Томсон и электромагнитная ударная волна

Аватар пользователя kvg1967

Джозеф Джон Томсон

Физическое тело, прямолинейно движущееся в некоторой среде, создает в данной среде ударную волну. Ударная волна – это распространяющийся по среде фронт резкого изменения параметров среды.
Движение физических тел всегда происходит в некоторой среде.
Абсолютная пустота – это абстракция, придуманная теоретиками в XIX веке. Она позволяет сильно упростить математические модели, но в реальности не существует: сквозь абсолютную пустоту не могли бы распространяться никакие физические взаимодействия.
Даже в глубоком космосе должна существовать некоторая среда, через которую передаются гравитация и электромагнитные волны. Следует также отметить, что единая теория поля – выдумка XX века; вовсе не обязательно такая среда должна иметь примитивную структуру и только один уровень: гравитация может передаваться на более глубоком уровне и гораздо быстрее, чем электромагнитные взаимодействия.
Проблема с ударной волной заключается в том, что признание ее существования автоматически означает признание двух фактов, очень неприятных для физиков-теоретиков: того, что среда существует, и того, что она оказывает сопротивление движению.
Если тело создает в процессе своего движения ударную волну, то оно расходует на ее создание свою кинетическую энергию. Уравнения, описывающие подобное движение, являются нелинейными: если без учета сопротивления для некоторых задач можно получить простое, красивое и неправильное решение с помощью карандаша и листа бумаги, то с учетом сопротивления объем вычислений резко увеличивается – настолько, что для рения задачи требуется использовать компьютер или суперкомпьютер.
Мало того, что теоретики сильно не любят ударные волны как явление, так еще и измерить параметры ударной волны гораздо труднее, чем периодических колебаний. Если же тело движется относительно среды медленно, то просто обнаружить ударную волну – большая проблема, и гораздо легче зарегистрировать факт потери энергии движущимся в среде телом. Например, влияние сопротивления воздуха на траекторию пушечного ядра Никколо Тарталья обнаружил еще в 1537 году, а получить и опубликовать качественную фотографию, на которой хорошо и убедительно видна головная ударная волна снаряда Эрнст Мах смог только в 1888 году.
Факт наличия сопротивления в вакууме прямолинейному движению электронов физики обнаружили в самом начале XX и были совсем этому не рады. Особенно не рад был Джозеф Джон Томсон, первым обнаруживший его в экспериментах с так называемыми катодными лучами: именно Томсон первым выдвинул и стал активно проталкивать в научной среде идею об увеличении массы движущегося электрона, хотя в качестве нулевой гипотезы для объяснения результатов его экспериментов должно было использоваться сопротивление среды. Идея о том, что электрон создает в вакууме электромагнитную ударную волну Томсону категорически не нравилась, а проводить контрольные эксперименты он даже и не думал.
Риторический вопрос к читателям данной заметки: а какими экспериментами доказано, что в опытах с элементарными частицами на ускорителях имеет место именно увеличение массы частиц, а не потеря частицами энергии на создание электромагнитных ударных волн?

Авторство: 
Авторская работа / переводика

Комментарии

Аватар пользователя pokos
pokos(12 лет 10 месяцев)

//а ускорителях имеет место именно увеличение массы частиц

Доказано тем, что радиус циркуляции частицы в магнитном поле увеличивается более, чем пропорционально скорости. Никакой ударной волной это не объяснить.

Комментарий администрации:  
*** отключен (кусок дерьма) ***
Аватар пользователя tiriet
tiriet(13 лет 1 день)

ударная волна- это распространяющийся по среде разрыв поля массовой скорости или разрыв градиента этой самой массовой скорости. Вообще, УВ - это распространяющееся разрывное решение- разрыв может быть какого-либо параметра среды (плотность, массовая скорость, давление или что-нибудь еще) или производной этого параметра. поэтому есть два типа УВ- сильные ударные волны (в которых имеется разрыв давления и плотности) и слабые УВ- в которых разрыв градиента плотности и давления. И есть еще ударные волны разгрузки- там немножко специфическое решение. Это важно- фронт не резкого изменения параметров, а именно разрывное решение. Это принципиальная особенность и именно из-за этой особенности ударные волны вынесены в отдельный класс волн. Кстати, такие решения возможны только в нелинейных средах.

