Я предлагаю еще раз обсудить вопрос о пучках частиц и о связанных с ними странностях.
Пучки частиц используются в науке и технике уже более ста лет. В частности, широко применяются электронные пучки: электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) была изобретена в конце XIX века, и с тех пор пучки электронов стали использовать в осциллографических трубках, кинескопах телевизоров, электронных микроскопах, сварочных и рентгеновских аппаратах и так далее.
Вопрос к физикам: почему во всем мире в учебниках до сих пор наблюдаются удивительные белые пятна, связанные с пучками заряженных частиц – электронов и протонов?
С моей точки зрения, большие проблемы в электродинамике началось с нежелания теоретиков учитывать в расчетах сопротивление движению в вакууме. В самом начале XIX века физики-теоретики выдумали неправдоподобную гипотезу о свойствах светоносного эфира: они почему-то решили, что эфир совершенно неподвижен, но при этом свободно проходит сквозь физические тела и не оказывает никакого сопротивления их движению.
Возникающий вследствие такого решения парадоксы теоретики просто игнорировали. Например, скорость движения в вакууме ограничена скоростью света, а что еще может ограничивать скорость, кроме сопротивления движению, которое оказывает окружающая среда?
Стоит слегка поскоблить маскировку, и не только из-под Специальной Теории Относительности (СТО) Альберта Эйнштейна, но и из-под некоторых более современных физических теорий выходит на свет все та же старая примитивная гипотеза об эфире, не оказывающем сопротивления движению.
Вопрос первый: когда мы рассматриваем пучок, то к чему должна быть привязана система отсчета – к какой-то частице в пучке или к среде, относительно которой движутся частицы?
С точки зрения СТО – это безразлично, а что, если Эйнштейн был не прав и сопротивление движению в вакууме все-таки есть? При каких условиях это сопротивление нельзя считать пренебрежимо малым?
Следующий пробел в учебниках связан с магнитным полем.
Принято считать, что магнитное поле обладает энергией. Ток в проводнике создает магнитное поле и в учебниках можно найти формулу для расчета энергии этого поля.
А пучок заряженных частиц вокруг себя магнитное поле создает?
Два параллельных пучка частиц друг с другом взаимодействуют?
Как быстро магнитное поле формируется вокруг пучка?
Примечание: только не говорите мне, что оно формируется мгновенно – не бывает в природе мгновенных процессов.
Где формула для расчета энергии магнитного поля пучка?
Откуда берется энергия на создание магнитного поля вокруг пучка?
Примечание: если она отбирается из кинетической энергии частиц, находящихся на переднем фронте пучка, то движение этих частиц замедляется, а, следовательно, вакуум оказывает сопротивление движению.
В 70-е годы прошлого века американское агентство DARPA проводило эксперименты с энергетическим оружием и, в частности, с пушками, стреляющими пучками заряженных частиц или нейтральных атомов водорода. Информация об этих экспериментах рассекречена, ее можно найти в учебниках. В частности, известно, что в воздухе пучок пробивает себе канал и сопротивление движению частиц снижается.
В заключение – горячий привет DARPA: а в вакууме пучок частиц себе канал пробивает?
Комментарии
Не что, а кто! Очевидно же что скорость света ограничивает Великий Ктулху - как увидит, что он хочет ускориться выше скорости света, так сразу делает ему ата-та. Ну а сопротивление среды просто бы свет тормозило и в конце-концов остановило. Хм. Интересно: как бы выглядел остановленный свет? 🧐
В вакууме тоже живут
людичастицы. И хрен их всех откачаешь. Оне встают спина к спине и гасят спины электронов в пучке.Я всё жду, когда же наконец корабли начнут по-настоящему бороздить Вселенную. Хочется стоять на палубе и чтобы эфирный ветер раздувал унобтаниевые паруса, бросая соленые брызги виртуальных частиц из моря Дирака прямо на стекло шлема скафандра. И чтобы корабль летел по гребням гравитационных волн, лавируя от одной гравитационной анамалии к другой, уворачиваясь от джетов и обходя туманности.
Не с той стороны смотрите. Энергия на все поля берётся во время ускорения пучка, то есть, не в "голове", а в "хвосте". Выключите питание электронной пушки или источника ионов и новое поле прекратит создаваться. А "паровозик" из ускоренных заряженных частиц (вместе со своим магнитным полем) полетит дальше, пока куда-нибудь не прилетит, в другие частицы или в поле.
Вы хотели найти ответ на ваши вопросы в учебнике общей физики? Это несколько наивно. По поведению релятивистских пучков электронов в вакууме и различных средах написано несчетное число работ и специализированных учебников.
Развлекайтесь, если есть охота. К примеру https://studfile.net/preview/6139852/ Александров А.Ф., Кузелев М.В. Физика электронных пучков
Спасибо!
Еще раз спасибо за учебник!
Пример наличия проблем – просто замечательный!
Есть старый прием для борьбы с саботажем: смотреть надо не только кто и что делает, но и кто чего не делает.
