Продольные электромагнитные волны

УДК 872 Основы безвихревой электродинамики. Кузнецов Ю.Н. Часть 2. Продольные электромагнитные волны. Распространение идеи симметрично-физических переходов на полеволновой про-цесс позволяет предположить образование других электромагнитных свойств у более симметричной ЭМВ. Приводится описание подтверждающего эксперимента и схем излучающих устройств. Предлагается трактовка светового диапазона продольных ЭМВ. Симметрийно-физический переход в полеволновом процессе.

Наблюдаемая симметрия объектов и природных явлений есть проявление свойств ма-териального мира. Одно из этих свойств заключается в том, что из одинаковых объектов можно составить более симметричное образование.Как следует из анализа центрально-симметричной магнитостатики [1] стационарные магнитные поля способны к симметризирующему наложению, сопровождаемому пере-ходом от циркуляционного свойства к потенциальному в общем магнитном поле. Вторая часть рукописи посвящена изложению понимания автором результата сим-метризирующего наложения полей волнового процесса.

Две одинаковые поперечные электромагнитные волны (ЭМВ) накладываются проти-вофазно так, что векторы электрического и магнитного полей образуют в итоге геомет-рические нуль-векторы по всему периоду общего полеволнвого процесса. Автором предлагается следующая теоретическая интерпретация происходящего. С одной стороны, при наложении полей двух ЭМВ их суммарная электромагнитная энергия в другие формы не переходит.Общий полеволновой процесс сохраняет свою ре-альность.

С другой стороны, геометрические нуль-векторы теоретически свидетельствуют об отсутствии у поля общей ЭМВ исходных поляризационных (поперечных) и структурных (вихревых) свойств. Взаимной компенсации электрического и магнитного векторов тож-дественно исчезновение всех свойств поля, регистрируемых в опыте.С учётом первого пункта никак нельзя согласится с тем, что образование нуль-векторной ситуации сопровождается приданием полеволновому процессу статуса нена-блюдаемого в принципе.

Ненаблюдаемость объекта в физике запрещена При противофазном наложении двух одинаковых ЭМВ, образующиеся в теоре-тическом описании геометрические нуль-векторы, свидетельствуют не о взаимной компенсации накладывающихся электромагнитных полей, что нарушало бы принцип сохранения энергии, а лишь их исходные свойств. Теоретически описывается лишь расчистка места для других свойств. Но не для дру-гих вообще, а для принадлежащих той же сущности.Математически корректные нуль-векторы с физической точки зрения иррациональны.

Ввиду своей непригодности для теоретического описания электромагнитного поля, неиз-бежна их замена другими математическими величинами. Этим актом отображается не-избежность введения новые физические свойства. В качестве замены подходят модули взаимно скомпенсировавщихся векторов.Модули не могут быть выведены из вновь строящейся теоретической модели, по-скольку они продолжают описывать в ней локальную плотность сохранившейся полевой энергии.

В использовании исходных скалярных модулей усматривается акт наследовани-ия прежнего электромагнитного качества. Спектр других своих же свойств взамен скомпенсировавшихся предельно ограничен. Кроме разомкнутых силовых линий вместо замкнутых, кроме продольного полевол-ноового процесса вместо поперечного в природе ничего другого не известно.Имеющегося набора достаточно для разрешения противоречия между иррациональ-ностью нуль-векторной полевой ситуацией и реальностью суммарного полеволнового процесса.

Нет причины обращаться к экзотическим идеям.Конкретная замена математических величин и наполняющих их физических свойств осуществляется в ходе построения математической модели безвихревой электродинами-ки [2]. В науке о симметрии имеются четыре основополагающих правила, охавтывающих все известные природные явления [3]. Вихревое электромагнитное поле с взаимно ортогональными векторами , , подчиняется двум правилам - правой (левой) руки и правого (левого) винта.

Явления, описываемые отношением трёх векторов, характеризуются правилом гиро-скопа. Безвихревое электромагнитное поле подчиняется четвёртому правилу – правилу масштаба, которое характеризует все природные явления, описываемые произведением вектора на скаляр.Согласно математической модели [2], в свободном пространстве и в плосковолновом приближении векторы напряжённости электрического и магнитного полей продольной ЭМВ взаимно коллинеарны и ортогональны плоскости её фронта . (1) Лучеподобный вектор S однозначно задаёт в (1) продольную ориентацию связанным с ним электрическому и магнитному векторам.

