ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Связь между магнитным векторным потенциалом и скоростью заряженной частицы

 

Мантуров Василий Васильевич,

физик, инженер-механик.

 

Установлена неизвестная ранее закономерность в виде однозначной, а, следовательно, измеримой корпускулярно-волновой связи между магнитным векторным потенциалом A и скоростью v заряженной частицы (электрона), движущейся вне магнитного поля,

A = (mc/e) v                                                                                                          (1)

где m, e - масса и заряд электрона, с – скорость света.

Открытие относится к нерелятивистской электродинамике, в частности, к квантовой электродинамике.

Понятие о векторном потенциале (ВП) электромагнитного поля было введено еще в ХIХ веке. Теперь это уже – предмет истории физики. Но не вызывает сомнений тот факт, что первым именно М. Фарадей догадался благодаря своим экспериментальным исследованиям, что и магнит и всякие электромагнитные процессы наводят, вызывают, создают в окружающем пространстве, в том числе и в вакууме (в воздухе), какие-то поля, приводящие к наблюдаемым нами откликам. Эти поля, по-современному, – поля потенциалов, векторного и скалярного. Он назвал их, после совета с коллегами, электротоническими.

Это теперь мы о них говорим достаточно уверенно, как о полях потенциалов, векторном и скалярном. Сам же Фарадей почти всю свою жизнь мучился сомнениями по этому поводу [24]. Он ведь не выводил формул и теоретических зависимостей, зато, в отличие от теоретиков, он в своих опытах ощущал их в проявлениях, в постоянной готовности откликнуться на действия, движения зарядов, магнита, электромагнитных процессов. И тем самым открыл явление электромагнитной индукции.

Можно лишь восхищаться тем счастливым случаем, что опытами Фарадея заинтересовался!!! другой гений, Дж. Максвелл [9, 10]. Прежде всего, он защитил Фарадея от нападок и пренебрежения теоретиков:

«…Может показаться, что я не отдал должного воззрениям многих выдающихся ученых электриков и математиков. Одна из причин этого состоит в том, что, прежде чем начать изучение электричества, я решил не читать никаких математических работ по этому предмету до тщательного прочтения мной «Экспериментальных исследований в области электричества» Фарадея. Я знал, что между пониманием явлений Фарадеем и концепцией математиков предполагалось наличие такой разницы, что ни тот, ни другие не были удовлетворены языком друг друга. Я был убежден, что расхождение это возникало не из-за неправоты какой-либо сторон (выделено – ВМ). Впервые меня убедил в этом сэр Вильям Томсон».

А затем он не только переложил идеи Фарадея на математический язык, но и придумал соответствующую им механическую модель, на базе которой ввел и понятие, и теорию токов смещения и создал теорию электромагнитного поля.

И вот прошло с тех пор более полутора веков, и только теперь мы можем, наконец, более-менее уверенно заявить о том, что нам стали в основном понятны и природа, и смысл, и физический механизм работы векторного потенциала и закономерность его связи со скоростью электрона (заряда) [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18].

Разумеется, и до последних лет физики неоднократно обращались к загадке этих потенциалов. Е. Фейнберг [25], например, развил очень сложную теорию.

Ничуть не проще это получилось и у В. Мултановского и А. Василевского [20]. Они разлагали «векторный потенциал А (в объеме куба – ВМ) в обобщенный ряд Фурье» в комплексном виде… Получилась совокупность осцилляторов в этом кубе. «Однако ни функций состояния, ни квантовых уравнений для поля, ни способа получения значений других параметров квантованного поля … мы пока что не имеем» - признались они. И еще: «… координатное представление функции состояния для квантового поля неудобно…» [20 c. 272-275].

И знаменитый Р. Фейнман [26], попытавшись (т.5, с.26 и далее) решить простейшим способом задачу о взаимодействии двух зарядов, движущихся параллельно, также обратился к помощи вектор-потенциала. В результате в случае соленоида пришел к выводу, что векторный потенциал вокруг оси соленоида циркулирует точно таким же образом, как и токи в нем (с.280). Их плоскости совпадают. Мы дополняем: и направления векторов скорости носителей тока и векторного потенциала всегда совпадают – в точках их соприкосновения.