Даже в глубоком космосе должна существовать некоторая среда

ничего и никому она не должна. это Вам хочется, чтобы была какая-то понятная лично Вам среда с какими-то понятными лично Вам свойствами, а остальным- не хочется. остальным хочется как-то более-менее обоснованно увязать наблюдения в какую-то систему. И это увязывание отлично получается без "некоторой среды", которая "должна". 

Про риторический вопрос- в учебниках пишут, что между 1901 и 1905 годами некие Кауфман, Бухерер и Нойман поставили какие-то глупые эксперименты по измерению отношения заряда электрона к его массе, и после этого стали одними из классиков экспериментальной физики. Контрольные эксперименты проводили несколько лет и разные. И теорий тогда по объяснению результатов этих экспериментов понагородили, и аппроксимационных формул понаписали целую кучу. В общем, довольно долгая и интересная была возня между теоретиками по поводу как бы получше объяснить наблюдаемые траектории движения электронов в каше из электростатического и магнитного полей. сошлись на том, что ОТО лучше всего. И, кстати, в этих экспериментах никакой потери энергии не наблюдается. Наблюдается падение соотношение e/me. - то есть, рост массы или падение заряда. Но так как в падение заряда поверить уж совсем сложно, сошлись на росте масссы, и именно релятивистском. А излучаемых ЭМ волн (ни ударных, ни других сколь нибудь адекватной энергетики) не обнаружили.  И есть еще один интересный такой момент- если существует ЭМ ударная волна, то значит, диэлектрическая и магнитная проницаемости должны зависеть от напряженности магнитного и электрического полей, а значит, для световых пучков разной интенсивности должна наблюдаться различная дисперсия! причем, для того, чтобы УВ могла существовать, надо, чтобы с ростом напряженности поля диэлектрическая и магнитная постоянная падали (ну, их произведение падало).

Вопрос встречный риторический к Вам- из каких экспериментов следуют намеки на возможность зависимости е и мю нулевых от напряженности магнитного и электрического полей?

Аватар пользователя tiriet
tiriet(13 лет 1 день)

чет я тут подумал, и вдруг до меня дошло крайне простое: положим, что действительно существуют ударные волны ЭМ поля и их можно создать каким-то быстро движущимся телом. для формирования этих УВ надо, чтобы мю и епсилон нулевые зависили от напряженности ЭМ поля. Если они зависят, то скорость движения пиков гармонической ЭМ волны будет отличаться от скорости движения окраин этой же гармонической волны, а это приведет к изменению ее формы и как следствие- к изменению спектра- из монохроматического он будет расползаться в обе стороны, и это расползание должно быть прекрасно заметно, например, в любом мощном волоконно-оптическом лазере при увеличении длины волновода. А такого не наблюдается. Причем, если у Вас УВ формируется при движении электрона в экспериментальной какой-нибудь установке с размерами 1м*1м*1м, то значит, на пробеге в 1м это самое расползание формы волны (любой ЭМ волны) должно быть существенно заметным. А на 100м волоконно-оптическом кабеле оно должно быть определяющим явлением всей оптики, делающим иттербиевые лазеры с фиксированной частотой излучения технически нереализуемыми. А такого явления нет, а лазеры- есть. Риторический вопрос- меня кто-нибудь понял?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

В случае с электронами сам собой напрашивался такой довольно простой эксперимент: можно разместить в вакууме источник электронов и устройство (датчик) для измерения их энергии, а затем менять расстояние между источником и датчиком. Будет ли уменьшаться энергия электронов по мере увеличения расстояния?

