Топ новостей
Вчера в коворкинге бизнес-инкубатора «Молодёжный» состоялось традиционное мероприятие Агентства инновационного развития РМ – стартап-посиделки на тему «Юридические основы работы проекта"
Спикером выступила старший преподаватель кафедры гражданского права и процесса НИУ "Высшая школа экономики" (г. Нижний Новгород), практикующий юрист по сопровождению бизнеса – Ксения Кочкурова. Ксения

Рекламне агентство "ITMG"
Рекламне агентство «ITMG» надає повний перелік рекламних послуг у Черкасах. РА має у своєму розпорядженні широку мережу рекламних поверхонь для розміщення зовнішньої реклами, співробітничає з мережними

Рекомендации наших клиентов |Агентство копирайтинга и контент-маркетинга – АПТекст
Шановні друзі, мене звати Василь Вовк і я не вигаданий персонаж у цьому відгуку, а реальний клієнт компанії АПТекст, який співпрацює з ними більше року (роботи, виконані для мене, працівники компанії можуть

Антиколекторське агентство
Коли криза «вдарила» по жителям, багато з яких залишилися без джерела доходу і не змогли виконувати взяті на себе фінансові зобов’язання перед банками, в результаті чого хтось за рішенням суду позбувся

Для бизнеса - Туристическое агентство Saya Travel
От имени ТОО "Saya Travel" приветствуем Вас и надеемся на сотрудничество!          ТОО «Saya Travel» начало свою деятельность с 29.01.2015г.  Несмотря на

Дива Країни - об агентстве
«Дива Країни» — это удивительные путешествия, экскурсии по Киеву и самым красивым городам Украины, уникальные туры по местам Силы Украины и встречи с необыкновенными людьми, которыми богата наша земля.

Принцип Роботи Агентства Нерухомості з оренди житла. |
Багато людей, які не мають свого власного житла, дуже часто стикаються з проблемою оренди квартири. Причому у кожного з них завжди виникає велике бажання знайти хороше житло за короткий період на тривалий

15 лучших печатных реклам 2013 года
Креативные агентства разрабатывают огромное количество разных рекламных кампаний: одни удивляют своей оригинальностью и свежими идеями, другие — шокируют эпатажными образами. Но несмотря на разнообразие

PHD: "Мы очень открытая компания"
   Читать оригинал публикации на sostav.ru     Одной из крупнейших глобальных медийный сетей - PHD - в прошлом году исполнилось 25 лет, а в этом году она празднует 10-летие выхода на российский рынок.

Как я создал digital агентство с smm специализацией - Дневники предпринимателей, истории успеха - Бизнес форум
Бренд-01 Я очень хорошо понимаю что такое бренд. И к построению оного и сведутся мои усилия. При этом для меня построение бренда это не только создание сайта и придумывание названия предприятию,



РЕКЛАМА



Календарь

Академія Тринітаризму - Дискусії - Наука - Сокіл-Кутиловскій О Л - Імпульс електромагнітної хвилі і сонячне вітрило

Дискусії - Наука

Сокіл-Кутиловскій О.Л.

Імпульс електромагнітної хвилі і сонячне вітрило

Давно винайдені фотонні реактивні двигуни, якими передбачається оснастити міжзоряні космічні кораблі майбутнього. А в наші дні вирішили почати з вітрильних космічних рушіїв. Про це можна подивитися в Інтернеті, набравши в пошуковій системі слова «Сонячне вітрило». Дійсно, якщо світло Сонця тисне, то чому не спробувати використовувати цю дармову енергію? На жаль, ракета, запущена з борту підводного човна Північного флоту «Борисоглібська» в 2005 році, не вивела супутник з таким апаратом на задану орбіту, і перший позаземної вітрильник (проект «Cosmos-1») так і не підняв вітрила в космічному океані. А жаль.

На чому ж заснована така тверда впевненість в існуванні механічного тиску електромагнітного випромінювання на речовину? Перш за все, в цьому питанні посилаються на електромагнітну теорію Максвелла і на надтонкі досліди Лебедєва по тиску світла, виконані в самому кінці дев'ятнадцятого століття. Але розберемося у всьому цьому по порядку.