Даже в этом примере наше открытие позволяет предложить и свое видение (новую точку зрения) и его развитие.

В самом деле, и вокруг прямого провода с постоянным током, как известно, аналогично циркулируют векторы магнитного поля, образуя магнитные силовые линии. Но векторный потенциал в этом случае Фейнман представил (да и другие авторы при поиске решения уравнения в частных производных так представляют) – как бы в виде огибающей типа (∂A/∂z), параллельной оси провода. Получается поэтому на рисунке – в виде весьма протяженного перпендикуляра ([26] фиг. 14.3) к плоскости этой (и любой) магнитной силовой линии. Как и выше сказано, тоже, как бы, в точках соприкосновения.

Вспомним о шестеренчатой модели Максвелла. И в этом случае это – векторы линейной скорости взаимодействующих шестерён по линии их контактов. И вокруг оси каждой магнитной силовой линии каждое её поперечное сечение представляет собою что-то (поскольку РАН отрицает эфир), чему можно и должно поставить в соответствие циркуляцию векторного потенциала (см. ниже). Циркуляции ВП и шестерни – аналоги. И снова оказывается, что плоскости циркуляций векторного потенциала и ось тока совпадают. Так, видимо, Природой устроено, так и мы понимаем.

И тогда становится ясным, что циркуляции векторного потенциала, касающиеся поверхности проводника с током, не только и не просто соприкасаются, цепляются с этой поверхностью (точнее, с приповерхностными носителями тока). Но этим соприкосновением с поверхностью выполняют (в силу закона преломления электромагнитных волн на границе с проводником) возложенную на них Природой функцию, обязанность осуществлять связи с электронами (зарядами – носителями тока) и при их пассивном движении
v = (e/mc) A, и при их ускорении +- dA/dt.

Природа обязала эфир (вакуум) выполнять эти функции по аналогии с третьим законом Ньютона в виде: силовое действие одного объекта возникает и возможно лишь при наличии и противодействии другого объекта. Под объектами следует понимать: или два тела в обычном представлении, или два точечных тела (с точки зрения теоретиков) или тело и поле, электромагнитное, в частности.

Например, как в эффекте Мейсснера в стационарном случае: когда взаимодействуют соосно установленные односвязный (цилиндр) сверхпроводник и магнит. Сверхпроводящий ток возникает лишь в результате понижения температуры до критической величины. Для преодоления омического сопротивления оказывается достаточным силового (согласно открытию, - квазивязкостного увлечения [10]) воздействия связи в виде v = (e/mc) A, т.е. магнитного поля. Сверхпроводящие электроны приводятся в движение в виде их циркуляции в плоскости, перпендикулярной оси сверхпроводника, увлекаются со скоростью v полем магнита, точнее, циркуляцией А векторного потенциала (ВП) магнита, выполняющего роль и «второго тела», и источника энергии.

Николаев (см. ниже) заметил движение тонкой проволочки вдоль оси тороидального соленоида. Аналогия? У оси циркуляции ВП соленоида своеобразно «кумулируют» (стационарный случай).

А как векторный потенциал связан с электронами проводимости? Если уточнять, кто кому больше обязан, т.е. что является первичным: электрон проводимости или векторный потенциал, то нужно исходить из существа вектора Умова-Пойтинга [26 т.6]. И лишь в этом случае станет понятным, что ток начинается, как известно, с ускорения носителей тока в источнике ЭДС. При их, носителей, ускорении вокруг каждого из них рождается волна де Бройля (ВДБ), «стержнем» которой служит один квант магнитного потока, охваченный множеством циркуляций векторного потенциала. Она (ВДБ) «садится» на своего «родителя и носителя» и сопровождает его, наполняясь энергией (eA = mcv), до окончания ускоряющего процесса. По завершении которого (на выходе из источника ЭДС) эти электроны превращаются в обычные носители тока проводимости, увлекаемые или подгоняемые потоком своих же волн де Бройля, т.е. потоком их (ВДБ) циркуляций векторного потенциала. Это значит, что пока в источнике ЭДС электроны ускорялись, они и порождали поле циркуляций векторного потенциала (1), формировавшихся в виде волн де Бройля. При этом этот поток ВДБ не уходит в пространство (поэтому «атмосферики» линейных молний так слабы), а движется вдоль проводника. Так как в пределах источника ЭДС они «усаживались» на электронах и наполнялись энергией. А на выходе из источника ЭДС эти волны де Бройля хотя и отрываются от электронов, своих родителей и носителей, но, как и полагается электромагнитным волнам, тяготеют к проводникам, т.е. преломляются на поверхности проводника и тем «круче», чем выше его проводимость. Так ВДБ, покинув на выходе из области источника ЭДС своих «родителей и носителей», превращаются в поток вектора Умова-Пойнтинга, который надо понимать вообще как токи смещения.