Аватар пользователя tiriet
tiriet(13 лет 1 день)

ну и? можно. но можно и проще- можно просто разместить источник электронов где угодно. хоть в воде, и смотреть, будет ли от этих электронов излучение. Вот черенковское- вполне себе наблюдается. и даже известно, начиная с какой энергии электронов это Черенковское излучение возникает, и какой его спектр в зависимости от энергии пучка, и вполне себе понятно даже- почему при Е<Ekrit излучения нет, а при E>Ekrit излучение есть.

А Вы что предлагаете? ну постулировали Вы существование электромагнитной ударной волны. молодец!

первейший и тупейший вопрос- эта ваша ударная волна- она продольная или поперечная?

второй тупейший вопрос- где уравнения, решение которых давало бы эту ударную волну?

вот уравнения УВ в газе я знаю, решал. Уравнения УВ в твердом теле- тоже знаю, решал. И упругий предвестник, и основную волну понимаю, и волну разрежения, и отличие слабой от сильной- и аналитически понятно, и численно- понятно. А Ваши уравнения где? на каком расстоянии от электрона формируется УВ? вот в газе при движении тела УВ формируется на некотором расстоянии от этого тела (и можно посчитать, на каком). При распространении в газе сильной волны сжатия она через какое-то расстояние превращается в ударную, и можно посчитать- через какое расстояние это произойдет, если известна амплитуда и длина исходной волны и уравнение состояния газа. У Вас есть уравнения ЭМ-поля, которые приводили бы к решению в виде ударной волны? какая энергия этой волны? какое ускорение приобретает электрон за счет потерь энергии на формирование этой Вашей ЭМ УВ? где излучение околосветовых электронов, тормозящихся предлагаемым Вами механизмом? У меня вон - электронная пушка стоит под боком. 40кЭв энергия в пучке. при собственной массе электрона в 500 кЭв это примерно 10%. релятивистская оценка скорости такого электрона- 0,3с. и нету от такого пучка электронов видимого ЭМ излучения. А рентгеновское излучение наблюдается только из точки входа пучка в металл- тормозное излучение, все по классике. начиная с какой скорости я должен заметить эффекты, связанные с УВ? напомню, что изменение е/me наблюдается даже в диапазоне 0,1-0,3с. то есть, при моих скоростях я уже должен был бы наблюдать излучение от электронного пучка (потеря на торможении хотя бы 1 эв должна уже давать ближний инфракрасный поток, потеря 10-20 эВ должна давать яркий спектр голубого цвета и в дальний УФ. а ничего этого нет.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

В случае с пучком суммарная энергия ударных волн от отдельных электронов может идти, например, на создание постоянного магнитного поля вокруг пучка.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(13 лет 1 день)

напоминаю, я задал первейший тупейший вопрос- УВ в ЭМ-поле- это продольная или поперечная волна? без ответа на этот вопрос все Ваши остальные рассуждения че там куда может идти вообще не интересны. на этот вопрос может быть ровно два ответа: или продольная, или поперечная. так какая?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

Меня всегда удивляла и не перестает удивлять слепая веры физиков в авторитеты, например – в безупречность Максвелла и созданной им системы уравнений. Максвелл считал, что электрическое и магнитное поля должны быть абсолютно равноправными. Если же внимательно посмотреть на конструкции технических устройств, то с радиоволной они работают как с магнитной волной.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(13 лет 1 день)

милейший, Вы куда-то не туда! Че Вы юлите? Мне совершенно с прибором на Максвелла, его уравнения и равноправность или неравноправность электрического и магнитного полей.

 Я задаю Вам тупейший вопрос, ответ на который должен быть для Вас известен и абсолютно очевиден- Предлагаемая Вами ударная волна в электромагнитном поле является продольной волной, или поперечной? вот и все.

вот звук в газе- волна строго продольная, колебания среды в звуковой волне идут вдоль направления распространения звука. И в жидкости звук тоже исключительно продольная волна. В твердом теле существуют два типа волн- продольные и поперечные, как следствие- есть два типа звуковых волн, и две скорости звука- продольная скорость звука и поперечная скорость звука, которые выражаются через плотность и упругие модули (разными формулами, естественно). Свет- волна поперечная (вне зависимости от того, че там у Максвелла написано), и поперечная волна потому, что он (свет) имеет поляризацию. А поляризация продольной волны невозможна. Возможна поляризация только поперечных волн.

