Электромагнитное поле

   Конечно, иллюстрация явления передачи энергии электромагнитных волн очень упрощённая, наивная до смешного. Но суть - верная.


   Посвящается ВТП


   Речь о природе так называемого электромагнитного поля. Недавно встретил в сети очередное видео, где, читающий лекцию о передаче энергии (кандидат тех. наук), затрагивает тему электромагнитного поля. И опять разговор о том, что природа электромагнитного поля никому неизвестна, и что это такое – никому непонятно! Замечу также заодно, что нередко можно встретить суждения и о непонятности природы магнитного поля. Но и здесь нет единомыслия.   

   В феврале-марте 1979 года, будучи на службе в Пограничных войсках, мне пришлось временно поработать на узле связи Пограничной комендатуры, телефонистом и ВЧ-механиком. Связиста с этого узла связи отправили в госпиталь, в Петрозаводск, на срочную операцию. А меня прислали из штаба Пограничного отряда на замену. Смена связиста длилась ровно сутки, 24 часа. Работы было немного. На узле, в столе, имелось достаточно всякой электротехнической мелочи, включая разобранные бритвенные машинки, реле, переключатели и много чего другого. И я стал понемножку заниматься конструированием работающих изделий. Сделал из сломанной бритвенной электрической машинки работающий моторчик, который можно было использовать как лебёдку. А за стенкой узла связи находился кабинет начальника Пограничной комендатуры капитана Кривицкого. И вот когда я вовсю игрался с этой своей игрушкой, на узел связи входит капитан Кривицкий. В чём дело?! Оказывается, работа его радиостанции перебивается какой-то непонятной помехой, частотой. Когда Кривицкий вошел, то всё понял – откуда помеха, и я осознал свою оплошность. Получил от капитана строгий выговор. Больше этим я не занимался. 

   Этот случай запомнился и дал толчок к раздумьям в этом направлении. Ведь что вызывает создание электромагнитной помехи, частоты? Искрение угольных контактов на вращающемся роторе электродвигателя. Так нас учили. А если бы не было искрения контакта, то не было бы и эл. маг. помехи!  Но так ли это?! Ведь в передающей антенне нет никакого искрения, там колеблется ток большой частоты, бегает туда-сюда. И это периодическое колебательное движение тока вызывает рождение электромагнитных волн, удаляющихся со скоростью света от антенны. А я задавался странным вопросом: чем левый бросок тока при колебании в алюминиевой (медной) антенне отличается от правого броска тока?! Только одним – винтом закрутки магнитного поля! Ведь когда по проводнику течёт ток одного направления, то вокруг проводника возникает магнитное поле определённого направления. Когда направление тока меняется – меняется и направление магнитного поля. А что колеблется в проводнике? Заряды!..               

   На вопрос – что такое магнитное поле? – следует развёрнутый ответ специалиста: «1. Магнитное поле – компонент единого электромагнитного поля, зависящий от выбора системы отсчёта. 2. Магнитное поле – удобное описание искажений электрического поля движущихся зарядов, вызванных Лоренцовым сокращением расстояний. 3. Магнитное поле – описание изменения вероятности взаимодействия фотонов с заряженными частицами при движении последних. 4. Магнитное поле – особое состояние вакуума, содержащее избыток виртуальных фотонов и вследствие этого действующего на движущиеся заряды».

   Можно встретить и более короткие определения магнитного поля, например: магнитное поле – результат движения электричества в перпендикулярной плоскости. Или ещё: это релятивистский эффект при переходе в систему отсчёта, в которой электрически заряженные частицы двигаются. Общий посыл такой: на самом деле существуют только электрические заряды и создаваемое ими поле. Однако если эти заряды начинают двигаться, вследствие эффектов теории относительности (сокращение расстояний, наблюдаемое в движущейся относительно наблюдателя системе), между ними возникает дополнительная составляющая электрических сил, которую можно представить как отдельное силовое поле, зависящее от скорости взаимного движения электрических зарядов. Его и называют магнитным. Отдельных магнитных зарядов, которые бы создавали магнитное поле, не существует.