1. Імпульс електромагнітного поля електричного заряду

Відомо, що електрично заряджена частинка або тіло, що має електричний заряд, можуть дистанційно взаємодіяти з іншими електрично зарядженими частинками і тілами, як спочивають, так і що знаходяться в стані руху. Ця взаємодія здійснюється через електричне поле, завжди наявне навколо всіх електрично заряджених частинок і тіл, і через магнітне поле, що виникає при русі електричних зарядів (навколо електричного струму). Якщо абстрагуватися від носіїв електричного заряду, - матеріальних тіл, то можна говорити про взаємодію електричних зарядів і електричних струмів з іншими електричними зарядами і електричними струмами. Те, що електромагнітне силове взаємодія, що здійснюється через електричне і магнітне поля, відбувається саме між електричними зарядами слід безпосередньо з рівняння для всіх сил електромагнітної взаємодії [1]. Незмінною і обов'язково присутня електромагнітної фізичною величиною, що входить в усі без винятку електромагнітні сили, є електричний заряд.

Так як відома повна електромагнітна сила, що діє на точковий електричний заряд з боку будь-яких електричних і магнітних полів, в тому числі створюваних іншими електричними зарядами і струмами, і виконується принцип суперпозиції полів, то величина повного електромагнітного імпульсу виходить в результаті інтегрування повної електромагнітної сили за часом :

Формула (1) - це повний електромагнітний імпульс в загальному випадку довільного руху точкового електричного заряду. Повний електромагнітний імпульс включає в себе імпульс, обумовлений взаємодією електричного заряду із зовнішнім електричним полем, і імпульс, що виникає при взаємодії електричного заряду із зовнішнім магнітним полем. Тому формулу (1) можна перетворити в такий спосіб:

Тут необхідно врахувати, що напруженість електричного поля є функцією квадрата відстані між зарядами, яка сама є функцією часу. У разі прямолінійного рівномірного руху одного з взаємодіючих електричних зарядів зі швидкістю v електричну частину їх електромагнітного імпульсу можна представити у вигляді:

Висловлюючи напруженість електричного поля в рівнянні (3) через час (застосовуючи співвідношення між відстанню між зарядами і відносною швидкістю їх зближення або видалення):

Проинтегрируем вийшло вираз (4) за часом, після чого перейдемо до величинам, які можуть бути визначені з початкових умов взаємодії, - до відстані між взаємодіючими зарядами і їх відносної швидкості, v:

Висловлюючи рівняння (5) через напруженість електричного поля, отримуємо такий вираз для електричної частини імпульсу електромагнітного поля:

де r - відстань між взаємодіючими зарядами, а v - швидкість їх відносного руху.

Це ж вираз для окремого електричного заряду можна уявити дещо інакше, - через твір сили Кулона на час дії цієї сили:

Як і повинно було бути, похідна електричного імпульсу електромагнітного поля за часом дає електричну силу Кулона.

Рівняння (6) і (7) дозволяють розглядати як взаємодію електричних зарядів при їх відносному русі, так і взаємодію із зовнішнім електричним полем рухомого або нерухомого електричного заряду.

Рівняння (7) має ясний фізичний зміст. Наприклад, якщо постійну інтегрування в початковий момент вибрати рівною нулю, то з плином часу імпульс електрона в постійному електричному полі збільшується пропорційно часу. При цьому твір (E · t) виявляється еквівалентним механічної швидкості поступального руху. Після представлення електричного імпульсу в явному вигляді рівняння для повного електромагнітного імпульсу набуває вигляду:

або

Імпульс електромагнітного поля електрично заряджених частинок, представлений формулами (8) і (9), еквівалентний механічному імпульсу. Тому закон збереження імпульсу електромеханічної системи електрично заряджених частинок має більш загальний вигляд, ніж механічний закон збереження імпульсу, і включає в себе як механічний імпульс, так і електромагнітний імпульс. Це ж положення дійсно і для макроскопічної електромеханічної системи тіл, - на узагальненому законі збереження імпульсу заснована робота практично всіх електромеханічних машин і механізмів. Зміна імпульсу електромагнітного поля електрично заряджених частинок створює електромагнітні сили, що діють на ці заряджені частинки нарівні з силами гравітаційної взаємодії. При цьому електромагнітні сили складаються з силами гравітаційного взаємодії за правилом додавання векторів. Так, наприклад, в атомах речовини сила електричного притягання електрона до ядра врівноважується гравітаційної відцентровою силою, а сила гравітаційного тяжіння тіла до Землі може бути врівноважена силами магнітного відштовхування в макроскопічних системах «магнітної підвіски» тел.

