Я продолжаю обсуждать белые пятна в разделе электродинамики.
Благодаря подсказкам, которые мне дали GaussCurve и Турист, получилось разобраться с одним таким пятном, а именно с поведением резонатора в электромагнитном поле.
Выяснилось, что, в отличие от классического опыта с левитацией алюминиевого кольца, резонатор притягивается к источнику, создающему переменное электромагнитное поле.
Пример видеоролика, на котором демонстрируется опыт с кольцом:
Оказалось, что опыт с резонатором реализовать совсем не трудно.
Как я упоминал в предыдущей статье, существует по крайней мере четыре разновидности простейших резонаторов:
1) Металлический стержень.
2) Прямоугольная металлическая пластина.
3) Колебательная система, состоящая из проволочной рамки и конденсатора.
4) Колебательная система, состоящая из многовитковой проволочной катушки и конденсатора.
В своем опыте я использовал четвертую разновидность так как на низких частотах она является самой легкой и малогабаритной.
В качестве генератора электромагнитного поля я использовал деталь от старого устройства размагничивания магнитофонных лент (она выглядит как дроссель или трансформатор, у которого с одного бока отсутствует магнитопровод).
Катушку для резонатора я получил путем удаления магнитопровода и вторичной обмотки у малогабаритного трансформатора.
Настройка колебательного контура на резонанс при частоте 50 Гц была произведена путем подбора конденсаторов (в данном случае параллельно включены 3 керамических конденсатора емкостью по 10 мкФ).
Резонатор подвешен на тонкой нитке вблизи генератора поля (рисунок 1).
Рисунок 1. Исходное состояние
После включения питания (220 В, 50 Гц) колебательный контур входит в резонанс, а катушка притягивается к магнитопроводу генератора поля (устройства размагничивания) под действием силы Ампера:
Рисунок 2. Результат включения питания: катушка притягивается к магнитопроводу генератора поля
А теперь вернемся к обсуждению воздействия электромагнитной волны на резонатор.
Получается, что под действием волны на резонатор будет действовать сила F, толкающая его в сторону источника излучения. То есть, он будет к источнику излучения притягиваться (рисунок 3).
Рисунок 3. С какой силой будет притягиваться резонатор к излучателю электромагнитной волны?
Проводил ли кто-либо когда-нибудь подобные опыты с волнами и резонаторами?
Комментарии
И снова здравствуйте.
продолжаем наш вечер занимательной физики для самых маленьких.
Вы зачем-то резонатором называете здоровенный электромагнит, индуктивно связанный с не менее здоровенной катушкой. когда Вы подаете на свой электромагнит напряжение- в нем начинает нарастать магнитное поле, что создает в расположенной рядом катушке индуцированную ЭДС, создающую магнитное поле уже этой катушки. что характерно и критически важно для наблюдаемого Вами эксперимента- это очень сильная неоднородность этих магнитных полей- высокая плотность поля внутри катушек и быстрое его убывание за их пределами. Именно эта неоднородность приводит к тому, что перемещение каждой из катушек в магнитном поле другой катушки приводит к изменению суммарной энергии поля и как следствие- к возникновению обобщенной силы, действующей на катушки. И сила эта направлена именно в направлении сближения катушек. вне зависимости от того, в какой полярности подается напряжение на "резонатор". и даже если на него подавать переменное напряжение- то все равно, сила будет притягивающая. Еще раз обращаю внимание- сила эта возникает только и исключительно из-за неоднородности магнитного поля вблизи катушек. если бы поле было однородное (например, как поле Земли на наших масштабах)- то это привело бы к возникновению другого эффекта- катушка выравнивалась бы вдоль линий этого однородного поля (что мы наблюдаем, внезапно, в компасе).
А в дальнем поле никакого притяжения между резонатором и антенной нет.
а теперь, дорогие мои недоучки, информацию нужно осознать и усвоить, возможно, для этого потребуется сончас.
То есть вы хотите сказать, что давление волны на поверхность тела существует, а с резонатором волна не взаимодействует?
С чего бы это вдруг?
Я так понимаю, что эксперименты-то по измерению действующей на резонатор силы вообще не проводились никогда.