Поэтому за пределами источника ЭДС первичным становится поток вектора Умова-Пойнтинга в виде статистического потока волн де Бройля с их циркуляциями векторного потенциала. Этот статистический поток энергии и есть ток смещения. За таковой его до сих пор (никогда) не признавали потому, что он был «невидимым», т.к. реализовывался в виде признанных тока проводимости и сопровождающего его магнитного поля. В случае же разрыва в цепи (конденсатор) этот поток энергии не имеет такой возможности реализоваться в виде тока проводимости, зато теперь он «видим», т.к. проявляется в виде токов смещения. Которые, преодолев разрывы (конденсатор) в цепи, снова тяготеют к проводнику, и, преломляясь на границе с проводником, снова становятся током проводимости, т.е. снова - «невидимыми».

«Видимым» ток смещения между обкладками конденсатора становится, следовательно, в силу присущему ему магнитного поля. Хотя оно, магнитное поле, одно и то же. По И. Тамму, и токи проводимости и токи смещения «одинаковым образом возбуждают» магнитное поле [23 с. 397 и далее]. По нашему, порождено оно до того, т.е. источником ЭДС, и по существу является одним и тем же (то «невидимым», то «видимым», то снова «невидимым») единым током смещения с единым присущим им магнитным полем.

Если электрон ускоряют в электростатическом поле, то именно он, электрон, и порождает свою ВДБ, а в ней - циркуляцию вектор-потенциалов (eA= mcv) и mvr = ħn à циркуляция 2πrA = (hc/e)n. Это в противовес выше изложенному случаю Мейсснера:

v = (e/mc)A.

Однако и в самых общих случаях электроны проводимости приводятся в движение потоком вектора Умова-Пойнтинга в виде потока циркуляций векторного потенциала, заключенных и стянутых в ВДБ, какова бы не была природа источника ЭДС. Ведь циркуляции векторного потенциала всегда лежат в плоскости, содержащей ось тока и, грубо говоря, ось провода (вектор скорости носителей), так как циркуляции поперечны магнитным силовым линиям (МСЛ), а последние - перпендикулярны оси тока и провода. И направления векторов v и A (в точке их соприкосновения), всегда, следовательно, совпадают.

Вот где наступает совпадение с Максвелловской моделью с шестеренками. Поток циркуляций векторного потенциала и работающая система взаимосвязанных вращающихся шестеренок во всём окружающем пространстве, цепляющийся с проводником-проводом, носителями тока, – это единое: и ток проводимости в проводнике, и ток смещения в случае возникновения разрыва (или конденсатора) в цепи.

Таков, на наш взгляд, тот объективный физический механизм, который Природой заложен в электродинамику. Мне удалось представить ее, электродинамику, в виде именно модели Максвелла. Осмысливать её пришлось десятки лет, пока случайно не встретил в книге В. Буккеля [3] второе уравнение Лондонов. Из него впервые и вывел закономерность (1).

Но до такой интерпретации электродинамики в образе векторного потенциала еще никто не доходил. Покажем это.