2. Імпульс електромагнітної хвилі

У сучасній фізиці, коли розглядають взаємодію електромагнітних хвиль з речовиною, також використовують відоме з механіки поняття «кількість руху» або «імпульс». При цьому мається на увазі, що електромагнітна хвиля має деяку електромагнітну масу mem = hν / c2, де h - деяка постійна, іменована постійної Планка, n - частота електромагнітної хвилі, з - швидкість електромагнітної хвилі (швидкість світла), і ця хвиля нібито може переносити з собою якийсь електромагнітний імпульс, що виражається через «постійну Планка», h, і через довжину хвилі, λ: pem = h / λ, який передбачається еквівалентним механічному імпульсу частинки речовини, p = m v. І оскільки імпульс електромагнітної хвилі вважається повністю еквівалентним механічному імпульсу частинок речовини, то при будь-якій взаємодії електромагнітної хвилі з речовиною застосовують закон збереження імпульсу.

Розглянемо справедливість застосування закону збереження механічного імпульсу до взаємодії електромагнітної хвилі з речовиною.

Механічний імпульс - це похідна кінетичної енергії тіла по миттєвої швидкості. Те, що саме миттєва швидкість є змінною, по якій має проводитися диференціювання, випливає з законів Ньютона. Імпульс електромагнітної хвилі, отже, повинен бути похідною від енергії електромагнітної хвилі, причому змінної диференціювання повинна бути деяка фізична величина, еквівалентна миттєвої швидкості тіла в механіці.

Енергію електромагнітної хвилі можна виразити через різницю механічної кінетичної енергії електрона, який при гальмуванні випромінює енергію у вигляді електромагнітної хвилі:

. .

Ця ж величина повинна бути дорівнює енергії електромагнітного поля, що випромінює хвилі. Електричне поле окремого взятого електрона при його рівномірному прямолінійному русі не змінюється, так як воно не залежить від швидкості руху електрона. А магнітне поле, створюване рухомим електроном, безпосередньо залежить від швидкості руху електрона. Величина магнітної індукції, що виникає при русі електрона, прямо пропорційна швидкості руху цього електрона. Тому при гальмуванні електрона, тобто при переході його з стану зі швидкістю v 1 в стан зі швидкістю v 2, з електромагнітних величин зміна відчуває тільки величина магнітної індукції. Отже, енергія електромагнітної хвилі може бути представлена ​​тільки через зміну енергії магнітного поля:

. .

У тому випадку, коли електрон в результаті гальмування зупиняється, взаємозв'язок його кінетичної енергії та енергії його магнітного поля, що переходить потім в енергію електромагнітної хвилі, має більш простий вигляд:

. .

Виходячи з подібності законів силового взаємодії в механіці і в електродинаміки [1], енергію електромагнітної хвилі можна представити у формі, аналогічній кінетичної енергії механічного обертання матеріального тіла. У механіці кінетична енергія обертального руху тіла, яка припадає на одну ступінь свободи обертального руху, має такий вигляд:

. .

За аналогією, енергію магнітного поля можна виразити в подібному вигляді:

З огляду на, що електромагнітна хвиля складається з двох ідентичних електромагнітних коливань електричного і магнітного полів, зсунутих за часом на чверть періоду хвилі [1], то енергія всієї хвилі розподілена порівну в кожному з цих електромагнітних коливань. Тому повна енергія електромагнітної хвилі дорівнює подвоєною енергії магнітного поля (10):

Щоб отримати повну відповідність законів для енергії в різних видах взаємодії, необхідно ввести коефіцієнт, що характеризує відношення даних взаємодій. У разі електромагнітного і гравітаційного взаємодій таким коефіцієнтом є ставлення заряду електрона до його маси, e / me. У цьому випадку формула (11) перетвориться до виду:

Неважко переконатися, що енергія електромагнітної хвилі (12), виражена через магнітну індукцію, має розмірність механічної енергії, «джоуль».

У рівнянні (10) кінетична енергія обертання центру мас тіла виражена через його миттєву швидкість, (r Ч ω), а у формулі (12) величина (r Ч B) відповідає миттєвою швидкості обертання тіла в механіці.

Якщо ж кінетичну енергію тіла, що обертається висловити, як це зазвичай прийнято в механіці, через момент інерції, то необхідно знати форму тіла обертання і об'ємний розподіл маси та заряду електрона. Форма елементарної частинки повинна бути сферичної, - в іншому випадку спостерігалася б анізотропія кулонівської взаємодії. При виведенні формули (12) через момент інерції розподіл електричного заряду при будь-якому розподілі маси, за аналогією з випадком макроскопічного зарядженої кулі, слід покласти сферически симетричним і поверхневим.