Ударная волна в твердом теле является продольной волной (перемещение частиц среды в ударной волне идет вдоль направления распространения этой волны).

Возвращаясь к Вам и Вашей теории- у Вас-то ударная волна в электромагнитном поле какая? продольная или поперечная?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

Я пока понятия не имею, какая это может быть волна, и предлагаю для начала экспериментально проверить наличие или отсутствие потерь энергии электронами при прямолинейном движении электронов в вакууме.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(13 лет 1 день)

поржал. То есть, Вы придумали очевидный бред, который даже сами не понимаете, но при этом предлагаете уже каким-то другим людям тратить время, силы и деньги на то, чтобы проверить, не является ли предлагаемое Вам бредом экспериментально? Если бы наблюдались потери энергии электронами при прямолинейном движении в вакууме, то мы бы не могли наблюдать высокоэнергетические космические лучи. потому что все источники высокоэнергетических космических лучей находятся от нас на огроменных расстояниях, и даже потеря 1% энергии на световой год пройденного расстояния привела бы к тому, что мы бы этих лучей вообще не получили. А они есть, значит, заряженные частицы в вакууме движутся без потерь энергии. Но Вы предлагаете поизучать ударные волны в электромагнитном поле экспериментально сразу вот так. да Вы, батенька, большой оригинал. конец связи.

Аватар пользователя iwm
iwm(13 лет 2 месяца)

Тот случай, когда коммент на статью информативней самой статьи в разы.

Аватар пользователя Cosmo
Cosmo(9 лет 2 месяца)

"так как в падение заряда поверить уж совсем сложно, сошлись на росте масссы, и именно релятивистском."

 

Не удивительно...)) Всегда проще приписать некие свойства самой непонятной субстанции - массе...))

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

Кстати, уже в начале XX века было установлено, что электрон не является по настоящему элементарной частицей и состоит из двух частей: заряженной и незаряженной. Связь между этими частями упругая, и при попадании электрона в магнитное поле вся конструкция может начать вибрировать: тогда электрон испускает фотоны вперед по ходу движения и теряет при этом часть своей энергии.
Но если при создании ударной волны вибрация не возникает, то и излучения фотонов не будет.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(13 лет 1 день)

ну и каким образом вибрация двух частей друг относительно друга может породить фотон, который уносит часть кинетической энергии? ладно бы этот фотон унес часть энергии колебаний Вашего осциллятора- нормальный понятный механизм, но у Вас камертон гудит, а меняется скорость телеги, на которой он едет. логика-то должна же какая-то быть....

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

Пока в процессе обсуждения я убедился только в том, что для предложенной мной схемы эксперимента пучки электронов непригодны, и нужно использовать либо отдельные частицы, либо сгустки частиц.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(10 лет 1 месяц)

 

Вы совершенно правильно уловили, что электромагнитные волны распространяются не в пустоте. Да и вообще, в природе нет пустоты. Отнюдь!

Что же тогда там остаётся, если удалить всё вещество? Вакуум... Кароч, берём листок в клеточку и рисуем в каждой клетке по колечку. Это струны. Причём, замкнутые. Похожи? Ну, а то ж!

Разомкнём одну струну. И закрепим её концы на чистом листе бумаги, который мы положили сверху. У нас получились 2 точки, которые могут свободно перемещаться по верхнему листу. Впрочем, не будем отвлекаться!

Это адрон. Ну, частица такая... А теперь возьмём карандаш и нажмём тупым концом на адрон. Да, сразу на 2 точки. Во все стороны от адрона пошла круговая волна... по нижнему листу с клеточками.

Между прочим, поперечная. Ну, совсем как круговая волна на поверхности воды. Именно этого от вас добивался коллега Тириет. Но вы отчего-то растерялись...