Скалярные составляющие есть следствие заимствования модулей векторов от соответствующих геометрических нуль-векторов. Предлагается скалярные компоненты графически отображать в виде геометрического нуль-вектора, выполняя следующее правило для знаков.При расходящихся векторах – положительный, при сходящихся - отрицательный. То же и для центрально-симметричных токов.

Расходящимся эквивалентен положи-тельный условный магнитный заряд (m ≡ i r). Сходящимся – отрицательный. Вихревая ЭМВ занимает в 4-мерном пространстве-времени две поперечные простран-ственные координаты. Свободными для полевых компонент напряжённости безвихревой ЭМВ остаются одна пространственная (продольная) и временная (скалярная) координа-ты, которые она и занимает. Поэтому безвихревую ЭМВ следовало бы называть продольно-скалярной.Автор при-держивается упрощённого варианта.

Опытная регистрация электрических свойств в условиях нуль-векторного поле-волнового образования. В выполненных автором опытах проверялось свойство безвихревого электрического поля не наводить ЭДС в замкнутом электропроводнике. На рис 1 показана схема первой серии опытов.Вначале возбуждаемая генератором 1 обычная поперечно-векторная ЭМВ разводится на две равные части (S1 = S2) так, что синфазные векторы напряжённости обоих полей в них равны и одинаково направлены (Е1= Е2, Н1= Н2). Затем обе части сводятся синфазно по всему волновому периоду в общую обычную вихревую ЭМВ, обладающую теми же свойствами полей, что и её составляющие ЭМВ. Регистрация проверяемого эффекта осуществлялась посредством использования уст-ройства 2, являющегося коаксиальным вставным участком с увелченным по отношению к кабелю диаметром.

Увеличенный волноводный объём позволял расположить в указанном устройстве многовитковый замкнутый электропроводник, соединённый с цифровым вольтметром 3. Факт прохождения общей ЭМВ через устройство 2 контроли-ровался цифровым амперметром 4. В первой серии опытов обычная общая поперечно-векторная ЭМВ наводила электро-движущую силу в замкнутом проводнике своим вихревым электрическим полем.

Был определён коэффициент связи между наводимой ЭДС и током в конце кабеля. Рис.1 На рис.2 показана схема второй серии опытов.Рис.2 От предыдущей она отличается тем, что парой двух разнодлинных кабелей (различа-ются на длину полуволны) разведённые части сводятся противофазно по всему периоду в общую ЭМВ, теоретически характеризуемую в суммирующем кабеле электрическим и магнитным нуль-векторами.

Экспериментально подтвердилось ожидаемое изменение полевого свойства. Во вто-рой серии опытов наводимая в замкнутом электропроводнике ЭДС существенно не со- гласовывалась (в 3…5 раз) с ранее установленным коэфициетом связи между ЭДС и то-ком в конце суммирующего кабеля.Вследствие образования в системе коаксиальных кабелей стоячей ЭМВ взаимная компесация полевых векторов в суммирующем кабеле была не полной.

Поэтому практи- чески в суммирующем кабеле наряду с продольными имелось некоторое количество (15% …35%) поперечных ЭМВ. В случае частичной нуль-векторной полевой ситуации общая электромагнитная энергия переносится поперечными и продольными ЭМВ, занимающими в пространстве- времени четыре координаты.Если комбинированная ЭМВ входит в резонансный кон-тур, то образующийся в замкнутом контуре замкнутый ток инициирует рассимметриза-цию продольной составляющей.

Силовые линии вслед за током замыкаются.Например, при установке между телевизионным кабелем и телевизором фазосме-щающей вставки из двух разнодлинных коаксиальных кабелей, различающихся на длину полуволны шестого канала, не наблюдается заметного уменьшения сигнала, или его ис- кажения, как на шестом канале, так и на других, потребляющих комбинированные про-дольно-поперечные ЭМВ. Схема коаксиальных кабелей второго опыта является основой устройства для излуче-ния продольных ЭМВ. Необходимо лишь вместо амперметра подсоединить к свободно-му концу суммирующего кабеля диэлектрический стержневой излучатель для вывода общей ЭМВ в открытое пространство.

