Es gibt die sogenannte "Schneiderregel", die trotz ihres Namens für alle exakten Wissenschaften gilt. Diese Regel besagt: "Wenn der untere Knopf des Hemdes falsch befestigt ist, werden auch alle anderen Knöpfe falsch befestigt." Der Schöpfer dieser Regel, Fabio Volo, kommentierte sie wie folgt: "Es gibt viele Fehler im Leben, die keine Fehler an sich sind, sondern die Konsequenzen des falsch geknöpften" ersten Knopfes "."
In ähnlicher Weise wurde unsere theoretische Physik in Bereichen wie Elektrotechnik und Radiowellen einmal fälschlicherweise "gezippt"!
Mit der "Elektromagnetischen Theorie des Lichts" des in Schottland geborenen britischen Wissenschaftlers James Maxwell (1831-1879) schlich sich ein fataler Fehler in die Physik ein.
Als er diese Theorie veröffentlichte, und dies geschah 1865, beschrieben andere Wissenschaftler sie als unverständlich, mathematisch lasch, logisch unbegründet. Erst nachdem der deutsche Physiker Heinrich Hertz 1887 in der Praxis bewiesen hatte, dass es mit Hilfe von Elektrizität möglich ist, Funkwellen in den Weltraum zu senden, wurde beschlossen, Maxwells "unverständliche, mathematisch laxe und logisch unbegründete" Theorie anzupassen, um den Entstehungsprozess von Funkwellen in den Antennen von Funkübertragungsgeräten zu erklären.
Warum so?
Aber zu dieser Zeit gab es einfach keine andere Theorie, die die experimentell festgestellte Wahrheit behauptet, dass sich die Phänomene Elektromagnetismus und Licht mit der gleichen Geschwindigkeit in Form von Wellen im Raum ausbreiten können, und alle ihre Unterschiede voneinander bestehen nur in der Frequenz der Schwingungen.
Bei der Erstellung seiner Theorie versuchte Maxwell, alle damals auf dem Gebiet des Elektromagnetismus verfügbaren wissenschaftlichen Erkenntnisse zu verallgemeinern, die von den Pionieren dieses Gebiets der Naturwissenschaften gewonnen wurden. Und dies sind Klassiker der Physik wie G. Oersted, A. M. Amer, D. Henry und M. Faraday … Der letzte der genannten entdeckte übrigens das Gesetz der elektromagnetischen Induktion, das heute in allen Leistungs- und Impulstransformatoren einwandfrei funktioniert.
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Was dies bedeutet, erklärt dieses Bild gut:
Diese Erfahrung kann heute von jedem wiederholt werden, auch von einem, der weit von der Wissenschaft entfernt ist. Ein Magnet, der von einer Hand mit seinem konstanten Magnetfeld bewegt wird und die Oberfläche eines geschlossenen Leiters kreuzt, erzeugt notwendigerweise ein elektrisches Wirbelfeld und damit einen elektrischen Induktionsstrom.
Selbst dann, als Michael Faraday selbst dieses Experiment durchführte, war es offensichtlich, dass außerhalb des Raums des Leiters (in dem sich freie Elektronen befinden) der Magnet, der von Hand bewegt wird oder auf andere Weise kein elektrisches Wirbelfeld bildet.
Erstens wird dies nicht durch die Form der magnetischen Kraftlinien eines Permanentmagneten erleichtert.
Nun, sagen Sie mir, wie seitwärts dieser Magnet, der zum Beispiel an einem Faden schwingt, ein elektrisches Wirbelfeld im leeren Raum erzeugen sollte ?!
Ja, nein seitwärts!
Es ist eine andere Sache, wenn die von Faraday entdeckten Magnetfeldlinien dieses Magneten die Oberfläche eines geschlossenen Leiters kreuzen, in dem sich freie elektrische Ladungen befinden! Der direkte Aufprall von der Seite eines Magnetfelds auf sie, dessen Stärke variiert (wir bewegen den Magneten hin und her), verursacht lediglich das Auftreten eines elektrischen Wirbelfeldes (innerhalb des Leiters), das durch eine elektrische Spannung gekennzeichnet ist.
Wenn der Leiter geschlossen ist, entsteht ein elektrischer Strom, wenn der Leiter offen ist, können wir mit Hilfe eines Voltmeters eine elektrische Spannung darin erfassen, die auf das Vorhandensein eines elektrischen Feldes im Körper des Leiters hinweist.
Bei der Entwicklung seiner "Elektromagnetischen Lichttheorie" machte D. C. Maxwell logisch unbegründete Annahmen, dass "jede Änderung des Magnetfelds ein elektrisches Wirbelfeld im umgebenden Raum erzeugt, dessen Kraftlinien geschlossen sind, und das zeitlich veränderliche elektrische Feld ein magnetisches Feld im umgebenden Raum erzeugt". …
Für diese Annahmen wurde er von anderen Wissenschaftlern kritisiert und für logisch unbegründet gehalten.
Grafisch sieht diese elektromagnetische und magnetoelektrische Induktion nach Maxwell ohne Bezugnahme auf die Quelle des Wirbelmagnetfelds und ohne Bezugnahme auf das Objekt, in dem das elektrische Wirbelfeld erzeugt wird, folgendermaßen aus:
Maxwell schlug vor, dass all dies außerhalb von Objekten (Magnet und Leiter) geschehen kann, dh im Raum, der frei von allem ist!
Unter Verwendung des gesamten Arsenals der höheren Mathematik, das er perfekt beherrschte, folgerte Maxwell eine Reihe von Formeln und Gleichungen, nach denen sich herausstellte, dass ein sich änderndes Magnetfeld (!) Im freien Raum ein elektrisches Wirbelfeld erzeugen kann, wenn nur dieser Raum mit … Äther, na ja, einem solchen Medium gefüllt ist, über die Maxwell schrieb: "… Aufgrund der Phänomene von Wärme und Licht haben wir Grund zu der Annahme, dass es eine Art ätherisches Medium gibt, das den Raum ausfüllt und alle Körper durchdringt, die in Bewegung gesetzt werden können, um diese Bewegung von einem ihrer Teile auf zu übertragen die andere und vermitteln diese Bewegung der dichten Materie, erhitzen sie und wirken auf verschiedene Weise darauf …"
Das Interessanteste ist, dass als um die Wende des 19. und 20. Jahrhunderts eine echte Revolution in der Naturwissenschaft stattfand, die die alte Ära von der neuen trennte und mit der Schaffung der modernen Physik gekrönt war, beschlossen wurde, den Maxwellschen Äther nicht darin aufzunehmen. Sie sagen: „Die Einführung des leuchtenden Äthers in die Wissenschaft … ist unnötig , - sagte 1905 Albert Einstein. (Gesammelte wissenschaftliche Arbeiten. M.: Nauka. 1965. V.1. S. 7-8. Zur Elektrodynamik der Bewegung Korper. Ann. Phys., 1905, 17, 891-921).