О векторном потенциале пытались писать многие авторы [21, 19, 29, 22, 4, 5, 2, 25, 20]. Но они в процессе и развития своих теорий электродинамики, и критики теории Максвелла и пр., как правило, признавали, что векторный потенциал – не более чем удобный математический символ, облегчающий решение уравнений. Но не измеримый, не силовой и не имеющий физического смысла. Такова и установка РАН [27]: «Векторный потенциал – потенциал, определяющий вихревую часть векторного поля. … Связь потенциалов и полей не является взаимно однозначной, поэтому В.П. следует рассматривать как вспомогательную величину, не допускающую прямых измерений, но облегчающую расчет электро-магнитных полей».

Многие ученые старались выразить векторный потенциал путем поиска через аналог теории скалярного потенциала, следуя выбору такого пути еще недавним флагманом в электродинамике Фейнманом [26]. И он использовал электростатику и СТО. Но первым, пожалуй, такой тропой прошел Луи де Бройль [8]. Так поступают и другие.

Ф. Менде [19] развил свою теорию аналогичным образом и пришел к такому выводу: «Введение и векторного потенциала и магнитного поля это всего лишь математический прием, который позволяет упростить решение ряда электродинамических задач, однако, следует помнить, что первоосновой введения этих полей является скалярно-векторный потенциал (там же, с.24 -ВМ)».

Если бы Г. Николаев [21] в разделе 3 в полученном им уравнении (3) убрал все операторы (их символы), то для одиночного заряда получил бы A = (e/cr)v, а из него подстановкой классического радиуса электрона r = e2/mc2 получил бы, как и в нашем открытии

A = (mc/e) v                                                                                                             (*)

Если бы… Но не случилось этого ни у него, ни у многих, многих других. Поэтому и не удалось ему понять, что движение легкой проволочки вдоль оси тороидального магнита – это результат увлечения и электронов, и атомов (коим электроны принадлежат) проволочки, и её самОй полем векторного потенциала в полном соответствии с (*) и (1). Отнюдь, это – не работа как бы вновь открытой продольной электромагнитной волны, на чем настаивал Николаев. Это – макроэффект Мейсснера (см. выше).

Затем он увлекся выяснением новых магнитных полей и их сумм при объяснении эффекта Ааронова-Бома ([21] рис. 7).

Или вот Г. Афанасьев [2]. Он еле-еле уместил свою статью в двух томах журнала. Получилось основательно, развернуто, красиво и т.д., но установка типа [27] не претерпела в его изысканиях ни малейших изменений и не приблизила его к истине (1).

Сидоренков В.В. [22], представитель МГТУ им. Баумана, связывает электромагнитные поля с веществом вакуума. В результате приходит вот к какому выводу: «Вещество этих полей описывается системой электродинамических уравнений Максвелла, откуда непосредственно следуют и понятия электрического и магнитного векторных потенциалов, физический смысл которых, несмотря на определенный прогресс в установлении их физической значимости в приложениях квантовой механики [х] и электродинамики [х], по сей день остается по существу так и не выясненным».

Пренебрег философией.

В «основах конструктивной электродинамики» [4] Ерохин В.В. убеждает нас в том, что «… как скалярный, так и векторный потенциал не являются функцией скорости источника (заряда? – ВМ) и должны оставаться равными статическим их значениям. Зависимость потенциалов от скоростей … приведет к двойному учету коэффициента Лиенара-Вихерта при дифференцировании. В выводе потенциалов Лиенара-Вихерта функцией скорости являются интервалы (радиуса и времени – ВМ) …, поэтому от скорости зависит градиент потенциала, но не сами потенциалы».

Г. Ивченков [5] выполнил множество экспериментов, расширивших и утвердивших наши знания о явлении униполярной индукции!!! Это - важная его личная заслуга, но он так и не догадался о том, что начисто отрицаемый им векторный потенциал – это и есть «главный работник», который исполнял его экспериментальные замыслы.

По В. Эткину [29], фотон – плоская волна. А «солитоны» - это «локализованные в пространстве волновые пакеты с переменной амплитудой». Фотоны-солитоны у него интерферируют, «как обычные волны» и обладают осциллятором.