Автор учебника по крайней мере в одном месте нарушил последовательность изложения материала: начал сразу рассматривать поведение пучка в разных полях (традиционный трюк приверженцев Теории Относительности, они его всегда исполняют).
Допустим, что электронная пушка выстреливает пучок в космическое пространство. Далее электроны движутся в вакууме по инерции.
Допустим, что никаких внешних полей нет (гравитационное поле есть всегда, но будем считать действие гравитационных сил пренебрежимо малым).
Это хорошо, что автор учебника признает наличие у пучка собственного магнитного поля.
А теперь – парадокс!
К чему привязана система отсчета?
Если привязать ее к какому-то электрону, то получится, что магнитного поля у пучка нет!
В пучке электронов всегда есть некоторое распределение частиц по скоростям. Так что к чему бы вы не привязали систему отсчёта, магнитное поле всегда есть.
Всё правильно. А что такое магнитное поле? Это изменение электрического поля. Если в точке отсчёта электрическое поле не меняется, значит там нет магнитного.
Я так понял, что Вы намекаете на некоторое сопротивление движению частиц, типа, "силу трения"? Следует ли отсюда, что любая движущаяся частица (даже в вакууме) постепенно теряет скорость?
Да!
Теоретики с начала XIX века стали всем внушать, никого сопротивления движению в вакууме нет и быть не может, поэтому сейчас такая точка зрения довлеет в массовом сознании.
Приверженцы Эйнштейновской Теории Относительности, например, полагают, что сопротивления нет.
Существуют альтернативные гипотезы, допускающие наличие сопротивления движению в вакууме, но в процессе обсуждения на АШ моих заметок по данной теме всплыла серьезная проблема: для заряженных частиц по одним гипотезам расстояние, на котором можно зарегистрировать потерю энергии, измеряется метрами, а по другим – миллионами километров.
Поэтому я продолжаю обсуждение данной темы с целью как-нибудь приближенно определить хотя-бы порядок цифр.
Я правильно понимаю, что из этой гипотезы следует, что неверен принцип относительности (даже Ньютона), и что существует одна неподвижная система отсчета? И частица в процессе движения остановится и станет неподвижной в этой системе отсчета?
Вы поняли меня превратно.
Если среда, через которую распространяются взаимодействия, состоит из дискретных частиц (не важно, эфир это или какие-нибудь адроны), и в этой среде возможны струи и вихри, то выбор тела, к которому удобнее всего привязать систему отсчета, превращается в проблему. По этой причине теоретики и держатся до сих пор за Теорию Относительности, в которой среды как-бы и нет вовсе.
Магнитное поле разумеется формируется с конечной скоростью не превышающей фундаментальной скорости распространения взаимодействий в рамках СТО.
Есть и простая формула- скорость равна фундаментальной скорости делённой на корень из произведения относительной диэлектрической проницаемости среды на относительную магнитную проницаемость среды.
Для линий электропередач -для воздушных линий (относительная диэлектрическая проницаемость среды = относительной магнитной проницаемость среды = 1 ) скорость распространения электромагнитных волн равна фундаментальной скорости. Для кабельных линий µ = 1, а диэлектрическая проницаемость изоляции между жилами и оболочкой в среднем равна 4. Следовательно, скорость распространения световых волн в кабельных линиях равна половине фундаментальной скорости.
Что соответствует наблюдаемой действительности (натурным экспериментам по включению ЛЭП высокого напряжения).
P.S. Всё это прекрасно описано в учебниках.
Какие научные эксперименты и опыты - это опровергают? Мы Вас внимательно слушаем.
Отсюда и вытекает мой следующий вопрос: где спрятана формула для расчета энергии магнитного поля вокруг пучка частиц?
Она сверхсекретная?
Потенциалы Лиенара-Вихерта, 1898 год.
Википедия
Это для частиц, а не для пучков.
Пучок частиц состоит из частиц. Учет влияния частиц друг на друга рассматривается по тем же правилам.
Спасибо за «добрый совет», который специалист дает дилетанту!
Академики эту формулу вывести не смогли, а я вдруг раз – и выведу?
Если вы собираетесь оставаться дилетантом, вы не сможете разобраться в этих вопросах в принципе. Чтобы всё это понять, вам ПРИДЁТСЯ стать профессионалом в электродинамике. Начать с потенциалов Льенара-Вихерта - неплохой шаг, там не такая зубодробительная математика и в принципе вполне понятные выводы. Кроме того, потенциалы Льенара-Вихерта в принципе выводятся из учета запаздывающих потенциалов, так что это даёт прямой ответ на ваш вопрос "Когда возникает магнитное поле вокруг пучка".
"Путь в тысячу ли начинается с первого шага".
Начните с пучка в одну частицу.
Рассмотрите "пучок" как набор отдельных частиц и примените принцип суперпозиции.
В Ландавшице, т. 2.
Е.Л. Фейнберг "Можно ли рассматривать релятивистское изменение масштабов длины и времени как результат действия некоторых сил?" // УФН, 116, 4, 709 (1975).