Вместо разнодлинных кабелей целесообразно применить фазовращающее электрон-ное устройство, что позволит получать комбинированные продольно-поперечные ЭМВ с активно изменяемой векторной диаграммой. Для излучения сантиметрового диапазона вместо коаксиальных кабелей следует ис-пользовать систему из трёх волноводов (Рис.3). Рис.3 На рис.3 выделена активная составляющая общего электромагнитного поля. Реактив-ные составляющие в виде падающих на стенки волновода и отражённых от них ЭМВ ус-ловно вычленены.

Известный полуволновой вибратор с U-коленом модернизируется следующим обра-зом (Рис.5). Рис.5 Применяемый в нём отрезок коаксиального кабеля длинною в три четверти волны заменяется на пять четвёртых. Разнозарядные и однонаправленные токи в плечах исходного вибратора в модернизи-рованном заменятся на однозарядные и протвонаправленные.

Учитывая принцип сохра-нения электрических зарядов, излучатель необходимо составить из двух синфазно разно-зарядных пар вибраторных плечей. Расстояние между плечами и их пространственная ориентация определяется постав-ленными целями. Синфазно центрально-симметричные токи в паре полуволновых вибраторов анало-гичны стационарным токам в паре рамок, использовавшихся в опытах с потенциальным магнитным полем.Вместо стержней можно применить полудиски, в которых центрально-симметричные токи становятся осевыми.

Световой диапазон продольных ЭМВ не выходит за рамки универсального объясне-ния образования других свойств у той же природной сущности, изменяющей свою гео-метрическую симметрии. Симметрийно-физический переход действует и в микромире. В качестве примера приведём явление сверхпроводимости.При принудительном движении электронов в проводнике под воздействием ЭДС часть их кинетической энергии превращается в теп-ло, количество которой пропорционально омическому сопротивлению.

В охлаждённом до критической температуры проводнике образуются связанные па-ры электронов (куперовские пары), векторы механических моментов которых образуют геометрический нуль-вектор. Эти пары приобретают другое свойство, обуславливающее эффект сверхпроводимости. Кантовой механики даётся своё объяснение явлению сверхпроводимости.Симмет-рийно-физическое толкование с ним не конкурирует, а лишь дополняет его. Предполагается, что фотоны так же могут объединяться в нуль-векторные пары по аналогии с куперовскими, приобретая при этом другие свойства.

Отметим, что в теории Салама – Пати традиционный фотон представляется как ре-зультат определённого наложения векторных глюонных полей. В рамках идеи о симмет- рийно-физических переходах естественно предположение о возможности теоретического синтезирования нуль-спинового фотона при условии нуль-векторного результата нало-жении глюонных векторов.Для всестороннего анализа двойственности симметрии и свойств света необходимо создать теоретическую базу – соответствующую нуль-векторным фотонам квантовую электродинамику.

В принципиальном плане возможно непосредственное излучение нуль-векторного фотона атомом при переход электрона между центрально-симметричными S-орбиталями без инверсии его спинового механического момента.Опытная регистрация нуль-векторных фотонов требует освоения фиксируемых фотохимических, или фотолюминесцентных реакций, активизируемых обратным про-цессом -выбрасыванием продольным фотоном непереворачиваемого электрона с одной S–орбитали на другую (более высокую), вследствие чего атом становится химически ак-тивным.

Предполагается, что «продольные фотоны» имеются в лазерном пучке и в солнечном луче. Их можно отделить от обычных двумя, или тремя парами поляризационных пла-стин (турмалиновых, или из исландского шпата). Регистрировать следует по тепловому нагреву ими тонкой алюминиувой пдастинки.Идея симметрийно – физических переходов позволила с единых позиций логически обосновать возможность существования в природе потенциального магнитного поля, безвихревого вида электромагнитной индукции, продольных ЭМВ, нуль-векторных фо-тонов.

Выполнен ряд опытов, которые, по мнению автора, дают практические подтвержде-ния полученных логических выводов. Выражается надежда на привлечение профессионального подход к эксперименталь-ному установлению истинности, или ошибочности предлагаемой безвихревой электро-динамики.В случае положительного результата откроются перспективы научного и практическо-го использования продольных и комбинированных продольно-поперечных ЭМВ во всём частотном диапазоне.

В том числе – и в световом. Литература 1. Кузнецов Ю.Н. Безвихревая электродинамика.Часть1.Потенциальное магнитное поле. 2. Кузнецов Ю.Н. Безвихревая электродинамика.Часть3.Математическая модель. 3. Желудев И.С. Физика кристаллов и симметрия. М «Наука», 1987 г.