Gleichzeitig wurden die logisch unvernünftigen Annahmen, die D. K. Maxwell 1865 bei der Erstellung seiner "Elektromagnetischen Theorie des Lichts" unter der Bedingung machte, dass der Weltäther existiert, (!) In die moderne nichtätherische Physik übertragen und mit ihrer Hilfe (!) Wurden Erklären Sie den Prozess der Bildung von Radiowellen und Licht.
Infolgedessen haben wir jetzt in der modernen Physik eine Aussage, dass das von Maxwell erfundene "elektromagnetische Feld" auch im Vakuum existieren kann, und zwar allein aufgrund der Tatsache, dass es sich selbst trägt und in Phase, dh synchron durch Nullpunkte geht !! !
Und das, sagen sie, ist die Essenz von Radiowellen!
Nun, wie könnte es anders sein ?! Schließlich schrieb Maxwell in seiner Theorie: "Jede Änderung des Magnetfelds erzeugt ein elektrisches Wirbelfeld im umgebenden Raum, dessen Kraftlinien geschlossen sind, und das zeitlich veränderliche elektrische Feld erzeugt ein magnetisches Feld im umgebenden Raum."
Nun, wo in dieser Figur, die bereits viele Millionen Menschen in die Irre geführt hat, zum Beispiel das "elektrische Wirbelfeld"? Und wo ist hier das "Wirbelmagnetfeld" ?!
Ich werde jetzt meine Hauptidee wiederholen: Maxwell, der seine Theorie vor mehr als 150 Jahren entwickelte, versuchte, alle wissenschaftlichen Erkenntnisse zu verallgemeinern, die zu dieser Zeit auf dem Gebiet des Elektromagnetismus verfügbar waren und von den Pionieren dieses Gebiets der Naturwissenschaften gewonnen wurden. Und dann wurden die elementaren elektrischen Ladungen - Elektronen wurden noch nicht entdeckt, die Teilchen von Licht - Photonen wurden noch nicht entdeckt, die "Quantentheorie" wurde noch nicht erstellt, wonach die Energie eines sich geradlinig bewegenden Lichtteilchens direkt mit einem Parameter wie der Frequenz seiner hypothetischen Schwingungen zusammenhängt.
Wenn die Menschheit nun über ein riesiges Gepäck an neuem Wissen verfügt, deuten alle Versuche, dieselbe "Quantentheorie" mit Maxwells Theorie der Bildung von Funkwellen in den Antennen von Funkübertragungsgeräten in Einklang zu bringen, offen darauf hin, dass unsere theoretische Physik in Bereichen wie Elektrotechnik und Funkwellen einst "zugeknöpft" war. "Auf der falschen" Taste!
Vielleicht ist dies der einzige Grund, warum sich noch niemand traut, theoretisch den Entstehungsprozess durch Bewegen von Elektronen aus Lichtquanten (z. B. in einer Glühlampe) und Funkemissionsquanten (in der Antenne eines Funkgeräts) zu betrachten und diese beiden Theorien schließlich zu vergleichen!
Ich werde Ihnen im Folgenden über mein Verständnis der Probleme erzählen, die sich in der theoretischen Physik angesammelt haben. Einmal habe ich mich entschlossen, Unterschiede in den Funktionsprinzipien von zwei Arten von Geräten zu finden, die Funkwellen erzeugen. Ich wollte sozusagen auf theoretischer Ebene verstehen, wie sie funktionieren.
Einerseits war das Objekt meiner Studie der berühmte Hertz-Dipol, dessen Länge der Hälfte der Länge der emittierten Funkwelle entspricht. Andererseits war das Ziel meiner Studie die Sendeantenne von Tesla und Hard.
Da sie mit derselben Frequenz betrieben werden, können sie sich in ihren größten Abmessungen um den Faktor 100 (!) Bei gleicher Wellenformeffizienz unterscheiden!
Schauen Sie sich das Design einer modernen Hertz-Dipolantenne an:
Die Länge einer solchen Sendeantenne für eine Reichweite von 40 Metern beträgt 20 Meter (1/2 Wellenlänge).
Und hier ist eine modifizierte vertikale sogenannte "EH-Antenne", die von T. Hard (analog zu Teslas Antenne) für dieselbe Reichweite von 40 Metern mit einer maximalen Größe (Höhe) von nur 1 Meter entworfen wurde.
Spüren Sie den Unterschied: Einerseits 20 Meter langer Hertzscher Dipol, andererseits 1 Meter hohe "EH-Antenne" für den gleichen Frequenzbereich!
Und heute kann niemand anhand der bestehenden Theorie des elektromagnetischen Feldes klar erklären (oder will es nicht?), Wie Elektronen Radiowellen auf so kurzen Armen des EH-Antennendipols schwingen und sie mit der gleichen Effizienz wie im Hertz-Dipol in den Weltraum senden können. Obwohl das Phänomen offensichtlich ist!
Ich möchte auf das scheinbar Offensichtliche hinweisen.
Die Quelle elektromagnetischer Wellen ist kein hochfrequentes elektrisches Feld, das dazu neigt, sich mit Lichtgeschwindigkeit durch den Antennenkörper auszubreiten, wie manche Leute denken. Und nicht nur elektrische Ladungen, die sich schnell entlang des Leiters bewegen, erzeugen Radiowellen, sondern sie werden nur von jenen Elektronen erzeugt, die sich unter dem gleichzeitigen Einfluss der Spannung des HF-Generators und der Coulomb-Kräfte entlang der Außenfläche des leitenden Materials der Antennen bewegen und Ladungen mit demselben Vorzeichen (Elektronen) dazu veranlassen, sich gegenseitig abzustoßen …
„Es gibt zwei Arten der geordneten Bewegung derselben Elektronen entlang eines Leiters - langsame (z. B. galvanischer Strom) und hohe Geschwindigkeit (elektrostatischer Strom, der durch die Wechselwirkung elektrostatischer Ladungen entsteht).