З одного боку електромагнітне поле не має механічної маси, - невід'ємний атрибут механічного імпульсу, а з іншого - енергія електромагнітної хвилі виражається через магнітну індукцію, яка в механіці відповідає кутової швидкості обертання, що не входить у вираз для механічного імпульсу поступально рухомого тіла. Крім того, щоб формально отримати вираз для імпульсу електромагнітної хвилі, необхідно продифференцировать кінетичну енергію (12) за миттєвою швидкості поступального руху. Диференціювання має проводитися по змінній величині, а поступальна швидкість в електромагнітній взаємодії є величиною строго постійною.

Щоб отримати хоча б квазіімпульс електромагнітної хвилі, необхідно повернутися до первісного, чисто електромагнітного висловом для енергії електромагнітної хвилі (10) і продифференцировать його по змінній величині (r Ч B), яка відповідає миттєвою швидкості тіла, що обертається в механіці, (r Ч ω):

Формула (13) - це і є квазіімпульс електромагнітної хвилі, виражений через вектор (r Ч B) і по розмірності відповідний механічному імпульсу. Але при цьому ніяких механічних властивостей квазіімпульс електромагнітної хвилі (13) не несе.

2.1. Вираз для квазіімпульса електромагнітної хвилі, представлене у вигляді (13), виходить і в тому випадку, якщо виходити безпосередньо з принципу подібності законів механіки та електродинаміки [1], і, як наслідок, з подібності фізичних величин, що входять в формули, що описують подібні закони в гравітаційному і в електромагнітному взаємодіях.

2.2. Те, що електромагнітна хвиля не може нести будь-якої імпульс в його механічному сенсі, можна зробити висновок також з того факту, що випромінювання електрона при гальмуванні направлено ортогонально руху цього електрона і, отже, ортогонально зміни його імпульсу. Тобто будь-яка зміна складової імпульсу в напрямку випромінювання відсутня. Саме тому електрична частина електромагнітного імпульсу (9) не входить в квазіімпульс електромагнітної хвилі і, тим самим, квазіімпульс електромагнітної хвилі відрізняється від імпульсу електромагнітного поля. Стверджувати про наявність ненульового механічного імпульсу у електромагнітної хвилі рівнозначно тому, що приписувати відрізняється від нуля імпульс центру мас обертового механічного тіла, що не знаходиться в стані поступального руху.

2.3. Само собою зрозуміло, що питання про якусь «електромагнітної маси» не має сенсу, так як електромагнітна хвиля не має величини, що характеризує її інертність, аналогічну інертності в механіці. Електромагнітна хвиля або є і поширюється зі швидкістю світла, або її немає. Вона не може зупинитися або рухатися прискорено. Електромагнітна хвиля в речовині може поширюватися з меншою швидкістю, ніж її швидкість у вільному просторі (вакуумі), але це відбувається тільки через послідовного перевипромінювання електромагнітної хвилі атомами речовини, а не через зміни швидкості власне електромагнітної взаємодії.

2.4. Проте, в електродинаміки досі вважають, що імпульс електромагнітної хвилі, щільність якого дається виразом

, ,

при взаємодії з електронами речовини передається цим електронам у вигляді механічного імпульсу [2]. І відповідно до цього вважається, що електромагнітне поле надає механічний тиск на речовину, з яким воно взаємодіє. При цьому величина світлового тиску виявляється рівною щільності енергії електромагнітного випромінювання, що падає на поверхню речовини [2-4]. Тут необхідно зауважити, що і щільність імпульсу, і величина світлового тиску на увазі знання деякого об'єму, займаного електромагнітним полем або площі, на яку це електромагнітне випромінювання падає. Ні обсяг, яку він обіймав електромагнітним полем, ні площа, на яку падає електромагнітне випромінювання, ніде не визначено, та й не можуть бути визначені, - до електромагнітної хвилі не можна застосувати поняття, відповідні певним поперечним розмірами. Фізичне обгрунтування виникнення світлового тиску, мабуть, полягає в наступному. Вважають, що під дією електричного поля електромагнітної хвилі електрон набуває деяку швидкість, в результаті чого на що рухається, діє магнітне поле цієї ж самої падаючої електромагнітної хвилі, яке викликає силу Лоренца (Рис. 1).

