 334]

=		,	(305)
439

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019

vk.com/club152685050 | ГУАП

где

и

– масса и заряд электрона,

0

– линейная скорость

внешнего обвода катушки перед началом торможения,

– длина

провода в обмотке катушки,

– сопротивление всей цепи

,

–

количество протекающего

электричества за время

торможе-

0

ния катушки до полной остановки.

ния

, 0

и известные

Утверждается, что показания гальванометра

к его /

величину отноше-

значения

,

,

в эксперименте дают знак и

которые соответствуют отношению заряда электрона

массе.

0

= (1 + ) 0

/

че-

пературный коэффициент

Проанализируем подробно выражение (305). Выразим

резудельное сопротивление

:

, где

– тем-

лой

сопротивления [36, с. 380],

– темпе-

гласно

= ( ) = ( )

( )

ратура, – поперечное сечение провода.

Воспользуемся форму-

– число электронов проводимости в единице( ) = ( )

(188):

, где

– плотность тока. Со-

электронной теории проводимости,

( )

,

где

средняя скорость их упорядоченного движения.

объёма,

–

По исходной гипотезе электроны вращаются вместе с прово-

где – некоторая константа порядка

( )

( )

= ( )

дом катушки, поэтому их скорость

должна быть пропорци-

катушки

:

,

ональна скорости движения обвода ( )

единицы. Для заряда, про-

текающего за время торможения, имеем

( ) .

= 0

( ) = 0

( ) = 0

(306)

зался зависящим от закона торможения( ) = ( )

Подчеркнём, что при использовании основного уравнения

электронной теории проводимости

заряд

ока-

( )

катушки

, в то время

как в формулу (305), полученную из второго

закона Ньютона, за-

( )

висимость

не входит.

Подставим найденный заряд

(306) в (305)

440

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019

vk.com/club152685050 | ГУАП

= (1 + ) 0 ∫00 0( ) .

В левой части данного выражения должна стоять константа, не зависящая от свойств цепи и условий проведения эксперимента. Первый множитель в правой части определяется свойствами цепи, второй – способом и длительностью торможения катушки. Эти множители, вообще говоря, не зависят друг от друга. Поэтому правая часть в общем случае не является константой, а определяется конкретными условиями проведения эксперимента. Получаем противоречие:леваячасть должна быть всегда постоянна, если это отношение параметров электрона, а правая часть не обязательно является постоянной. Это означает, что равенство (305), вообще говоря, не выполнено. В соответствии с методом доказательства от противного, заключаем, что гипотеза о существовании в металле свободных электронов, которые при торможении движутся по второму закону Ньютона под действием силы инерции, не верна, так как приводит к противоречию.

Причина такого противоречия состоит в том, что вывод фор-

мулы (305) в [32, с. 226, 227; 28, с. 411–413; 34, п. 145] не учиты-

нии( ) = ( )

вает основное уравнение электронной теории проводимости

Приведём ещё

, согласно которому протекающий при торможе-

катушки заряд

зависит от способа её торможения (306).

[121,

с. 99].

оценки, показывающие ошибочность приня-

8.96 [г/см ] 3

63.5 [г/моль]

той в физике интерпретации опыта Толмена – Стюарта. Медь

имеет плотность

23

1 [см ]

0.141 [моль]

3

и молярную массу

0.141 = 0.85 10

или

Поэтому в

содержится

см3]

атомов меди, где

– число Авогадро, то

Cu3 Cu ≈ 1 [см3]

есть концентрация атомов меди составляет

1023

[1/

.

Приближённое

представление объёмаCu = 0.85

441

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019

vk.com/club152685050 | ГУАП

3

~ 2 10

−8

см

(аналогичные

рассуждения

Cu ≈

1/

даёт для среднего расстояния между атомами величину

ваны,

Cu

[

]

использо-

Длина

2 Cu ~ 2 10

[1/см ]

например, в [30, с. 17]). С учётом двухвалентности меди

имеем

в

ней

свободных

электронов.

= 1/( Cu )

−16

2

свободного пробега пробного23 3

электрона

ежду атомами

[121, с. 375] при характерном диффузионном сече-

ное влияние ~ 10

[см]

~ Cu

[175, с. 151]

нии рассеяния электронов на атомах

~ 10

составляет

. Получаем

, что[смозначает]

силь-

−7

на движение−7

свободных электронов их столкнове-

за

−11

0,~ 10

[см/с]

ний с атомами решётки. Электрон, движущийся со скоростью

~ 10

[см]

10

[с]

4

, проходит

расстояние

вращения

катушки

то есть не имеет возможности для сво-

бодного инерционного движения за время её торможения

, со-

0

ставляющее доли секунды [173, с. 110]. Иными словами, второй закон Ньютона без учёта столкновений, использованный при выводе формулы (305), не применим для описания0 движения свободных электронов на временах порядка .

Ошибочность трактовки опыта Толмена – Стюарта как инерции свободных электронов следует и из результатов п. 23.2.1, где показано, что в квазинейтральном проводнике при отсутствии больших внешних сил свободные электроны (если имеются) не могут отойти от атомов на расстояние, большее межатомного.