Galvanischer Strom in Metallen.
Wenn es sich beispielsweise um einen galvanischen Strom handelt, der durch das gesamte Volumen eines Leiters fließt (wie in der obigen Abbildung), beträgt die Geschwindigkeit der geordneten Translationsbewegung von Elektronen nur wenige Millimeter pro Sekunde (oder sogar weniger).
Wenn sich Elektronen über die Oberfläche von Metallen bewegen (der sogenannte "Hauteffekt"), tritt dies unter dem Einfluss von Coulomb-Kräften auf. Ihre Translationsgeschwindigkeit kann sehr hoch sein, vergleichbar mit der Lichtgeschwindigkeit.
Schauen Sie sich jetzt diese interessante und äußerst einfache Erfahrung an:
Diese Erfahrung zeigt, dass elektrostatischer Strom eine kurze Funkwelle erzeugt, ohne dass sich im Weltraum ein Wirbelmagnetfeld bildet !!!
Genau das konnte der Wissenschaftler James Clerk Maxwell (1831-1879) nicht auf einmal bemerken und verstehen, aber der Wissenschaftler Nikola Tesla (1859-1943) sah und erkannte deutlich.
Schauen Sie sich jetzt das Design einer Kilohertz-Funkantenne an, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts in den USA nach Teslas Zeichnung gebaut wurde.
Nikola Tesla und seine berühmte Turmantenne wurden entwickelt, um Strom drahtlos zu übertragen.
Finden Sie nicht, dass der "Tesla-Turm" eine vergrößerte Kopie des oben dargestellten Laboraufbaus ist - ein Volumenkondensator in Form einer Metallkugel, die mit einem Leiter verbunden ist, dessen unterer Teil mit einem Isolator befestigt ist ?!
Diese Nuance, dass ein elektrostatischer Hochgeschwindigkeitsstrom Radiowellen im Weltraum ohne Bildung eines Wirbelmagnetfelds erzeugt, wird weder von Maxwells "Elektromagnetischer Lichttheorie" noch von seiner Zusammenstellung berücksichtigt, die alle Lehrbücher der modernen Physik heute enthalten. Und der sogenannte "Hauteffekt" wird ausschließlich als Hochfrequenzstrom erklärt.
Kehren wir zu den Ursprüngen der Elektrotechnik und des Elektromagnetismus zurück.
Wenn sich Elektronen im Körper eines Leiters langsam, aber geordnet bewegen, wie bei einem galvanischen Strom, erzeugen sie nur ein lokales Wirbelphänomen, das als „Magnetfeld“bekannt ist.
Dieses lokale Wirbelphänomen wurde 1820 zusammen mit dem Elektromagnetismus vom dänischen Wissenschaftler Hans Christian Oersted entdeckt.
Oersted beschrieb, wie der Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus entdeckt wurde: „… aus den gemachten Beobachtungen kann geschlossen werden, dass dieser [elektrische] Konflikt einen Wirbel um den Draht bildet. Andernfalls wäre es unverständlich, wie derselbe Abschnitt des Drahtes, der unter dem Magnetpol [Kompasspfeile] platziert ist, ihn nach Osten und über dem Pol nach Westen trägt. Es sind die Wirbel, die dazu neigen, an den beiden Enden des gleichen Durchmessers in entgegengesetzte Richtungen zu wirken. Rotationsbewegung um eine Achse, kombiniert mit Translationsbewegung entlang dieser Achse, ergibt notwendigerweise eine helikale Bewegung … "(Übersetzt aus dem lateinischen Werk von G. H. Oersted von Ya. G. Dorfman. Wiedergabe aus der Veröffentlichung: Amper A.-M. Electrodynamics, M. 1954).
Wenn die Bewegung des galvanischen Stroms entlang des Leiters stoppt, neigt auch das damit verbundene Wirbelphänomen dazu, zu stoppen. Dann passiert etwas Interessantes! Jetzt kollabiert der Wirbel des „Magnetfeldes“, der bereits wie ein Schwungrad aufgedreht ist, und bewirkt die umgekehrte Bewegung der Elektronen im Leiter! Dieses Phänomen nennt man in Wissenschaft und Funktechnik Induktivität!
In allen Physiklehrbüchern wird die Natur dieses Phänomens in "Äsopischer Sprache" beschrieben!
Können wir dieses Wissen irgendwie anwenden, um die Funktionsweise der Sendeantenne von Tesla zu erklären?
Ja, wir können, aber nur um den Betrieb des Teils seiner Schaltung zu beschreiben, der für die Erzeugung von Hochfrequenz- und Hochspannungsspannung verantwortlich ist, die letztendlich einen hochfrequenten elektrostatischen Strom in der sendenden elektrostatischen Antenne erzeugt!
Schauen wir uns das schematische Diagramm von Teslas Sender genauer an:
In Teslas Design gibt es einen Resonanzinduktor ©, der die vom HF-Generator (B) an die Kopplungsspule (A) gelieferte Wechselspannung viele hundert Mal erhöht. Jedes Mal, wenn sich seine magnetische Energie in der abnehmenden Phase befindet, entsteht am Ende des mit dem oberen kapazitiven Strahler (E) verbundenen Drahtes eine wachsende elektrische Spannung, unter deren Einfluss freie Elektronen vom Drahtkörper zur Oberfläche (!) Des kugelförmigen kapazitiven Strahlers (E) gelangen. Und dann kommen die Coulomb-Kräfte ins Spiel, die an der Abstoßung zwischen den gleichnamigen Partikeln arbeiten. Diese Coulomb-Kräfte zwingen alle freien Elektronen, die sich bereits auf der Oberfläche dieses kugelförmigen kapazitiven Emitters befinden, sich neu zu gruppieren (!) Und mit der Lichtgeschwindigkeit näher beieinander zu sein.