давление волны на поверхность тела есть (если она поглощается или отражается).
с резонатором волна взаимодействует.
притяжения между антенной и резонатором нет.
С чего бы это вдруг? так с расчетов, однако, и с эксперимента. давление электромагнитных волн исключительно слабо, исключительно! его замерить- адски сложно, особенно давление волн слабых (а мощные Вы создать не способны принципиально), и сила этого давления очень плохо заметна на фоне всяких других физических эффектов, вплоть до нагрева поверхности и создания за счет этого нагрева микроскопических перепадов давления в почти полном вакууме. это исключительно сложные эксперименты, на самом деле.
Вы неправильно понимаете. эксперименты по измерению силы, действующей на резонатор- проводились. силы эти измерены вполне себе неплохо еще Фарадеем. резонанс на Ваших частотах (50 Гц) и Ваших размерах (единицы метров) ваще ни на что не влияет, все взаимодействие идет исключительно в электромагнитно-статических условиях, чтобы какая-то там волновая ересь проявилась- вам нужно чтоб расстояние между излучателями было хотя-бы (хотя-бы!) порядка длины волны, но и тогда вы будете в ближнем поле, а по хорошему- много больше длины волны расстояния должны быть. но эти эксперименты уже на коленке не получится сделать.
Рассмотрим такую гипотетическую ситуацию: на некотором расстоянии R друг от друга находятся диполь-излучатель и металлический стержень-резонатор, длина которого равна половине длины волны, излучаемой диполем.
Будет ли наблюдаться силовое взаимодействие между диполем и стержнем, если R равно длине волны?
А если R равно десяти длинам волн?
Да, такой эксперимент нельзя провести на коленке.
Но не рассказывайте мне сказки о его непомерной сложности.
На частоте 1 ГГц вместо стержня в качестве резонатора можно использовать металлическую проволочку длиной 15 см, закрепив ее, например, в крутильных весах.
Вместо диполя можно применить рупорную антенну, дающую направленное на резонатор излучение.
при R<10lambda силовое взаимодействие наблюдаться будет. Прекрасно рассчитывается современной электродинамикой, даже в пакетах типа комсола какого-нибудь. слабенькое взаимодействие в ближнем поле.
на расстояниях больше 10 лямбд- тоже будет, но уже очень слабое от ближнего поля и неприемлемо слабое от взаимодействия собственно волн с антенной-приемником. неприемлемо- это значит, что эффекты от возникающих в антенне поверхностных токов и вызванного ими нагрева поверхности с возникающими при этом утечками по подвесу и нагреву подвеса изза этих утечек- будут сильнее на порядки, чем эффекты от самого силового взаимодействия волны с антенной.
но, кстати, эти слабые эффекты таки используются! знаете где? в лазерных ловушках для сверххолодных атомов. там сила воздействия электромагнитной волны на микрообъекты при околонулевой температуре оказывается сравнима по порядку величины с тепловыми флуктуациями и позволяет их, флуктуации эти, достаточно эффективно гасить. и там как раз все работает в дальнем поле, если бы так можно было выразиться, но так выражаться нельзя, потому как там все работает уже на следующем уровне приближения- не в классической теории поля, а уже в квантовой. А квантовая теория поля от классической несколько отличается :-), но Вам туда не надо, чесслово не надо- там все ваще тухляк и заговор жидов.
Вы, кстати, надысь тут про ведро Шоера статью писали. Вы сподобились литературку-то почитать по проверке гипотезы этого самого Шоера независимыми исследователями? его ведро с магнетроном собрали в нескольких лабораториях независимо. Тягу нашли на уровне каких-то там нанограммов-силы. Но потом извинились, и откорректировали- тягу создавали провода, по которым подводилось питание к ведру, они же имели некоторый дипольный заряд и некоторый ток, и вот эти заряд и ток взаимодействовали с другими проводами в лаборатории и при включении магнетрона эти провода создавали тягу, которую измеряли весы, подключенные к ведру. Когда провода нормально заизолировали и заэкранили- то все эффекты пропали полностью, и потому ведро Шоера (Ем-Драйв в простонародье) признали нерабочей темой. величина эффекта известна, оценена и аппаратура для ее измерения есть. но помехи устранить- год у квалифицированного коллектива. год! у квалифицированного коллектива!