!!!!! Луи де Бройль [7], как мне удалось в средине сентября 2013 года отыскать, наконец, в его теоретических поисках важную зацепку, тоже мог получить зависимость (1). И вот как: Он вывел уравнение движения точечного заряда для случая переменного поля [7 c.238-240]. И когда он пренебрег энергией движения по сравнению с внутренней энергией m0c2, то получил

v = g/m0,                                                                                                                   ((40))

где

g = -| gradφ + (e/c) A|                                                                                               ((38))

И в его времена, наверное, градиент можно было принять равным нулю в (38). Знак «-» связан с выбором знака носителя. Именно этому должно отвечать v||A и наш выбор знака «+», и в итоге получаем (1)

v = (e/mc) A

Практически никто и сейчас не догадывается о том, какую роль и значение имеет наше открытие. В самом деле, даже доведя свои выводы до открытых мною, они бы не догадались, где их применить [12]. Догадка не приходит даже когда десятилетия бьются над разгадкой эффекта Сёрла, его диска. Как и множества электродинамических парадоксов Г.Николаева. Или, например, многих изобретений и трансформатора, в том числе, Н.Тесла.

В этих случаях без обращения к векторному потенциалу не обойтись.

 

Доказательство достоверности открытой закономерности

 

Впервые это случилось осенью 1986 года. На семинаре нашего отдела я выступил с сообщением о том, что из второго уравнения Лондонов можно вывести такую закономерность

A = (mc/e) v                                                                                                             (1)

В самом деле, перепишем второе уравнение Лондонов [3] чуть проще, без излишних для нас индексов (подчеркивавших, что в уравнении описываются сверхпроводящие электроны)

Rot (Ʌj) = -H,                                                                                                          (2)

где

Ʌ = m/e2n,                                                                                                                 (3)

Которое следует подставить в (2). Заодно раскроем и составляющие
j = env, и выполним замену H = Rot A. Получим

Rot (m/e2n) en v = - Rot A.

Отсюда

A = - (m/e) v.                                                                                                           (4)

Или в гауссовой системе единиц

A = (mc/e) v                                                                                                             (4а)

Знак (-) – историческая дань выбора Франклина относительно знака электричества у носителей тока, поэтому (-) заменен на (+). Выбор знака, а точнее, принятие A||v, (параллельность и совпадение направленности этих векторов в точках соприкосновения) – обязательное и изначальное наше условие, посыл. Это следует из принятой нами модели физического механизма, отражающего объективную реальность.

Заметим, что в этом выводе не ставилось никаких условий о том, каков электрон: точечный или нет. Носители тока принято считать точечными.

Так были вознаграждены мои долгие поиски связи движущегося электрона с эфиром или тем, что называют физическим вакуумом, представителем и «послом» которого в электродинамике и является векторный потенциал.

Дальнейшие поиски подтверждений увенчались множеством находок уже известных соотношений, в которых закономерность (1) имеет место, но скрыта. Покажем ряд характерных случаев.

Наиболее простейшими случаями являются зависимости, в которых электрон (заряд) выступает как точечная частица. Как станет понятно ниже, если эти соотношения соответствуют связи с магнитным полем, то электрон в них выступает как точечный заряд.

У Ландау с Лифшицем [6] находим на стр.70-71 формулу (21.3):

ω = ecH/E,                                                                                                               (5)

в которую подставляем энергию Е в виде E = mc2

(так поступили и [6 (21.8)], примерно так мог бы поступить и де Бройль с заменой энергии, см. ниже), левую часть заменяем на v/r, а в правой - rH на 2A. Получаем

v = (2e/mc) A.

То же самое и практически таким же путем мы получим и из импульса ускоренного электрона ФЭС [28], т.1 c 181

p = (e/c) RH.                                                                                                            (6)

И там же ФЭС т.4 на стр. 539 и по такому же случаю записано

R = mcv/eH,                                                                                                             (7)

Откуда снова следует

2A = (mc/e) v.

И на с.199, ФЭ т.1 [27] находим запись с угадываемым результатом

r = pc/eB                                                                                                                   (8)

если учесть, что |rB| = 2A.

И заметим, в этих случаях нигде нет даже упоминания о необходимости учета релятивистской массы.

А ведь речь только что шла о макроэлектродинамических ускорителях.