Diese Bewegung freier Elektronen auf der Oberfläche des kugelförmigen kapazitiven Strahlers erfolgt in Form einer Oberflächenwelle und beginnt am Befestigungspunkt am sphärischen kapazitiven Strahler des Versorgungsdrahtes und endet an einem diametral gegenüberliegenden Punkt auf der Oberfläche desselben kugelförmigen kapazitiven Strahlers.
Tatsächlich ist es genau diese Hochgeschwindigkeitsbewegung freier Elektronen auf der Oberfläche eines kugelförmigen kapazitiven Strahlers (E), die ihre Bewegungsrichtung ändert, wenn sich die Polarität der dem kapazitiven Strahler (E) zugeführten elektrischen Spannung ändert, und im Raum eine Funkwelle erzeugt, die der Schwingungsfrequenz des Generators (B) entspricht.
Und dies ist, wie Sie sehen, eine andere Theorie zur Erzeugung von Radiowellen, die wenig mit den Erklärungen zu tun hat, die Maxwell in seiner "Elektromagnetischen Theorie des Lichts" dargelegt hat.
Wenn ich oben ein schematisches Diagramm des Tesla-Senders vorgestellt habe, dann präsentiere ich unten eine Zeichnung einer speziellen patentierten Tesla-Installation, die für die Übertragung hochfrequenter elektrischer Energie ohne Kabel ausgelegt ist.
Der Strahler von Radiowellen im Kilohertzbereich ist hier eine Metallröhre, die im oberen Teil elektrisch mit einem pilzförmigen volumetrischen elektrostatischen Kondensator verbunden ist.
Ich werde noch einmal bemerken: Anscheinend ist dies eine vergrößerte Kopie einer Laboranlage, die einen kurzen Impuls der Funkemission erzeugen kann, wenn ein Kamm, der beim Reiben an Haaren aufgeladen wird, dazu gebracht wird:
Die pilzförmige Oberseite von Teslas Aufbau ist ein riesiger elektrostatischer Massenkondensator, der für Hunderttausende von Volt ausgelegt ist. Ein Kühlerrohr ist direkt damit verbunden und in der Zeichnung als "B" bezeichnet. Eine Induktionsspule eines Hochspannungs-Hochfrequenztransformators nach Nikola Teslas eigenem Design ist von unten daran angeschlossen. Damit verbunden ist eine darunter befindliche Kommunikationsspule, an die das Generatorkabel angeschlossen ist. Das sogenannte „kalte Ende“des Versorgungskabels ist geerdet.
Aufgrund des letzteren Umstands war dieses Funkübertragungsgerät tatsächlich ein stark verkürzter Viertelwellenvibrator. Nun, die Wände von Teslas Turm bestanden natürlich aus einem dielektrischen Material.
Es ist merkwürdig, dass …
Das funkgesteuerte Modell des Schiffes von Nikola Tesla beeindruckte einige Finanziers so sehr, dass sie in sein Projekt zum Bau der ersten drahtlosen Telekommunikationsstation für kommerzielle transatlantische drahtlose Kommunikation und Rundfunk in den USA investierten.
Hier ist eine Geschichte!
Das Foto unten zeigt moderne Amateurfunkantennen, die nach dem Prinzip der Tesla-Antenne arbeiten, aber nach dem Schema des Amerikaners T. Hard zusammengebaut sind.
Eine kleine Antenne mit zwei Kegeln ist für einen Wellenlängenbereich von 10 Metern ausgelegt, eine Antenne mit zylindrischen kapazitiven Strahlern, deren Frequenz abstimmbar ist. Es ist für einen Wellenlängenbereich von 10-30 Metern ausgelegt. Damit diese Antennenstrukturen Funkwellen aussenden können, reicht es aus, einen HF-Generator der entsprechenden Frequenz an sie anzuschließen.
Beachten Sie, dass mit diesen Antennen eine weitere ebenso interessante Geschichte verbunden ist!
Es stellt sich heraus, dass dieser Antennentyp seit Mitte der 40er Jahre in vielen Ländern, einschließlich der UdSSR, erfolgreich in der militärischen mobilen HF-Funkkommunikation eingesetzt wurde, und diese Antennen waren lange Zeit geheim! Und das ist natürlich, wenn eine solche Tatsache vorliegt: Sendeantennen können 100-mal kleiner gemacht werden als Standard-Hertzsche Dipole! T. Hard war ein direkter Teilnehmer an der Entwicklung dieses Antennentyps in der US-Armee. Er hat vor nicht allzu langer Zeit die "EH-Antenne" für alle Funkamateure freigegeben.
Laut T. Hard selbst ist sein Antennendesign eine Modifikation der Sendeantenne von N. Tesla.
Hier ist die Meinung derer, die solche sendenden „EH-Antennen“in Russland gebaut und getestet haben:
Also setze ich meine Gedanken weiter fort. Überall auf der Welt konnten technisch ausgebildete Menschen glauben, dass Funkemissionen elektromagnetische Wellen sind, bei denen, wie Maxwell sagte, „jede Änderung des Magnetfelds ein elektrisches Wirbelfeld im umgebenden Raum erzeugt, dessen Kraftlinien geschlossen sind, und das zeitlich veränderliche elektrische Feld in der Umgebung erzeugt Raummagnetfeld.
Und das ist nicht ganz richtig! Und niemand gibt den Gedanken zu, dass die Wahrheit anders sein kann.
Selbst im obigen Zitat gibt es eine Täuschung: "Der betrachtete Hard-Dipol funktioniert in der Praxis fast wie ein vollwertiger Halbwellen-Hertz-Dipol, der die Gleichheit der Funkemissionen eines elektrischen und eines kapazitiven Dipols bestätigt."
Der Hertzsche Dipol wird als elektrisch angesehen, und der Hard-Dipol ist kapazitiv.
Wer dies geschrieben hat, versteht einfach nicht, dass sowohl der Hertzsche Halbwellendipol als auch der Hardsche Dipol kapazitiv sind! In ihnen wirkt ein außergewöhnlich schneller elektrostatischer Oberflächenstrom für die Strahlung!