Вернемся к ситуации, в которой рупорная антенна создает излучение, направленное на резонатор.
Резонатор и рупорная антенна закреплены на общем основании, например, на корпусе космического аппарата, и неподвижны относительно друг друга.
Допустим, что излучение антенны давит на резонатор, а обратного давления со стороны резонатора на антенну нет. Второй вариант: есть притяжение резонатора со стороны антенны, а обратного притяжения нет.
Получится электромагнитный двигатель.
Закон Ньютона говорит нам что на силу действия всегда найдется сила противодействия. Наш резонатор механически связан с излучателем.
Реакция опоры у вашего резонатора это и будет "обратное давление "которого нет.
Реакция опоры резонатора заставит двигаться корабль, если не будет точно равной ей по силе реакции со стороны опоры излучателя.
Выкиньте из схемы резонатор. Вы получите так называем фотонный двигатель
С резонатором - два фотонных двигателя с противоположно направленными моментами. Да ещё и связанных механически общей конструкцией.
Представления современных физиков о свойствах фотонов абсурдны. Последние двести лет теоретики с удручающей регулярностью впадают в мистицизм.
Фотонный двигатель неэффективен, поэтому я пытаюсь придумать не фотонный, а электромагнитный двигатель.
Представления физиков о свойствах фотонов целиком и полностью высосаны из экспериментов! Они абсурдны? Да нам начхать на это! Они соответствуют экспериментальным данным, вот что важно. ну и неплохо так подкреплены математикой, проверяемой, что характерно. А вот эти ваши "допустим"- вот это как раз мистицизм. Не знаю, как, не знаю, где, не знаю, почему, но вот допущу и тогдаааа уууух какие перспективы. Ага. Конечно ..
Размеры области локализации фотона в пространстве теоретики то занижают до длины волны фотона или вообще до нуля, то завышают аж до размеров Вселенной.
В то же время по результатам экспериментов с однофотонными излучателями и щелями получается, что ширина области локализации фотона в тысячу раз больше длины его волны.
По результатам экспериментов с однофотонными излучателями и интерферометрами получается, что длина области локализации фотона в миллионы раз больше длины его волны.
Ну и? Это все экспериментальные данные. При чем тут теоретики или физики? Фотон- по современным представлениям- элементарная частица. у него вообще нет такого понятия как "область локализации". В чем физики ошибаются-то?
Абсурдности и противоречий не замечаете?
Лично я полагаю, что фотон – это сгусток энергии. Причем энергии в нем не так уж много, но размазан он по довольно большой области пространства, которую никак микроскопической не назовешь.
Но если я не прав и фотон – это частица, то он тем более в каждый момент времени должен находиться в некоторой определенной области пространства.
Вы можете лично для себя полагать ваще все, что угодно. какое это отношение к реальности имеет?
фотон пролазит через щель шириной много меньше его длины волны, поглощается электроном, много меньшим длины волны фотона, причем- поглощается, судя по всему, моментально. сразу и весь, фотон интерферирует на щелях, разнесенных на расстояние много большее его длины волны. Фотон отражается от пленок с толщиной, меньшей его длины волны. фотон интерферирует на огромных интерференционных решетках. это все вместе и по отдельности- омерзительно противоречит нашей интуиции. нам хочется гладких понятных волн, а фотон- ведет себя ваще не гладко и не понятно. че делать? упорствовать и требовать от фотон, чтоб он стал таким, чтоб мне было попонятее, или расширять понималку так, чтобы фотон, такой какой он вот есть, в эту понималку влазил? Вы хочете первого, а я Вам предлагаю настойчиво и регулярно второе.
Фотон не может поглощаться мгновенно.
Не бывает в природе мгновенно протекающих процессов.
Фотон – это радиоимпульс большим количеством периодов колебаний (возможно, что число периодов измеряется миллионами).
Толщина и длина области локализации фотона в пространстве много больше длины его волны, именно это позволяет фотону проходить сразу через несколько щелей и взаимодействовать с самим собой в интерферометре.
