О пучках и учебниках

Аватар пользователя kvg1967

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?

Авторство: 
Авторская работа / переводика

Комментарии

Аватар пользователя vitalium
vitalium(8 лет 10 месяцев)

Например, скорость движения в вакууме ограничена скоростью света, а что еще может ограничивать скорость, кроме сопротивления движению, которое оказывает окружающая среда?

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? 🧐

Аватар пользователя 100 ik
100 ik(7 лет 1 месяц)

В вакууме тоже живут люди частицы. И хрен их всех откачаешь. Оне встают спина к спине и гасят спины электронов в пучке. 

Аватар пользователя Алекша
Алекша(5 лет 9 месяцев)
 

 

Аватар пользователя TydymBydym
TydymBydym(2 года 7 месяцев)

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.

Комментарий администрации:  
*** отключен (оскорбления Президента) ***
Аватар пользователя Amber_Stallion
Amber_Stallion(8 лет 8 месяцев)

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.

Аватар пользователя Наталена
Наталена(5 лет 11 месяцев)

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

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Спасибо!

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

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!

Аватар пользователя Наталена
Наталена(5 лет 11 месяцев)

В пучке электронов всегда есть некоторое распределение частиц по скоростям. Так что к чему бы вы не привязали систему отсчёта, магнитное поле всегда есть. 

Аватар пользователя Офисный планктон

К чему привязана система отсчета?
Если привязать ее к какому-​то электрону, то получится, что магнитного поля у пучка нет!

Всё правильно. А что такое магнитное поле? Это изменение электрического поля. Если в точке отсчёта электрическое поле не меняется, значит там нет магнитного.

Аватар пользователя ВладимирХ
ВладимирХ(11 лет 5 месяцев)

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?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

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.

Аватар пользователя ВладимирХ
ВладимирХ(11 лет 5 месяцев)

Существуют альтернативные гипотезы, допускающие наличие сопротивления движению в вакууме

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?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

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.

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(12 лет 2 недели)

Принято считать, что магнитное поле обладает энергией. Ток в проводнике создает магнитное поле и в учебниках можно найти формулу для расчета энергии этого поля.

Как быстро магнитное поле формируется вокруг пучка?
Примечание: только не говорите мне, что оно формируется мгновенно – не бывает в природе мгновенных процессов.

 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.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Отсюда и вытекает мой следующий вопрос: где спрятана формула для расчета энергии магнитного поля вокруг пучка частиц?
Она сверхсекретная?

Аватар пользователя Cobold
Cobold(11 лет 8 месяцев)

Потенциалы Лиенара-Вихерта, 1898 год.

Википедия

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Это для частиц, а не для пучков.

Аватар пользователя Cobold
Cobold(11 лет 8 месяцев)

Пучок частиц состоит из частиц. Учет влияния частиц друг на друга рассматривается по тем же правилам. 

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Спасибо за «добрый совет», который специалист дает дилетанту!
Академики эту формулу вывести не смогли, а я вдруг раз – и выведу?

Аватар пользователя Cobold
Cobold(11 лет 8 месяцев)

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.

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(12 лет 2 недели)

Это для частиц, а не для пучков.

Рассмотрите "пучок" как набор отдельных частиц и примените принцип суперпозиции. 

Аватар пользователя WhoAmI
WhoAmI(6 лет 6 месяцев)

Отсюда и вытекает мой следующий вопрос: где спрятана формула для расчета энергии магнитного поля вокруг пучка частиц?

В Ландавшице, т. 2.

Аватар пользователя WhoAmI
WhoAmI(6 лет 6 месяцев)

Е.Л. Фейнберг "Можно ли рассматривать релятивистское изменение масштабов длины и времени как результат действия некоторых сил?" // УФН, 116, 4, 709 (1975).

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

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!

Аватар пользователя Cobold
Cobold(11 лет 8 месяцев)

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.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Замечательно!
К чему привязана система отсчета?

Аватар пользователя Cobold
Cobold(11 лет 8 месяцев)

Фейнмановские лекции по физике ,том 6. Страница 142 и далее.

Хватит вам разжевывать, не маленький.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

А кратко и своими словами ответить можете?

Так к чему привязана система отсчета?

Аватар пользователя Cobold
Cobold(11 лет 8 месяцев)

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.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

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.

Аватар пользователя Cobold
Cobold(11 лет 8 месяцев)

Спасибо за общение, всего доброго.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

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 …

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(12 лет 2 недели)

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.

 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?smile3.gif

Тупо перемножить два простых числа и свести задачу к стандартной таблице умножения для двух чисел. 

Пусть даже эта формула будет упрощенной.

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.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Для проводника формула есть, а для пучка нет.

А нет ее потому, что из-за этой формулы Теория Относительности может взять и закрыться.

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(12 лет 2 недели)

Ага. И таблицы умножения для трёх простых чисел также нет. 

А для четырех чисел и подавно...

Видимо Академики такое то же не знают.smile1.gif

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

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.

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(12 лет 2 недели)

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.

Абсолютно голословное утверждение, ничем не подкреплённое. Где доказательства, что это так ? 

 

Следовательно, вакуум сам по себе способен оказывать сопротивление движению.

Ага. В огороде бузина, следовательно в Киеве-дядька (с).

Как из голословного утверждения - сделать вывод альтернативной науки.

Теория Относительности такого сопротивления в принципе не предусматривает.

Разумеется. Она же опирается на факты и экспериментальные данные. 

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

О, вы закон сохранения энергии отрицаете?
Это круто!

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(12 лет 2 недели)

О, вы закон сохранения энергии отрицаете?

 

Причем здесь закон сохранения энергии и кривые антинаучные рассуждения , что только первые частицы дают энергию на образования поля?smile3.gif

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.

 

Аватар пользователя Cobold
Cobold(11 лет 8 месяцев)

Ситуация, когда внешних полей нет, авторами пропускается.

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.

 

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

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?

Аватар пользователя Хмурый ослик
Хмурый ослик(8 лет 9 месяцев)

 

Комментарий администрации:  
*** отключен (систематические манипуляции и набросы) ***
Аватар пользователя DjSens
DjSens(5 лет 10 месяцев)

вопросов тебе любой дурак накидать может,   ты с ответами приходи

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Не согласен.
Тот, кто может сформулировать вопрос – уже не дурак.
Дурак – тот, кто не может задать вопроса.

Аватар пользователя DjSens
DjSens(5 лет 10 месяцев)

и какой толк от таких недураков с вопросами ?

с ответами приходи,  причём с такими - от которых есть практическая польза, например позволяющих сделать вечный двигатель

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

От вечного двигателя может быть только чудовищный практический вред.
Поэтому хорошо, что некоторые идеи невозможно реализовать на практике.