Wie ich bereits geschrieben habe, beschreibt der Betrieb des Senders von Nikola Tesla jedes Mal, wenn sich die magnetische Energie des Resonanzinduktors © in der abnehmenden Phase befindet, eine wachsende elektrische Spannung am Ende des mit dem oberen kapazitiven Emitter (E) verbundenen Drahtes, unter dessen Einfluss freie Elektronen entstehen Die Drahtkörper gelangen zur Oberfläche (!) des kugelförmigen kapazitiven Strahlers (E). Und dann kommen die Coulomb-Kräfte ins Spiel, die an der Abstoßung zwischen den gleichnamigen Partikeln arbeiten. Sie, diese Coulomb-Kräfte, zwingen sich mit Lichtgeschwindigkeit, sich neu zu gruppieren (!) Und näher beieinander zu sein, alle freien Elektronen, die sich bereits auf der Oberfläche dieses kugelförmigen kapazitiven Emitters befinden. Diese Bewegung freier Elektronen auf der Oberfläche eines kugelförmigen kapazitiven Strahlers erfolgt in Form einer Oberflächenwelle und beginnt am Befestigungspunkt am sphärischen kapazitiven Strahler des Versorgungsdrahtes und endet an einem diametral gegenüberliegenden Punkt auf der Oberfläche desselben kugelförmigen kapazitiven Strahlers.
Tatsächlich ist es genau diese Hochgeschwindigkeitsbewegung freier Elektronen auf der Oberfläche eines kugelförmigen kapazitiven Emitters (E), die ihre Bewegungsrichtung ändert, wenn sich die Polarität der dem kapazitiven Emitter (E) zugeführten Generatorspannung ändert, und eine Funkwelle im Raum erzeugt, die der Schwingungsfrequenz des Generators (B) entspricht.
Der Hauptunterschied im Design der Hard-Antenne von der Tesla-Antenne besteht darin, dass T. Hard anstelle eines sphärischen kapazitiven Strahlers einen zylindrischen Strahler verwendet. Und wenn Tesla seine Antenne nach dem Prinzip eines verkürzten Viertelwellenstrahlers (mit einem kapazitiven Strahler) herstellte, dann stellte Hard seine Antenne nach dem Prinzip eines verkürzten Halbwellenstrahlers (mit zwei kapazitiven Strahlern) her.
Nun das Wichtigste:
Das Anpassen einer solchen "EH-Antenne" an einen Hochfrequenzgenerator soll die wichtigste Bedingung erfüllen: Eine Welle elektrostatischer sinusförmiger Oberflächenströme muss über die Oberfläche stark verkürzter (!) Zylinderstrahler genau ein Viertel lang von einer Kante zur anderen laufen Zeitraum der Spannungsschwankungen des HF-Generators. Nicht mehr und nicht weniger!
Die Anpassung wird erreicht, indem der Wert der Induktivität der Resonanzspule und das Transformationsverhältnis der Generatorspannung ausgewählt werden. Das Prinzip der Anpassung ist einfach: Je stärker die Schultern des kapazitiven Dipols der "EH-Antenne" gegenüber den Abmessungen der Arme eines Standard-Halbwellen-Hertzschen Vibrators verkürzt sind, desto höher muss ihnen die Wechselspannung des HF-Generators zugeführt werden. Mit anderen Worten, je kleiner die Kapazität des in der "EH-Antenne" verwendeten volumetrischen elektrostatischen Kondensators ist, desto mehr Spannung muss aufgeladen werden, um den Prozess seiner vollständigen Aufladung auf die erforderliche Zeit zu verlängern, die 1/4 der Schwingungsperiode (T) entspricht.
Was passiert im Körper eines Standard-Halbwellenvibrators?
Ist es nicht dasselbe?
Zu einem bestimmten Zeitpunkt, während die Polarität des Transformators, der den Halbwellenvibrator speist, mit der in der folgenden Abbildung gezeigten übereinstimmt, beginnen sich die Elektronen, die sich durch die Spannung des externen HF-Generators und gleichzeitig durch die Coulomb-Kräfte entlang der Oberfläche des Dipols bewegen, an beiden Armen des Vibrators in eine Richtung zu bewegen und neu zu verteilen … Wenn sich die Polarität der HF-Generatorspannung ändert, beginnen sich auch die Elektronen in geordneter Weise zu bewegen und verteilen sich in die entgegengesetzte Richtung. Und so laufen sie in die eine oder andere Richtung, als wären die beiden Arme des Dipols ein fester Leiter.
Die Frage ist, was bewirkt, dass sich Elektronen entlang der Arme des Dipols bewegen, die keine elektrisch geschlossenen Leiter sind?!
Es gibt nur eine Antwort: Jeder Leiter hat jeweils eine lineare elektrostatische Kapazität, und die Arme eines Halbwellendipols haben auch eine lineare elektrostatische Kapazität. Dies bedeutet, dass, wenn die Arme eines Halbwellendipols mit einer Quelle für hochfrequente Wechselspannung verbunden sind (wie in der Abbildung gezeigt), ein elektrostatischer Wechselstrom entlang ihrer Oberfläche zu fließen beginnt, der sich in Form einer Welle entlang der Achse des Dipols in die eine oder andere Richtung ausbreitet, ähnlich wie, wie es in Teslas und Hard's Antennen passiert. Und da im Idealfall die Welle des elektrostatischen Oberflächenstroms genau so lange wie ein Viertel der Periode der Spannungsschwankungen des HF-Generators entlang der Oberfläche der Dipolarme von einer Kante zur anderen laufen sollte, dann ein Halbwellenvibrator mit Armen, dessen Länge genau 1/4 der Wellenlänge beträgt,wird als ideale Sendeantenne angesehen, um sie an den Raum anzupassen.
Nachdem wir das Funktionsprinzip eines Halbwellen-Hertz-Dipols analysiert hatten, stellten wir fest, dass es sich nicht um einen „elektrischen“Dipol handelt, sondern um einen „kapazitiven Dipol“wie die von T. Hard entwickelte „EH-Antenne“. Dabei wird Funkemission auch durch die schnelle Oberflächenbewegung von Elektronen erzeugt, die unter dem gleichzeitigen Einfluss der elektrischen Spannung des HF-Generators und der Coulomb-Kräfte entsteht und freie Elektronen mit den gleichen elektrischen Ladungen dazu zwingt, sich in größtmöglicher Entfernung voneinander fernzuhalten.
Schauen wir uns nun an, wo der Schöpfer der "Elektromagnetischen Theorie des Lichts", D. C. Maxwell, verwirrt war.