То же самое мог бы получить и А.Абрикосов [1 c.74], если бы он упростил (5.10) и применил теорему Стокса rH = 2A

dp = (e/c) [drH].

Мы повторимся, если заглянем в ВИКИПЕДИЮ с запросом «сила Лоренца». Там рассмотрены частные случаи. Вот два из них в системе СГС:

mv2/r = (|e|/c) vB => r = (cm/|e|) (v/B)

и еще

ω = |e|B/mc

Воспользуемся теоремой Стокса rB = 2A и получим наше (1)

v = (2e/mc) A.

Сравните наши выкладки с теориями, воздвигнутыми и В. Фейнбергом [25] и соавторами В. Мутановским и А. Васильевским [20]. Они пытались найти решения в общем виде, пришли в тупики, а мы получили однозначную закономерность (1), в доступном даже школьникам виде. Наши существенно проще и результативнее, т.к. сразу понятно, где их применять.

Пожалуй, интереснее в плане проникновения в сущность случаи, в которых электрон необходимо представлять в виде сферического тела классического радиуса [12]. Обычно это связано с движением электрона вне магнитного поля. До такого подхода нужно было догадаться и, поверив и проверив, утвердиться в достигнутом результате. Мне это удалось [12].

Примеры:

Откроем «Теория поля» Ландау и Лифшица [6 c. 115]. Речь идет о движении заряда вне магнитного поля. Тогда в лабораторной системе отсчета имеем

A = φ (v/c) = (e/cr) v,                                                                                    ((38.5))

где

r = (x - vt);                              y, z = 0

Так как волна де Бройля на частице «сидит», и это давно признано в физике, то t = 0, и мы имеем право вписать в (38.5) классический радиус электрона (заряда) r = e2/mc2. Получим

A = (mc/e) v

В этой же книге на стр. 204 авторами получена формула (65.5), описывающая поле одиночного движущегося заряда

A = (e/cr) v                                                                                                    ((65.5))

Она ничем не отличается от выше рассмотренной (38.5), следовательно, и результат будет таким же, как и пятью строками выше.

Аналогичные упрощения можно выполнить и с выражениями (67.3) и предыдущей ей, там же [6 с. 212-213].

Но самым убедительным доказательством нашего утверждения об однозначности связи векторного потенциала со скоростью может служить вывод искомой из одного из потенциалов Лиенара-Вихерта [6 c. 199 (63.5)].

A =cv / (cR - vR)                                                                                          ((63.5))

Здесь R - радиус-вектор, указывающий расстояние от центра электрона до точки наблюдения (мы её избрали на экваторе сферического электрона с классическим радиусом). Учтено, что в этом случае v перпендикулярно R , и потому vR = 0.

Таким образом, и в этом случае мы получили неоспоримое доказательство

A = (mc/e) v

Дался этот вывод автору с большим трудом [10], [11], [13], но результат налицо.

Что и требовалось доказать.

 

Область научного и практического использования

 

Понятия и открытая нами электронно-волновая связь (1) необходимы и квантовой электродинамике и квантовой физике. Они в результате становятся теоретически более доказательными, эвристичными и приобретают новые прикладные возможности.

1. Наше открытие позволило показать, в отличие от многочисленных физиков [15], что и волна де Бройля и фотон представляют собою тороидальную электромагнитную волну, содержащую один квант магнитного потока, охваченного множеством циркуляций векторного потенциала. Последняя и есть однозначная длина волны и ВДБ и фотона. Им не нужны ни осцилляторы, ни амплитуды. И потому они не обладают свойством интерференции. Причем фотон – это тороидальная волна де Бройля, покинутая или покинувшая своего родителя и носителя.

Это не значит, что мы претендуем на пальму первенства. Нет, нет и нет [15]. Тороидальным фотон представлял еще Дж. Дж. Томсон. Этого взгляда придерживаются многие единомышленники [15]. И мы своим открытием развиваем эти же идеи [18]. Но моделей фотонов, как показано [15], много, и не было надежды добиться консенсуса. Потому что каждый из единомышленников (по признаку формы, тороидальности) снабжал фотон своей, и только своей моделью осциллятора. А по нашему открытию, повторимся, ни фотоны, ни волны де Бройля в осцилляторах не нуждаются.