Излучение фотона – длительный процесс, а поглощение – мгновенный? Неправдоподобно. Законы равновесия – это фундаментальные законы мироздания. Процесс поглощения фотона тоже должен быть длительным.
:-). Вы в силу ограниченности своего воображения и понятийного аппарата не можете представить, что в мире может существовать что-то еще кроме понятных Вам непрерывных гладких волн.
Смотрите- газ (да и вообще- любое наше вещество)- однородная, сплошная субстанция. с постоянным давлением и температурой. Но когда мы начинаем рассматривать его все мельче и мельче- то у нас сначала появляется броуновское движение какое-то, а потом внезапно газ превращается из сплошной среды вообще в огромный набор хаотично летающих дискретных шариков! была сплошная среда- а оказалась набором дискретных шариков! но когда мы лезем в эти шарики еще глубже- то там и шариков нету, а есть электронные оболочки, атомное ядро и вся эта квантовая муть. Мы видим - гладкие сплошные тел, а они - состоят из пустоты и дискретных атомов! Мы видим сплошные гладкие волны, а они состоят- из абсолютно точечных фотонов, которые ведут себя вот таким вот хитрым образом... излучение фотона происходит мгновенно. поглощение фотона происходит мгновенно. давление газа- медленное и плавное, состоит из большого количества мгновенных ударов отдельных молекул. и ничо.... живем как-то.
неправдоподобно? Вы просто не с той стороны на правду смотрите. Вы хотите, чтобы правда была такая, как Вам понятно, а надо- чтобы мне было понятно то, какая правда есть. это совершенно разные подходы.
Не бывает в природе мгновенно протекающих процессов.
это будет обычным реактивным двигателем или электромотором, где статор является рабочим телом от которого отталкивается ротор.
В таком двигателе работают виртуальные фотоны, предположительно, типа М2 - достаточно редко встречающиеся в природе как реальные фотоны.
Виртуальные фотоны – это как раз пример мистицизма.
Это пример математического формализма, который позволяет посчитать (причем довольно точно) результаты взаимодействия! Вы не путайте математический формализм с реальностью. Вы ещё скажите, что тепло в реальности существует и перетекает от тела к телу, да? Математика есть, термин есть, поток тепла есть, а тепла в реальности- нету! Есть движение частиц, и то- хаотичное. И ничего, никто не ропщет.
А за счёт чего действует постоянный магнит?
За счет поляризации светоносного эфира.
Светоносный эфир как сжимаемая поляризующаяся жидкость
Допустим... В такой фигни не допускайте. Допустим, что законы Ньютона, Ома, Кирхгофа и Авогадро не работают. Ну, добро пожаловать в фентези. Вархаммер, и то технически корректнее прописан.
Пока можно только строить предположения.
Я пытаюсь очертить границы пустой, совершенно не исследованной области. Если бы кто-то когда-нибудь производил экспериментальные измерения силы, действующей со стороны волны на резонатор, вы бы уже вспомнили об этом.
Вы там уверовали в мою безграничную эрудицию, что-ли? Спасибо, приятно. Но я не знаком со всем корпусом физических экспериментов. Но эксперименты по определению давления света были. Результаты- спорные. Эффект ну очень уж слаб на фоне шумов и систематических помех.
Вот на упомянутом вами эксперименте по определению давления света работа и застопорилась. На сотню лет.
его измерили. чего там застопорилось-то? надо было два раза измерить? или чо? Лебедев поставил несколько экспериментов! и после него ставили этот эксперимент, с лазерами разноцветными, с разными материалами отражателя и всякие другие возможные источники систематических погрешностей и отклонений пытались устранить. но это уже не такие известные эксперименты и на них ссылаться- надо долго искать литературу. хочете этим заниматься- так ищите сами, составьте подборочку статей из ПЖЭТФ и т.п. и сами разберетесь. нет никакого застоя на сотню лет. есть планомерная и вдумчивая довольно работа нескольких поколений физиков, теоретиков и экспериментаторов. всю эту сотню лет.
Рассуждая логически, следующий после опыта Лебедева эксперимент должен выглядеть примерно так: резонатор, например, стержень или пластина, закрепляется на крутильных весах.