Einerseits ging D. C. Maxwell bei der Entwicklung seiner elektromagnetischen Lichttheorie logisch unbegründet davon aus, dass „jede Änderung des Magnetfelds ein elektrisches Wirbelfeld im umgebenden Raum erzeugt, dessen Kraftlinien geschlossen sind, und das zeitlich veränderliche elektrische Feld in der Umgebung Wirbelmagnetfeld im Raum “. Dieser Prozess, der sich zeitlich und räumlich fortsetzt, nennt er ein "elektromagnetisches Feld", das sich nach seinen Berechnungen mit Lichtgeschwindigkeit im Raum bewegen kann. Auf dieser Grundlage schloss er, dass Licht elektromagnetische Schwingungen sind.
Als sich andererseits die Frage stellte, wie mit Hilfe dieser Theorie die in der Wissenschaft festgestellte Tatsache erklärt werden kann, dass sichtbares Licht räumliche Polarisation aufweist, leitete Muswell unter Rückgriff auf höhere Mathematik eine Reihe von Gleichungen ab und begleitete sie mit einem interessanten Kommentar:
„Andere Gleichungen ergeben den gleichen Geschwindigkeitswert, sodass sich die Welle mit Lichtgeschwindigkeit in jede Richtung bewegt. Diese Welle besteht ausschließlich aus magnetischen Störungen, und die Magnetisierungsrichtung liegt in der Ebene der Welle. Im Allgemeinen kann sich keine magnetische Störung, deren Magnetisierungsrichtung nicht in der Ebene der Welle liegt, als ebene Welle ausbreiten. Daher konvergieren magnetische Störungen … mit Licht in dem Sinne, dass Störungen an jedem Punkt quer zur Ausbreitungsrichtung verlaufen und solche Wellen alle Eigenschaften von polarisiertem Licht haben können. " (G. M. Golin und S. R. Filonovich. "Classics of Physical Science", Moskau, "Higher School", 1989, S. 487-488. Arbeit von DK Maxwell "Dynamic Theory of Electromagnetic Field", Teil VI, "Elektromagnetische Lichttheorie", S. 96. Übersetzt aus dem Englischen von Z. A. Zeitlin).
Es ist überraschend, aber hier sehen wir, dass der Autor der Theorie des "elektromagnetischen Feldes" in diesem Fall zur Erklärung des Phänomens der Lichtpolarisation von seiner eigenen Theorie des "elektromagnetischen Feldes" abwich und davon ausging, dass "diese Welle ausschließlich aus magnetischen Störungen besteht" !!!
An anderer Stelle in seiner Theorie schrieb DC Maxwell: „Die Gleichungen des elektromagnetischen Feldes, die aus rein experimentellen Fakten abgeleitet wurden, zeigen, dass sich nur Querschwingungen ausbreiten können. Wenn wir über unser experimentelles Wissen hinausgehen und eine bestimmte Dichte einer Substanz annehmen, die wir als elektrische Flüssigkeit bezeichnen könnten, und Glas- oder Harzelektrizität als Vertreter dieser Flüssigkeit wählen, könnten sich Längsschwingungen mit einer Geschwindigkeit ausbreiten, die von dieser Dichte abhängt. Wir haben jedoch keine Daten bezüglich der Dichte der Elektrizität und wir wissen nicht einmal, ob wir Glaselektrizität als Substanz oder als Abwesenheit einer Substanz betrachten sollen … "(G. M. Golin und S. R. Filonovich." Classics of Physical Science ", Moskau, "Higher School", 1989, S. 488-489. Labour of D. K. Maxwell "Dynamische Theorie des elektromagnetischen Feldes", Teil VI, "Elektromagnetische Theorie des Lichts", S. 96. Übersetzt aus dem Englischen von Z. A. Zeitlin).
Die zuletzt zitierten Worte von Maxwell erklären, dass dieser Wissenschaftler bei der Vorstellung einer Lichtwelle, die "ausschließlich aus magnetischen Störungen besteht", eine weitere logisch ungerechtfertigte Annahme machte, dass die Weltumgebung, in der sich diese flachen "magnetischen Störungen" ausbreiten, eine Art elektrische Substanz mit den Eigenschaften einer Flüssigkeit ist.
Als ich mir vorstellte, was D. C. Maxwell in seiner Theorie erklärte, bekam ich folgendes Bild:
Es stellte sich sofort die Frage: Wo ist das elektrische Feld in dieser sich bewegenden Lichtwelle, die "ausschließlich aus magnetischen Störungen" besteht ?!
Wo ist dieses Feld in der unteren Tabelle rot markiert ?!
Antwort: Es stellt sich heraus, dass Maxwell sich das elektrische Feld als eine einzigartige Eigenschaft der Umgebung selbst vorgestellt hat, in der sich "vollständig magnetische Störungen" ausbreiten!
Und dies verändert unsere Einstellung zu den Ansichten der modernen Physik über das "elektromagnetische Feld", das in das Massenbewusstsein eingeführt wird, radikal!
Zunächst täuschte sich Maxwell ehrlich über die Tatsache, dass "jede Änderung des Magnetfelds ein elektrisches VORTEX-Feld im umgebenden Raum erzeugt, dessen Kraftlinien geschlossen sind, und das zeitlich veränderliche elektrische Feld ein umgebendes VORTEX-Magnetfeld im umgebenden Raum erzeugt". Darüber hinaus ist bereits klar, dass Maxwell mit den Worten "umgebender Raum" nicht Leere meinte, das sogenannte "physikalische Vakuum", sondern den Weltäther, eine Substanz, die, wie er sagte, "eine elektrische Flüssigkeit nennen könnte". Und dann beschloss er plötzlich, seine eigenen Ansichten über Wirbelfelder als Teil eines einzigen "elektromagnetischen Feldes" aufzugeben und erklärte, dass "sich nur Querschwingungen ausbreiten können!"
Phänomenal! Maxwell ersetzte anschließend die Kreisbewegung (Wirbelbewegung) der Felder durch Querschwingungen in seiner Theorie, und seine Anhänger schienen dies nicht zu bemerken !!!
Und wir, erklärte Maxwell, können mit Hilfe von Elektrizität nur "flache magnetische Störungen" erzeugen, die "mit Licht in dem Sinne konvergieren, dass Störungen an jedem Punkt quer zur Ausbreitungsrichtung verlaufen und solche Wellen alle Eigenschaften von polarisiertem Licht haben können".