Относительно волн де Бройля и того хуже: их со времени самого де Бройля представляли всегда плоскими монохроматическими [7, 8].

2. В соответствии с нашим открытием: внутри тороидальной волны де Бройля и фотона заключен один квант магнитного потока, который охвачен и стянут множеством поверхностных циркуляций векторного потенциала. Ранее об этом не было известно. Покажем это.

Подставим (1) в знаменитую формулу Де Бройля

λ = h/mv                                                                                                                    (9)

Получим

λA = hc/e                                                                                                                  (10)

Слева здесь циркуляция векторного потенциала по длине волны де Бройля, а справа – один квант магнитного потока. Заслуга векторного потенциала А !!!

3. Если воспользоваться правилом квантования момента импульса Н.Бора при n = 1

mvr = ħn                                                                                                                   (11)

и вместо v подставить (1), то получим в правой стороне тоже один квант магнитного потока, а слева – снова циркуляция векторного потенциала, но по нижней орбите электрона

2πrA = hc/е                                                                                                              (12)

Об этом тоже никто не знал до нашего открытия. Заслуга векторного потенциала А !!!

4. Покажем также, что если свободно движущийся электрон имеет скорость, равную скорости орбитального электрона в атоме водорода при
n = 1, то их волны де Бройля обладают одинаковыми радиусами, т.е.

2πr = λ

И подтвердим это сравнением. Для этого в формулу де Бройля (9) подставим скорость орбитального электрона

vn = e2/ħn                                                                                                                  (13)

В итоге

λ = (hħ/me2) n                                                                                                          (14)

Удивительно, но только что полученный результат так напоминает известное еще со времен Бора математическое выражение для радиуса стационарных орбит

Rn = ħ2n2/me2                                                                                                            (15)

Представим (14) в виде

λn = 2π (ħħ/me2)n2                                                                                                   (16)

Для этого потребовалось и левую и правую стороны (14) умножить на n и, умножив всю скобку на 2π, разделить внутри нее на столько же. Как видим

λn = 2π Rn                                                                                                                (17)

Тем самым определилось, наконец, что главное квантовое число несёт на себе еще одну нагрузку: указывает число волн де Бройля, укладывающихся на n-ой орбите.

5. Наше открытие позволило показать, и об этом ранее не было известно даже виртуально, что в атоме водорода векторный потенциал не только однозначен!!! и работает, но он квантован.

An = mce/ħn                                                                                                             (18)

В этом нетрудно убедиться, если в (1) подставить скорость орбитального электрона (13) (см. выше).

6. Свойство поверхностных циркуляций стягивать охваченный ими один (а в ШМ и множество квантов магнитного потока) в физике не было раньше известно, и мы дали ему название «эффект обруча» !!!, что тоже может стать объектом ещё одной заявки на открытие.

Векторный потенциал, как известно, тождествен электрическому полю. Отсюда следует, что волна де Бройля - это единая электромагнитная волна, в которой всегда электрическое и магнитное поля взаимно перпендикулярны. Что полностью отвечает теории Максвелла и современной электродинамике, и в первую очередь, квантовой. В силу тороидальности и волны де Бройля и фотона и действия эффекта обруча они становятся настолько компактными, что представлять их в виде какого-то пакета волн совершенно бессмысленно. Они и ведут себя как корпускулы. Нельзя забывать, однако, что они все-таки не частицы, а волны, тороидальные электромагнитные волны, «изваянные» из того, что называют и эфиром, и физическим вакуумом, и просто вакуумом, но всё равно это эфир. Такова сущность дуальности !!!

7. Длина волны де Бройля определена нами однозначно как длина поверхностной циркуляции векторного потенциала. Частота – делением скорости света на длину поверхностной циркуляции векторного потенциала. Поэтому никаких осцилляторов в волне де Бройля (и в фотонах) Природой не предусмотрено. А поскольку ни волна де Бройля, ни фотон не осциллируют, то им не присущи ни амплитуда, ни способность интерферировать. Природа экономна и рациональна, и потому не стала снабжать каждую ВДБ и фотон персональным осциллятором. Они – не чиновники Природы, а славные, дуальные исполнители, аккуратные и неутомимые труженики.