І якщо електромагнітна хвиля не несе з собою імпульс, то імпульс електрона, що з'явився під дією сили Лоренца, стає хоч як мене компенсувати, що суперечить закону збереження імпульсу і третім законом Ньютона. Формальним виходом з такого становища було надання електромагнітної хвилі нікого власного електромагнітного імпульсу, еквівалентного механічного імпульсу, що і було зроблено.

Формальним виходом з такого становища було надання електромагнітної хвилі нікого власного електромагнітного імпульсу, еквівалентного механічного імпульсу, що і було зроблено

Мал. 1. Причина виникнення імпульсу електромагнітної хвилі за наявними досі уявленням. Електромагнітна хвиля, що розповсюджується в напрямку S, падає на електрон е -. Вважають, що під дією сили Кулона електрон набуває швидкість v. При цьому виникає сила Лоренца, що створює імпульс p в напрямку поширення електромагнітної хвилі.

Приблизно так можна уявити причину, на підставі якої електромагнітної хвилі був приписаний електромагнітний імпульс, еквівалентний механічному імпульсу [5]. Відповідно до цих уявлень були проведені досліди з визначення тиску світла і отримані деякі позитивні результати [6].

Тут ще раз можна помітити, що напрямок передбачуваного імпульсу електромагнітної хвилі ортогонально напрямку зміщення електрона, а не збігається з напрямком зсуву електрона, як це мало б бути при виконанні закону збереження імпульсу. Випромінювання електричної дипольної антени направлено ортогонально осі диполя, уздовж якої додано електричне поле, що викликає рух випромінюючих електронів. А вздовж цієї осі, по якій відбувається зміна імпульсу електронів при випромінюванні, дипольная антена не випромінює. Але чомусь на це вперто відмовляються звертати увагу.

2.5. Інерційні властивості електрона є невід'ємною і досить значною частиною електродинаміки. Вони, ці інерційні властивості, призводять до виникнення електромагнітної сили інерції, яка діє на електрон з боку мінливого магнітного поля. Тому механізм впливу електромагнітної хвилі на електрон дещо складніше, ніж це представлено в [5]. В наявної електродинамічної теорії інерційні властивості електронів просто не враховуються, а реальні фізичні процеси взаємодії електронів з електромагнітним полем не можуть бути повністю і адекватно відображені без урахування цієї електромагнітної сили.

Результати дослідів по визначенню світлового тиску показали тільки те, що під дією світла виникає деякий дуже невеликий тиск, що може бути викликано багатьма причинами, наприклад, імпульсом електронів, які залишили висвітлене речовина під дією зовнішнього фотоефекту, нагріванням повітря поблизу поверхні, що освітлюється тощо. Причому побічні ефекти перевершують передбачуване обчислене світлове тиск в сотні тисяч разів [3]. Знову ж тут слід зауважити, що вимірюваний (і нібито виміряний) імпульс електромагнітної хвилі спрямований нормально до площі, на яку чиниться тиск, що не відповідає напрямку зміщення електронів при випромінюванні. Тобто всі питання, пов'язані зі світловим тиском, явно знаходяться не в ладах третім законом Ньютона (законом збереження імпульсу). До створення потужних штучних джерел світла надійно визначити наявність і величину світлового тиску було проблематично. Розрахункова величина світлового тиску, вироблена, наприклад, сонячним світлом, не перевищує 10-5 Н / м2 [4]. Розроблені в другій половині двадцятого століття потужні лазерні джерела електромагнітного випромінювання дозволяють накопичити в оптичному резонаторі щільність світлової енергії ~ 103 Дж в обсязі ~ 10-4 м3, що відповідає світловому тиску на дзеркала резонатора, розрахованому з теорії Максвелла, ~ 107 Па [7]. При цьому розробники стикалися з проблемою перегріву робочої речовини лазера і дзеркал резонатора, оптичної міцністю елементів, а ось проблема тиску світлового випромінювання на дзеркала так і не виникла. За розрахунком, наведеним в [4], тиск, вироблене на дзеркала потужного лазера, в залежності від його потужності і тривалості імпульсу світла, лежить в межах від 0.1 Па до 106 Па. Такий тиск, якби воно дійсно було, цілком могло бути відмічено і виміряно безпосередньо. Особливо при використанні дзеркал оптичного резонатора, керованих за допомогою п'єзоелектричних керамічних перетворювачів.