Und wenn sich diese "flachen Querstörungen" in der Weltsubstanz mit den Eigenschaften eines elektrischen Fluids ausbreiten, dann entstehen aufgrund der Querspannungen des Magnetfeldes, das sich mit Lichtgeschwindigkeit im Raum bewegt, andere alternierende Querspannungen in Form eines elektrischen Feldes darin!
Hier stellt sich heraus wie!
Es stellt sich heraus, dass in Maxwells Theorie des "elektromagnetischen Feldes" Licht- und Radiowellen immer noch Schwingungen des nicht leeren Raums sind, die, wenn sie in einer Ebene Querverformungen erfahren (mit der geordneten Bewegung von Elektronen), ein "Magnetfeld" haben und wenn die Verformungen haben Platz in einer anderen Raumebene haben wir ein "elektrisches Feld".
Es bleibt nun zu verstehen, wie sich eine "elektromagnetische Welle", bestehend aus Maxwellschen "Quervibrationen", vorwärts bewegen kann, während etwas in zwei Ebenen senkrecht zur Richtung der Wellenausbreitung vibriert ?! Ja, auch in Phase! Außerdem gleichzeitig durch Nullpunkte gehen! Unglaublich!
Schauen wir uns noch einmal das Bild der elektromagnetischen Welle an!
Es stellt sich heraus, dass weder Maxwells Theorie des "elektromagnetischen Feldes" noch die moderne Theorie des elektromagnetischen Feldes, die in den Lehrbüchern der "modernen Physik" dargelegt ist, das Phänomen vollständig erklären kann, wie sich eine Welle progressiv und sogar mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und ausschließlich in zwei zueinander senkrechten Ausbreitungsrichtungen oszilliert Flugzeuge ?!
Niemand will das überhaupt erklären! Sie haben es einfach als Dogma akzeptiert: Nun, Radiowellen bewegen sich wirklich mit Lichtgeschwindigkeit !!! Dies wurde experimentell nachgewiesen!
Ja, sie ziehen um! Und wenn die existierende Theorie den Grund für diese Bewegung nicht erklären kann, dann bedeutet dies, dass die Theorie selbst eine Art logischen Fehler enthält! Das ist alles!
Sie versuchen, Einwände gegen mich zu erheben, sie sagen, Sie haben Maxwells "Verschiebungsstrom" vergessen! Ich antworte: Ich habe nicht vergessen! Dies ist eine weitere "Annahme" von Maxwell! Er übertrug die Idee der Elektrisierung von Dielektrika auf Äther, d.h. er stellte sich vor, dass dieser Äther auch ein Dielektrikum ist! Deshalb hat er darin "Verschiebungsströme" erfunden, die in Dielektrika beobachtet werden! Aber folge dem Gedanken an diesen großen Träumer! Er schrieb dann über "elastische Verschiebungen" im Äther, und wo waren dann diese "Verschiebungsströme" übrig ?!
Folgendes schrieb Maxwell in seiner elektromagnetischen Lichttheorie:
„Wenn wir über unser experimentelles Wissen hinausgehen und eine bestimmte Dichte einer Substanz annehmen, die wir als elektrische Flüssigkeit bezeichnen könnten, und Glas- oder Harzelektrizität als Vertreter dieser Flüssigkeit wählen, könnten sich LONGITUDINALE VIBRATIONEN mit einer Geschwindigkeit ausbreiten, die von dieser Dichte abhängt.
Und später schrieb er: „Professor W. Thomson hat bewiesen, dass dieses Medium eine Dichte haben sollte, die mit der Dichte gewöhnlicher Materie vergleichbar ist, und sogar die Untergrenze dieser Dichte bestimmt. Daher können wir als gegeben von einem Zweig der Wissenschaft, unabhängig von dem, mit dem wir es zu tun haben, abgeleitet sein, die Existenz eines durchdringenden Mediums akzeptieren, das eine kleine, aber reale Dichte hat und die Fähigkeit, in Bewegung gesetzt zu werden und Bewegungen von einem Teil auf einen anderen mit einem großen, aber nicht zu übertragen unendliche Geschwindigkeit. Folglich sollten die Teile dieser Umgebung so verbunden sein, dass die Bewegung eines Teils in irgendeiner Weise von der Bewegung der anderen Teile abhängt, und gleichzeitig sollten diese Verbindungen zu einer bestimmten Art von ELASTISCHER VERSETZUNG fähig sein, da die Botschaft der Bewegung nicht augenblicklich ist, sondern Zeit benötigt …Daher hat diese Umgebung die Fähigkeit, zwei Arten von Energie zu empfangen und zu speichern, nämlich "tatsächliche" Energie, abhängig von der Bewegung ihrer Teile, und "potentielle" Energie, die die Arbeit ist, die die Umgebung aufgrund ihrer Elastizität ausführen wird, nachdem sie in ihren ursprünglichen Zustand zurückgekehrt ist Verschiebung, die sie erlebte … "(GM Golin und SR Filonovich." Klassiker der Physik ", Moskau," Higher School ", 1989, S. 479-480. Arbeit von DK Maxwell" Dynamische Theorie elektromagnetisches Feld “, Teil I. Übersetzt aus dem Englischen von ZA Tseitlin)."Classics of Physical Science", Moskau, "Higher School", 1989, p. 479-480. Die Arbeit von D. K. Maxwell "Dynamische Theorie des elektromagnetischen Feldes", Teil I. Übersetzt aus dem Englischen von Z. A. Zeitlin)."Classics of Physical Science", Moskau, "Higher School", 1989, p. 479-480. Die Arbeit von D. K. Maxwell "Dynamische Theorie des elektromagnetischen Feldes", Teil I. Übersetzt aus dem Englischen von Z. A. Zeitlin).
Hier ist was ich dazu zu sagen habe. Dann wurden viele Wissenschaftler mitgerissen, indem sie nach einer Erklärung für die festgestellte Tatsache suchten, dass Licht eine räumliche Polarisation aufweist, die 1808 vom französischen Militäringenieur Etienne Malus in der Optik entdeckt wurde. Und niemand wollte aus irgendeinem Grund denken, dass Licht wie Ton elastische Schwingungen von Medien sind, nur die Medien, in denen sich diese Phänomene ausbreiten, sind qualitativ unterschiedlich! Deshalb ist die Polarisation Schallwellen nicht inhärent, während die Polarisation Licht- und Radiowellen inhärent ist.