   Как видим, всё дело упирается в природу электрического заряда и в особенности движения и ускорения зарядов. Понятно, что пока мы будем символически изображать электрические заряды в виде шариков со значками плюса и минуса, мы далеко не уедем! Пока заряд вынуждены рассматривать только как коэффициент взаимодействия электрона (протона) с электромагнитным полем. Но, согласитесь, если электрон (протон) взаимодействует с эл. маг. полем, то у них должно быть в корне что-то общее! А общее – это кольцевое вращение частицы и поля, окружающего частицу. Частица – не инородна среде физ.  вакуума, а есть устойчивая форма локального колебательного возбуждения среды. Любое поступательное или кольцевое вращательное движение такой частицы порождает в среде соответствующие формы волнового поля вокруг частицы. Это поле постоянно сопровождает частицу. И потому справедливо утверждение о том, что «заряженная частица является связанным состоянием частицы, как таковой, с её полевой оболочкой. Одной из характеристик полевой оболочки является её интенсивность, существующая в современной физике в виде понятия заряда. Таким образом, заряд – не внутренне свойство материальной частицы, а характеристика связанной с ней полевой среды. Как и закон сохранения заряда является следствием принципа непрерывности полевой среды». Надо понимать, что полевая среда – есть среда физ. вакуума, но с особой дополнительной формой динамики, с изменённой энергией. У гравитационного поля – своя форма динамики поля, у электромагнитного поля – своя форма динамики поля. Частица протон, являясь устойчивой продольной колебательной динамикой физ. вакуума («дыхание вакуума»), постоянно возбуждает в среде вокруг себя волны подобной природы. Именно большая концентрация таких волн вокруг массивного тела и создаёт гравитационное поле массивного тела, градиент давлений и плотностей среды (градиент напряжённости поля). С удалением от массивного тела давление и плотность среды пропорционально возрастают. Как уже сказано, все протоны, кроме собственной осцилляции, имеют и кольцевое вращательное движение с порождением вихревых волн. Эти вихревые волны тоже вносят свой вклад в создание гравитационного поля. Так что гравитационное поле – это сочетание динамик колебательной и вращательной, образующих в сумме градиентное распределение вокруг массивного тела. Иначе, градиент напряжённости поля, попав в которое, пробное тело будет испытывать ускорение в направлении центра массивного тела.         

   Но кольцевое вращательное движение протонов и квазичастиц электронов создаёт вихревое поле левой и правой закрутки вокруг частицы, которые мы называем магнитным полем. Это кольцевое вращательное движение называется ещё орбитальным магнитным моментом частицы (магнетоном). В сущности, каждая такая частица с магнитным моментом является диполем, одновременно содержащим левый и правый      винт закрутки. Именно единая сонаправленность осей вращения этих магнитных моментов частиц в ферромагнетике делает кусок металла постоянным магнитом. Потому и постоянный магнит является диполем. Таким же диполем может быть и электромагнит, где ориентации магнитных моментов частиц ферромагнетика обеспечивает протекающий постоянный ток со своим магнитным полем. Таким образом, только дипольность, двойственность природы заряда может непротиворечиво объяснить природу взаимодействия зарядов с магнитным полем, причину – почему заряды движутся к тому или другому полюсу магнита. Заряд, влетевший в магнитное поле, будет двигаться по нисходящей винтовой траектории к тому полюсу, у которого винт закрутки поля полюса и винт закрутки поля заряда совпадают, имеют одно направление. Точно также два параллельных проводника с постоянными токами будут сближаться и переплетаться между собой, если токи имеют одно направление, как и их магнитные поля. Интерференция, наложение магнитных полей одного направления закрутки увеличивает динамику среды физ. вакуума, что приводит к падению здесь давления и плотности среды.            

   Постоянный магнит хорошо «магнитит» металлы-ферромагнетики, но не «магнитит» парамагнетики и диамагнетики, но может взаимодействовать с ними при своём движении. Магнит в ферромагнетиках легко ориентирует магнитные моменты частиц металла, ставя их одним курсом. При интерференции полей, в месте наложения, падают давление и плотность среды физ. вакуума, магнит и железо сдавливаются внешним давлением. В диамагнетиках и парамагнетиках, при воздействии сильным постоянным магнитом, тоже происходит переориентация магнитных моментов частиц (по полю или против поля), но очень слабая. Причина – в особенностях строения энергетических оболочек атомов.   