Дадим эфирную трактовку опыта Толмена – Стюарта. Согласно измерениям, при резком торможении катушки с

проводом наблюдается э.д.с. Как показано выше, свободные электроны не объясняют возникновение э.д.с. Поэтому естественно предположить, что вращение катушки приводит к вращению эфира в её обмотке. При резком торможении эфир продолжает двигаться в проводе в соответствии с законом сохранения количества движения (5). Возникает э.д.с. Свободные электроны, если они есть в металле, могут двигаться в проводе вместе с эфиром, но основную роль играет течение эфира.

442

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019

vk.com/club152685050 | ГУАП

Вычислим генерируемую э.д.с., считая внешнее магнитное поле скомпенсированным.

Анализ движения эфира в униполярном генераторе показал, что эфир вращается практически вместе с диском, см. с. 407. Такое движение создаёт магнитное поле (288). Поэтому генерируемую при торможении катушки э.д.с. представим в виде суммы э.д.с. электрического поля и э.д.с. Жуковского (200)

	= + Ж =		∙ +			× ∙ ,
где	– кривая, соответствующая проводу катушки.
	Интеграл по является криволинейным интегралом второго
дении

рода. Знак такого интеграла зависит от выбора направления обходакривой .Направлениеобходабудетвыбранонижепривве-

параметрического представления .			Электродвижущая
сила считается положительной, если		кривая	пересекает источ-
ник тока в направлении от отрицательного полюса к положи-
тельному [28, с. 193].
Подставим в эфирные выражения для электрического и
магнитного полей (20), (21)	× × ( ) ∙ .
= ( ∙ )( ) ∙ +
Дляупрощениявыкладокприблизимобмоткукатушкинабо-
ром из одинаковых тонких круговых колец

= ,

=1

443

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019

vk.com/club152685050 | ГУАП

в котором каждое кольцо разрезано и один из концов разреза имеет контакт с предыдущим кольцом, а другой – со следующим

так, что направление обхода обмотки сохраняется. Кроме того, проведём вычисления в предположении≈ Cu = , что плотность эфира в проводе близка к константе .

Тогда

= Cu

( ∙ ) ∙ +

× ( × ) ∙ .

=1

Введём цилиндрическую систему координат

с осью,

направленной вдоль оси катушки. Обозначим

единичные век-

( , , )

параметризация задаёт направление =

[0,2 ]

торы локального базиса этой системы

,

,

,

. Параметрическое

представление окружности есть

. Такая

обхода кольца против часовой стрелки, если смотреть на окружность из полупространства

положительных значений .

= ( )

Поэтому

= ,

Скорость эфира в тонком

кольце имеет лишь азимутальную

компоненту

, зависящую только от угла

.

× ( × ) = ,

×

,

= =

2,

×

=

2,

.

Тогда

× ( × ) ∙ =

,

∙ = 0,

444

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019

vk.com/club152685050 | ГУАП

то есть э.д.с. Жуковского не даёт вклада в общую э.д.с. :

= Cu

( ∙ ) ∙ .

=1

Раскроем конвективную производную [55, с. 7]

Имеем

( ∙ ) =

.

= Cu

,

,

∙

=

=1 0

2, =

Cu 2

, ,

= 1

Cu 2

=1

0

1

2

=1 0

1

2

Cu 2, (2 ) − 2, (0) =

Cu

2

=1 2

2

2

(0) +

2

,1(2 ) − ,1

(0) + ,2

(2 ) − ,2

+ 2, (2 ) − 2, (0) .

Учитывая, (0),=что, ,по+1(построению2 ) = 1,,…на, разрезе− 1 колец скорости равны , , окончательно по-

лучаем

=	Cu , 2	,1	,	(307)
445

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019

vk.com/club152685050 | ГУАП

то есть общая э.д.с. определяется только разностью скоростей эфира на конце последнего кольца и начале первого кольца.

Оценим максимально возможную| | э.д.с. В соответствии с формулой (307), максимум достигается в момент времени, когда на одном конце провода катушки скорость эфира максимальна, а на другом – минимальна. Или, другими словами, давление эфира (15) на одном конце максимально, а на другом минимально (или модуль разности потенциалов (75) максимален).

Торможение катушки, приводит к изменению скорости эфира в кольцах . Детальное описание этого процесса тре-

бует анализа течения эфира на уровне атомарной решётки проводника. Вместо этого рассмотрим упрощённую модель торможения эфира катушкой, в которой катушка останавливается мгновенно, а эфир продолжает течь по инерции. Экстремальное

значение э.д.с. появится в моментвремени, когда на одном конце катушки скорость эфира уже нулевая, а на другом0 – ещё та же, что и при вращении с линейной скоростью . Данное прибли-

жение тем лучше выполнено, чем длиннее провод, так как из-за инерции эфира скорости его движения на концах провода сильнее различаются при торможении течения атомарной решёткой.

Тогда из (307) получаем

				max = ±		Cu		0	,
где плюс берётся при вращении							2катушки по направлению век-
тора , а минус – против.
Измерив			и		в опыте Толмена – Стюарта, можно оце-
	плотность эфира в проводе							. Однако авторам не удалось
нить		0		max

Cu

найти в литературе значение регистрируемой в этих эксперимен-

тах э.д.с. Данные об э.д.с. получены А.Р. Лепёшкиным в предложенной им модификации экспериментов Толмена – Стюарта [167]. Эфирный анализ этих экспериментов представлен в п.

23.6.2.

446

Скачать http://eth21.ru | правкой от 13.04.2019