Если на этот резонатор при помощи рупорной антенны направить электромагнитную волну, будет ли наблюдаться силовое воздействие на резонатор?
Если воздействие имеет место, то куда сместится резонатор: отодвинется от рупорной антенны или придвинется к ней?
Как раз после этого опыта все и застопорилось.
Что будет, если электромагнитная волна действует на какой-то объект, вступающий с ней в резонанс?
В режиме резонанса увеличится сила тока и, соответственно, увеличится сила.
Но, кроме того, может измениться направление действия силы.
Закон действие равно противодействию ни кто не отменял.
Если вы используете сущность "светоносный эфир", где с ним взаимодействие?
Волна действует на поле резонатора. Чем сильнее поле, тем больше воздействие.
Светоносный эфир как сжимаемая поляризующаяся жидкость
...Волна действует на поплавок, поплавок качается...
Поплавок – это вовсе не резонатор.
Существуют способы заставить объект двигаться против направления движения волны, используя резонанс.
У вас на фото кондеры по 10 пико Фарад. И резонанс, думаю, надо пересчитать.
Простите, но ваши представления о конденсаторах несколько устарели.
охтыж. вы даташит на них откройте, и допуски в нем посмотрите, на зависимость емкости от напряжения и температуры- это сильно нелинейные элементы с сильно неопределенными параметрами, и какой там "резонанс" был- вообще никак не очевидно.
Нормальный в колебательном контуре резонанс.
Добротность оказалась низкой, так как первичная обмотка трансформатора, которую я использовал как катушку, была намотана тонким проводом.
Резонанс я определял по амплитуде сигнала (генератор UTG9002C, мультиметр UT30, осциллограф FNIRSI 1013D).
Вначале я припаял семь конденсаторов, а потом аккуратно отрезал их кусачками по одному.
Вам бы нйти мощный генератор НЧ и снять ачх Вашей системы, добавив динамометр или сделать регулируемый ток через первичныу катушку и сделать график зависимости тока(при фиксируемом смещении катушка, например 1 см) от частоты.
1. Интересно, не будет ли выше или ниже резонанса наблюдаться отталкивание катушек.
2. При резонансе ток( и магнитное поле) во второй катушке достигают максимума
3. У Вас явно ток в катушках имеет одинаковое направление и они сближаются.
4. Чисто теоретически, при наличии двух взаимодействующих резонаторов, появляется два горба на АЧХ, при этом нет определённости, какой резонатор и за какой горб отвечает. Чем сильнее связь и выше добротность, тем дальше друг от друга отодвинуты пики АЧХ.
Я выбрал самую легкую катушку. Намотана она тонким проводом, поэтому имеет довольно высокое активное сопротивление. В результате колебательная система имеет низкую добротность.
Попробуйте её закоротить или использовать золотое кольцо на нитке(
)
Для контроля я использовал кусочек медной фольги.
Фольга отталкивается.
Резонатор (катушка с конденсаторами) притягивается.
Это как раз ожидаемо было. Поэтому и представлял интерес снятие АЧХ.
Либо, попробуйте добавить и убавить 10 мкФ, так у Вас точно будет выше и ниже 50 Гц.
Я так и настраивал катушку в резонанс: вначале припаял семь конденсаторов, а потом аккуратно отрезал их кусачками по одному.
Это Вы вначале имели резонанс ниже 50 Гц
Интересно, как Вы оценивали резонанс. Каким методом и какими приборами.
Резонанс я определял по амплитуде сигнала.
Генератор UTG9002C, мультиметр UT30, осциллограф FNIRSI 1013D.
Кусок фольги - тот же резонатор, только на очень высокую частоту и при несиметричных размерах может иметь ещё и поляризацию.
Я знаю, я же упоминаю металлическую пластину своем списке простейших резонаторов.
Вопрос в том, будет ли волна сильнее действовать на пластину (отталкивать от излучателя или притягивать к нему), если длина волны вдвое больше длины одной из сторон этой пластины (то есть когда пластина входит в резонанс).
Вы своим опытом только подтвердили опыт с алюминиевым кольцом, что отталкивается. Включив в разрыв обмотки конденсаторы, вы сделали сдвиг по фазе, и вместо отталкивания произошло притягивание.
Страницы