Розглянемо дію сил з боку електричного і магнітного полів електромагнітної хвилі на електрон. Електричне і магнітне поля в електромагнітній хвилі пов'язані між собою співвідношеннями:

що представляють собою властивості взаємоперетворення полів. Ці ж самі рівняння називають рівняннями Максвелла для вакууму. Взаємодія електромагнітного поля електромагнітної хвилі з електронами речовини повинно здійснюватися суворо за законами (14) і (15). Вплив на електрони інших джерел електричного і магнітного полів, створюваних зарядами і електричними струмами, що не мають строгих зв'язків (14) і (15), може відрізнятися від впливу, що чиниться на ці ж електрони електромагнітної хвилею. Рівняння взаємної зв'язку електричного і магнітного полів можуть бути отримані з повного рівняння для всіх електромагнітних сил, що діють на рухомий точковий електрон,

єдиним чином - тільки в разі рівності сили Кулона і сили електромагнітної інерції [1]. Саме в цьому єдиному випадку справедливо рівняння:

При одночасному впливі на електрон з боку електромагнітної хвилі сили Кулона, F = e ∙ E, і сили електромагнітної інерції (третій доданок в рівнянні (16)) механічний імпульс електрона в напрямку випромінювання електромагнітної хвилі не змінюється і тому електромагнітної хвилі не передається. Сила Кулона, діє на електрон з боку електричного поля електромагнітної хвилі, і сила електромагнітної інерції, що діє з боку магнітного поля цієї ж електромагнітної хвилі, ортогональні напрямку поширення електромагнітної хвилі. Електромагнітна хвиля, що падає на електрон, не може привести його в рух у напрямку поширення хвилі і передати електрону імпульс, еквівалентний механічному імпульсу, а електромагнітна хвиля, що падає на рухомий електрон, не змінює його швидкість в напрямку поширення електромагнітної хвилі. Відповідно до закону збереження імпульсу, електромагнітна хвиля не несе з собою і не може передати електрону імпульс, еквівалентний механічному імпульсу (Рис. 2).

2)

Мал. 2. Напрями сили Кулона і сили електромагнітної інерції при падінні електромагнітної хвилі, що розповсюджується в напрямку S, на електрон е -.

Електромагнітна хвиля «розгойдує» електрони в провіднику в напрямку, ортогональному напрямку її поширення (за рахунок зсуву в часі максимумів сили Кулона і сили електромагнітної інерції), але і в цьому випадку повний імпульс «гойдаються» з частотою хвилі електронів за кожен період коливань буде строго дорівнює нулю.

Квазіімпульс електромагнітної хвилі (13) НЕ дорівнює механічному імпульсу p = m v, і не може складатися з механічним імпульсом. Квазіімпульс електромагнітної хвилі не має ніяких механічних властивостей - ні інерційної маси, ні змінної швидкості. Взаємодія електромагнітної хвилі з речовиною не може безпосередньо привести до виникнення тиску на речовину, з яким ця електромагнітна хвиля взаємодіє.

Здавалося б, формула для квазіімпульса електромагнітної хвилі (13) нічим не відрізняється від другого доданка електромагнітного імпульсу в формулах (8) і (9). Однак відмінність є, і дуже суттєва. У формулах електромагнітного імпульсу (8) і (9) E і B - це зовнішні по відношенню до частки електричне та магнітне поля, які створюють сили, що мають постійну складову в напрямку руху частинки. А у формулі квазіімпульса електромагнітної хвилі (13) B - це вихровий магнітне поле електромагнітної хвилі, змінюється з частотою хвилі по величині й напрямку і створює таке ж вихровий електричне поле (в силу властивостей електромагнітного поля (14) і (15)).

2.6. Важливо уточнити, що електромагнітна хвиля не може прямо (енергетично) взаємодіяти з одним єдиним, нехай і рухомим, електроном, - взаємодія здійснюється між електромагнітної хвилею і системою, що складається, як мінімум, з одного електрона і хоча б ще однієї зарядженої частинки (в атомі водню - це протон) або групи частинок, що створюють в області знаходження електрона електричні або магнітні поля, або взаємодіють з цим електроном яким-небудь іншим чином. Тому, коли де-небудь говориться про випромінювання вільного електрона, - не слід розуміти це дослівно. Це, безумовно, жаргон. Випромінює тільки той «вільний» електрон, якій за допомогою електромагнітного випромінювання звільняється від надлишку енергії, яка виникла в результаті його взаємодії з іншими тілами або з полями інших тіл.