Продолжение следует... )

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

В XIX веке были придуманы десятки гипотез о светоносном эфире, а в XX кроме эфирных стали появляться модели и других типов. Меня же интересует вопрос, проверял ли кто-нибудь экспериментально наличие сопротивления прямолинейному движению электрона в вакууме.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(10 лет 1 месяц)

 

Может быть, вы имеете в виду волну-пилот, которую гонит перед собой электрон, подобно моторной лодке на Ангаре? Ну, это река такая...

Эта волна проходит через обе щели в двух-щелевом эксперименте и создаёт интерференционную... нет, не картинку, а дорожку! По которой и следует электрон до люминесцентного экрана, пройдя через одну из щелей. Таким образом, на экране возникает интерференционная картинка.

При околосветовых скоростях у электрона увеличивается... нет, не масса покоя, - масса покоя остаётся прежняя... увеличивается его кинетическая энергия и, как следствие... релятивистская масса. Что и воспринимается вами как сопротивление движению... )

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

Я имею в виду электромагнитную ударную волну, похожую по форме на головную волну снаряда.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(10 лет 1 месяц)

 

Нет, такого там нет. Такие мысли, обычно, приходят в голову тем, кто слишком буквально воспринимает вербальное описание...

Но, в том-то и дело, что нельзя представлять себе микромир буквально и визуально. Всё это нужно делать с изрядной долей условности и... иронии, перемежающейся с сарказмом... )

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

Хорошо, рассмотрим не один электрон, а сгусток, состоящий из множества электронов.
Если сгустки движутся в вакууме прямолинейно и интервал между сгустками постоянный, то будет ли такая система сгустков создавать в пространстве электромагнитные колебания? Если будет, то почему тогда принято считать, что один прямолинейно движущийся сгусток не создает ударной волны?
 

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(10 лет 1 месяц)

 

Ну, начнём с того, что при прямолинейном движении с постоянной скоростью никаких электромагнитных волн не возникает...

Ну и потом, что из себя представляет э-м волна?)

Аватар пользователя spinor
spinor(6 лет 3 месяца)

При движении по геодезическим в общем случае.

Комментарий администрации:  
*** отключен (тяжкое оскорбление героев ВОВ - https://aftershock.news/?q=comment/18814406#comment-18814406) ***
Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

Этим забавным софизмом преподаватели дурят головы ученикам уже много лет, из поколения в поколение, а потом удивляются, почему дети так и не научились правильно рассуждать.
Высказывание представляет собой типичную ловушку-заморочку типа «Бабушка надвое сказала»: то ли имеет место равномерное движение без излучения, то ли энергия тратится на излучение и движение замедленное.

Аватар пользователя Cosmo
Cosmo(9 лет 2 месяца)

Alex Arx, фотон, сволочь, всё портит..))

Аватар пользователя spinor
spinor(6 лет 3 месяца)

Я имею в виду электромагнитную ударную волну

Такие "ударные волны" открыты Вавиловым и Черенковым в 33-ем. Это возможно только когда заряженная частица движется в среде быстрее скорости света. Теоретически это было описано Зоммерфельдом ~35-ю годами ранее в его диссертации. Зоммерфельд отказался от "своего открытия" после публикации СТО Эйнштейна. Только из-за его публичного отказа этот эффект носит название Вавилова-Черенкова, а не Зоммерфельда.

Комментарий администрации:  
*** отключен (тяжкое оскорбление героев ВОВ - https://aftershock.news/?q=comment/18814406#comment-18814406) ***
Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

По началу теоретики вообще не хотели признавать существование электромагнитной ударной волны ни при каких условиях. Благодаря опытам Черенкова они признали, что такая волна возможна в среде, так как игнорировать результаты экспериментов было невозможно.
Повторяется та же ситуация, что имела место с головной волной снаряда: когда снаряд движется быстрее звука, волна более мощная и доказать ее существование легче (например, ее можно сфотографировать). То, что снаряд создает ударную волну и в том случае, когда летит медленнее звука, потом приходилось доказывать дополнительно.
 

Аватар пользователя kvg1967
Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(3 года 10 месяцев)

Ссылка на следующую статью:

Оруэлл и электродинамика