Во всех учебниках наблюдается та же проблема, что и в учебнике Александрова, который мне выше в комментариях предложили посмотреть – нарушение последовательности изложения материала. Ситуация, когда внешних полей нет, авторами пропускается.
Допустим, что электронная пушка выстреливает пучок в космическое пространство. Далее электроны движутся в вакууме по инерции.
Допустим, что никаких внешних полей нет (гравитационное поле есть всегда, но будем считать действие гравитационных сил пренебрежимо малым).
К чему привязана система отсчета?
Если к пушке, то магнитное поле у пучка есть.
Если привязать ее к какому-то электрону, то получится, что магнитного поля у пучка нет!
Не получится. Этот вопрос отлично рассмотрен в 6 томе Фейнмановских лекций по физике, стр. 161. Очень просто и доступно. Вкратце - именно из-за запаздывающих потенциалов. Из-за того, что воздействие распространяется с конечной скоростью, со скоростью света, на некотором расстоянии от различного положения даже одиночного заряда поля будут складываться и получаться ненулевыми.
Замечательно!
К чему привязана система отсчета?
Фейнмановские лекции по физике ,том 6. Страница 142 и далее.
Хватит вам разжевывать, не маленький.
А кратко и своими словами ответить можете?
Так к чему привязана система отсчета?
Могу.
Но вам уже дали удочку, а вы по-прежнему требуете рыбу.
И создается впечатление что вам важно не понять, а докопаться до собеседника. А это создает неприятное ощущение от общения, и пропадает желание его продолжать.
То есть – не можете.
Скажите, а академики про потенциалы Лиенара-Вихерта никогда ничего не слышали?
Если слышали, то где формула для расчета энергии магнитного поля пучка?
Пусть даже эта формула будет упрощенной.
Спасибо за общение, всего доброго.
Извините, но ваши добрые советы я воспринимаю как ловушку: «Полезайте в наше болото, а удочку мы вам подарим!»
Рыба на болоте никак не ловится, а уж сколько народу в этом болоте потонуло …
Ваш вопрос сводится - почему нет таблицы умножения из трех простых чисел. Вот для двух есть - а для "трех академики не придумали". Что же теперь делать?
Тупо перемножить два простых числа и свести задачу к стандартной таблице умножения для двух чисел.
Таких формул (упрощенных) - множество.
В тех же теоретических основах электротехники (ТОЭ).
Движение электронов в проводнике - чем Вам не "пучок". Вводится условно "упрощенная" величина - сила тока - и в зависимости силы тока и пространственной формы проводника/проводников - имеются "упрощенные формулы" вычисления напряженности магнитного поля - создаваемого при движении электронов по проводнику.
Для проводника формула есть, а для пучка нет.
А нет ее потому, что из-за этой формулы Теория Относительности может взять и закрыться.
Ага. И таблицы умножения для трёх простых чисел также нет.
А для четырех чисел и подавно...
Видимо Академики такое то же не знают.
Объясняю еще раз физический смысл.
Если у пучка есть магнитное поле, то оно обладает какой-то энергией.
Когда поле только формируется вокруг пучка, эта энергия забирается у частиц, движущихся в пространстве на переднем фронте пучка.
Эти частицы теряют часть своей кинетической энергии и их движение замедляется.
Следовательно, вакуум сам по себе способен оказывать сопротивление движению.
Теория Относительности такого сопротивления в принципе не предусматривает.
Абсолютно голословное утверждение, ничем не подкреплённое. Где доказательства, что это так ?
Ага. В огороде бузина, следовательно в Киеве-дядька (с).
Как из голословного утверждения - сделать вывод альтернативной науки.
Разумеется. Она же опирается на факты и экспериментальные данные.
О, вы закон сохранения энергии отрицаете?
Это круто!
Причем здесь закон сохранения энергии и кривые антинаучные рассуждения , что только первые частицы дают энергию на образования поля?
Почему участвуют только "первые" а не все частицы? Какие частицы в "пучке" считать "первыми" ( на каком расстоянии от "фронта" "пучка" "первые" переходят в разряд "вторых" и т.д.)?
P.S. Ваше голословное графоманство ( ничем не подтвержденное) к науке никакого отношения не имеет.
Эта ситуация, кстати, рассматривается в тех же Фейнмановских Лекциях, том 6, стр. 142. Поле электрона, просто движущегося по какой-либо траектории. Не важно, под действием других сил или без них.
У пучка собственное магнитное поле есть?
Если есть, то оно – постоянное.
Как вы думаете, может оно исчезать или появляться при выборе разных объектов в качестве точки привязки системы отсчета?
вопросов тебе любой дурак накидать может, ты с ответами приходи
Не согласен.
Тот, кто может сформулировать вопрос – уже не дурак.
Дурак – тот, кто не может задать вопроса.
и какой толк от таких недураков с вопросами ?
с ответами приходи, причём с такими - от которых есть практическая польза, например позволяющих сделать вечный двигатель
От вечного двигателя может быть только чудовищный практический вред.
Поэтому хорошо, что некоторые идеи невозможно реализовать на практике.