При взаємодії електромагнітної хвилі з рухомим пучком взаємодіючих між собою «вільних» електронів поглинання і випромінювання електромагнітних хвиль цілком можливо. Причому через рух такої системи електронів (електронного пучка) поглинання і подальше випромінювання здійснюється з урахуванням ефекту Доплера. Тобто розсіювання на рухомих електронах через ефекту Доплера, як і в разі рухомого матеріального тіла, може привести до зміни довжини хвилі електромагнітного випромінювання, але зміни механічного імпульсу взаємодіє системи, що включає в себе випромінюють електрони, при цьому також не відбудеться. Така взаємодія електромагнітної хвилі з електронним пучком може полягати і в розсіянні електромагнітної хвилі в напрямку, відмінному від її первісного напрямку (ефект Комптона). Але зміна напрямку електромагнітної хвилі відбувається в результаті переизлучения падаючої електромагнітної хвилі системою взаємодіючих електронів, і сумарний механічний імпульс пучка електронів при цьому залишається незмінним.

Закон збереження імпульсу є одним з найбільш загальних законів збереження у фізиці, і немає підстав сумніватися в його достовірності. А мрія про космічному вітрильнику, що борознять простори міжзоряного океану за рахунок світлового тиску, так і залишиться мрією. На жаль, не всі мрії збуваються. Реальністю ж є справжнісінький «сонячний вітер», що утворюється викидом з поверхні нашого світила найдрібніших частинок речовини, переважно протонів і електронів. На відстані від Сонця ~ 150000000 км швидкість протонів в ~ 103 разів менше швидкості світла, а їх щільність ~ 106 в 1 м3, причому при видаленні від поверхні Сонця концентрація протонів зменшується пропорційно квадрату відстані [8]. Принцип «сонячного вітрила» для переміщення в космосі за допомогою сонячного вітру не ефективний. Мабуть з цієї причини ведуться розробки парусного космічного рушія з штучно створюваним «вітром». Приклад тому - американський проект розробки нової концепції космічних польотів NASA (Lenta.ru, 19.10.2004): «Запуск космічного корабля пропонується здійснювати зі станції, що знаходиться на навколоземній орбіті і обладнаної плазмовим випромінювачем. Двигун як такої на космічному кораблі відсутня, сам космічний апарат обладнується тільки магнітним вітрилом. Луч намагніченою плазми направляється зі станції на вітрило корабля, забезпечуючи йому розгін до декількох десятків тисяч кілометрів на годину. Для гальмування у Марса і зворотного польоту буде потрібно ще одна станція на марсіанській орбіті. ». Проект цей для наших днів виглядає дещо фантастичним, але, по крайней мере, його автори не уподібнюються барону Мюнхаузену, витягнув себе за волосся з болота разом з конем. І це вже обнадіює.

література

  1. Сокіл-Кутіловскій О.Л. Російська фізика. Єкатеринбург, 2006.
  2. Фейнман Р., Лейтон Р., Сендс М. Фейнмановские лекції з фізики. М., «Мир», 1977, Електродинаміка, Том 6, 347 с.
  3. Ландсберг Г. С. Оптика. М., «Наука», 1978. 926 с.
  4. Мєшков І.М., Чириков Б.В. Електромагнітне поле. Ч.1, Новосибірськ, «Наука», 1987.
  5. Яворський Б.М., Селезньов Ю.О. Довідник з фізики. М., «Наука», 1989, С. 415.
  6. Лебедєв П.М. Вибрані твори. М., «Гостехиздат», 1949.
  7. Довідник з лазерів (під редакцією А.М. Прохорова), т.1-2, М., «Радянське радіо», 1978.
  8. Фізичний енциклопедичний словник. - М .: Радянська енциклопедія, 1984.

Сокіл-Кутиловскій О.Л., Імпульс електромагнітної хвилі і сонячне вітрило // «Академія Тринітаризму», М., Ел № 77-6567, публ.13726, 30.08.2006
[ Обговорення на форумі «Публіцистика» ]

Дійсно, якщо світло Сонця тисне, то чому не спробувати використовувати цю дармову енергію?
На чому ж заснована така тверда впевненість в існуванні механічного тиску електромагнітного випромінювання на речовину?

Реклама



Новости