   Все металлы являются хорошими проводниками электрического тока, потому что их единичные валентные электроны слабо связаны с ядром атома, могут легко колебаться, переворачивая свои магнитные моменты на 180 градусов, и переходить от одного атома к другому (процессировать). Медный проводник, по которому течёт постоянный ток, становится как бы таким же магнитом, что и магнит из железа. Однако медный проводник с постоянным током может развернуть лёгкую железную магнитную стрелку, но не «притягивает» железо, как обычный постоянный магнит. Он взаимодействует  притягательно или отталкивательно лишь с таким же медным проводником с током. Т. е. медный проводник становится магнитным диполем только тогда, когда между его концами есть разность потенциалов, плотность и    давление отрицательных и положительных зарядов, зарядов левого и правого винта. Когда от источника тока эти полярности начинают меняться местами – возникает переменный ток, излучающий в пространство эл. маг. волны. Электроны-заряды (диполи) в проводнике переворачиваются поперечно на 180 градусов с частотой переменного тока, слабо процессируя в противоположных направлениях. Честно сказать, я здесь вижу в качестве рождающихся полей лишь изменяющееся во времени и в пространстве магнитное поле, переменное магнитное поле. Переменная магнитная волна рождается в результате поперечного периодического переворачивания в проводнике зарядов-диполей. Получается: потенциально у диполя одна сторона – «электрическая» составляющая эл. маг. поля, а вторая сторона – магнитная составляющая поля. И электромагнитное поле рождается тогда, когда диполь, под действием источника переменного тока, поперечно вращается в проводнике, меняя положение полюсов в пространстве.            

   Постоянный магнит – это тоже диполь! Пока он покоится в пространстве, мы имеем на полюсах вихревые магнитные поля с противоположными винтами закрутки. И наконец, в 2009 году, после продолжительных поисков в этом направлении, появилась мысль-озарение: будет ли генерироваться электромагнитная волна, если быстро, очень быстро вращать в поперечном направлении постоянный магнит, так, чтобы полюса магнита менялись в пространстве местами?! Долго искал ответ на этот вопрос, не один год. И, наконец, нашел. У американских исследователей, которые тоже когда-то озадачились таким вопросом. Да, при быстром, очень быстром вращении постоянного магнита, в плоскости вращения магнита, будет генерироваться электромагнитная волна! Так что же такое – электромагнитная волна?! Это переменная магнитная волна, порождаемая вращающимся диполем! Полюса магнитов, как сказано выше, отличаются друг от друга направлением закрутки магнитного поля (правый винт, левый винт). Электромагнитная волна есть периодическое чередование левого и правого винта магнитного поля, как и рождаемая волна при переворачивании частиц-диполей в проводнике с переменным током. Только в проводнике частицы-диполи переворачивает периодически переменный ток, а магнит нужно вращать механически, тратя энергию.   

   Есть такое понятие – Experimentum Crucis; в современном толковании – решающий опыт, эксперимент. Этот опыт ставит все точки над i, проясняет спорные моменты окончательно. Не в первый раз я обращаюсь к тем, кто имеет технические и экспериментальные возможности – провести такой опыт с вращающимся постоянным магнитом. Но вращение магнита должно проводиться без участия электротехнических средств, чтобы не было посторонних наводок, радиопомех. Этим опытом можно наглядно и убедительно доказать переменную магнитную природу так называемого электромагнитного поля. Понять, наконец, смысл уравнений Максвелла, роль дипольности в электродинамике. Ведь все волны и поля электромагнитной природы рождаются именно вращающимися поперечно диполями, все взаимодействия атомов и молекул между собой тоже обусловлены их дипольными моментами. Электромагнетизм – в буквальном смысле: две стороны одной медали – кольцевого вращения частицы-заряда, его неразрывной дипольности, двойственности в единстве.