Heute, als elementare elektrische Ladungen - Elektronen - und Lichtteilchen - Photonen bereits entdeckt wurden und Wissenschaftler bereits wissen, dass Rotation, genannt Spin (vom englischen Spin wörtlich - Rotation, rotieren (-mit)) haben wir allen Grund zu der Annahme, dass die Rotation von Elektronen und Lichtteilchen die Ursache für die Polarisation von Licht- und Radiowellen ist.
Ich werde bemerken, dass René Descartes, der große französische Wissenschaftler des Mittelalters, der das Phänomen des Regenbogens mit Hilfe des von ihm abgeleiteten Gesetzes der Lichtbrechung erklären konnte, bereits 1627 diese Idee zum Ausdruck brachte. „Die Natur der Farbe liegt nur in der Tatsache, dass Teilchen subtiler Materie, die die Wirkung von Licht übertragen, dazu neigen, sich mit größerer Kraft zu drehen, als sich in einer geraden Linie zu bewegen. So geben diejenigen, die sich mit viel mehr Kraft drehen, Rot und diejenigen, die sich nur ein wenig stärker drehen, Gelb … "(René Descartes. Meteora, Kapitel VIII, S. 333-334. Zitiert aus dem Buch von Mario Llozzi "HISTORY OF PHYSICS", Verlag "MIR", Moskau, 1970, S. 117).
Nun, es gab einen guten Hinweis, die "Elektromagnetische Theorie des Lichts" auf der Idee der Rotation von Teilchen eines Mediums aufzubauen, in dem sich Licht ausbreitet, und nicht auf einigen lächerlichen "Transversalschwingungen", die die Vorwärtsbewegung der "elektromagnetischen Welle" in keiner Weise erklären. und sogar mit Lichtgeschwindigkeit!
Warum stellen Sie sich heute nicht vor, dass eine "transversale" Radiowelle tatsächlich so aussieht?
Ich bin sicher, wenn die offizielle Wissenschaft alle verfügbaren Ideen über die Quanteneigenschaften von Licht nutzt, um die Natur von Radiowellen zu erklären, wird jedem sofort klar, dass Radiowellen nur eine scheinbare Transversität haben, aber tatsächlich in Längsrichtung und gleichzeitig polarisiert sind (aufgrund der Rotation von Partikeln, die die allgegenwärtigste "spezielle Form der Materie", die, wie allgemein angenommen wird, elektrische und magnetische Felder bildet)!
19. Oktober 2018 Murmansk. Anton Blagin
Bemerkungen
Gehen Sie voran: Ein Bild mit gleichphasigen Feldern, die gleichzeitig durch Null gehen, ist zwar weit verbreitet, aber Analphabet. Es widerspricht der Aussage, dass ein magnetisches Wechselfeld ein elektrisches erzeugt und umgekehrt.
Anton Blagin: Ich habe die Antwort gefunden, woher kommt dieses weit verbreitete Bild von Querfeldern: magnetisch und elektrisch! Dies geschieht im Körper der Empfangsantenne! Und nur!
Hier ist ein Bild, das Maxwells Bericht über die Erzeugung "allmagnetischer Störungen" in seinem "elektromagnetischen Feld" visualisiert.
Selbst wenn alles so wäre, sehen Sie sich das Diagramm der Änderung der Stärke der magnetischen oder elektrischen Felder im empfangenden Hertz-Resonator an.
Ein solches Diagramm, ähnlich den Flügeln zweier Schmetterlinge, kann beispielsweise auf einem Zweistrahloszilloskop mit Magnet- und elektrischen Feldsensoren erhalten werden, die an eine Empfangsantenne angeschlossen sind.
Wanderer: ein vernünftiger analytischer Artikel, aber es gibt einige Kommentare:
1) Der Autor übt zu viel Druck auf die Textanalyse von Maxwells Werken aus; Gleichzeitig ist es offensichtlich, dass Maxwells Theorie Maxwells Gleichungen sind. In Bezug auf seine Texte ist die allgemein akzeptierte Meinung, dass sie äußerst verwirrt und in ihrer Darstellung inkonsistent sind; das Kriterium der Alten: "Wer klar denkt - er erklärt klar!" - hier geht es nicht um Maxwell; Texte über verschiedene Modelle dessen, was er an der Spitze des Stifts entdeckte (und er nahm sie aus verschiedenen Bereichen: Faradaysche Kraftlinien, Theorie der elektrischen Fernwirkung, Hydrodynamik und Hydrostatik, Theorie der Elastizität), sind die Früchte der Arbeit eines ausgeprägten geometrischen Geistes.
2) Am Ende des Artikels wird eine bestimmte Hypothese über die Natur von Radiowellen ausgedrückt: "… Radiowellen haben nur eine scheinbare Querrichtung, aber tatsächlich sind sie in Längsrichtung und gleichzeitig polarisiert …".
Tatsache ist, dass die Polarisation von Radiowellen eine Tatsache ist, die Heinrich Hertz selbst in seinen berühmten Experimenten, die er 1885-1889 in Karlsruhe durchführte, gefunden und aufgezeichnet hat.
Insgesamt ist die Hypothese des Autors interessant, und Überlegungen zu einer bestimmten besonderen Rolle von Oberflächenelektronen bei der Bildung elektromagnetischer Wellen liegen auf der Ebene.
Ein anschauliches Beispiel dafür, dass ein gründliches Studium der Geschichte der Physik sehr hilfreich sein kann, um neue Ideen zu generieren. Hier geht es übrigens nicht nur um Physik!
Anton Blagin: Danke für die Bewertung! Zu Punkt 2. Vielleicht habe ich meinen Gedanken nicht klar formuliert. Radiowellen haben Polarisation, daran besteht kein Zweifel, nur Maxwell und viele andere Physiker haben sie in den "Quervibrationen" von etwas gesehen, und ich sehe, dass die Polarisation von Radiowellen und Licht durch rotierende "Photonen" gebildet wird, deren Rotationsachsen (oder "Spins"), wissenschaftlich) während der Bildung der Wellen sind in gleicher Weise im Raum orientiert.
Verfasser: Anton Blagin