 

Измеримость

 

Установленная закономерность (1) открывает возможность однозначно измерять величину векторного потенциала A путем измерения скорости v заряда, электрона

[A] = (mc/e) [v]

Еще более высокую степень точности позволяет получить соотношение
(из eA = hν)

[A] = (h/e)[ν]

 

Сведения о приоритете и признании новизны и достоверности

 

Часть моих работ опубликована: [10, 11, 12, 16, 17], а часть [13, 14, 15] опубликована в интернете на моем сайте http://www.vmanturov.ru/. Ни одна из них не была подвергнута серьезной критике.

 

Формула открытия

 

Установлена неизвестная раньше закономерность, корпускулярно-волновая связь, между v – скоростью электрона (заряда) и A – векторным потенциалом электромагнитного поля, порожденного движущимся вне магнитного поля электроном (зарядом) и сопровождающего его, или увлекающего электрон (заряд), в виде

A = (mc/e) v

или

v = (e/mc) A,

где m и e – масса и заряд электрона, а c – скорость света.

 

Литература

 

1.                  Абрикосов А.А. Основы теории металлов, М., 1987.

2.                  Афанасьев Г.Н. Старые и новые проблемы в теории эффекта Ааронова-Бома, ж. Физика элементарных частиц и атомных ядер, том 21, вып.1,1990.

3.                  Буккель В. Сверхпроводимость, «Мир», М,1975.

4.                  Ерохин В.В. Основы конструктивной электродинамики (Независимость потенциалов от скорости).

5.                  Ивченков Г. Специфика силового и индукционного взаимодействия постоянных магнитов с проводниками, токами и зарядами. Эквивалентные схемы постоянных магнитов. Униполярные электромашины. Законы электромагнетизма, 26.10.2006.

6.                  Ландау Л.Д. и Лифшиц Е.М. Теория поля, М. 1962.

7.                  Луи де Бройль Избранные научные труды т.1 М, Логос, 2010.

8.                  Луи де Бройль Избранные научные труды, т.2, М., МГУП,2011.

9.                  Максвелл Джеймс Клерк Избранные сочинения по теории электромагнитного поля М., 1052.

10.              Мантуров В.В. О векторном потенциале замолвим слово http://www.vmanturov.ru/.

11.              Мантуров В.В. От кристаллических нуклонов и ядер к разгадке распределения простых чисел М 2007, http://www.vmanturov.ru/.

12.              Мантуров В.В. Был ли шанс у Луи де Бройля проникнуть в тайны электронной волны? http://www.vmanturov.ru/.

13.              Мантуров В.В. Освободим магнитный векторный потенциал от комплекса неполноценностей http://www.vmanturov.ru/.

14.              Мантуров В.В. Фотоны, похоже, способны распространяться вспять http://www.vmanturov.ru/.

15.              Мантуров В.В. О некоторых моделях фотонов http://www.vmanturov.ru/.

16.              Мантуров В.В. Фотон. Каков он? Международная Академия № 20 С-пБ 2003 Юбилейный, http://www.vmanturov.ru/.

17.              Мантуров В.В. Масса фотона. Международная Академия № 20 С-пБ 2003 Юбилейный, http://www.vmanturov.ru/.

18.              Мантуров В.В. О размере фотона или гидрино природой не предусмотрено http://www.vmanturov.ru/.

19.              Менде Ф.Ф. Векторный потенциал магнитного поля и природа его возникновения http://fmnauka.narod.ru/W.pdf.

20.              Мултановский В.В., Василевский А.С. Курс теоретической физики Квантовая механика М. 1991.

21.              Николаев Г.В. Современная электродинамика и причины её парадоксальности. Перспективы построения непротиворечивой электродинамики. Теории. Эксперименты. Парадоксы М 2002.

22.              Сидоренков В.В. О физическом смысле векторного потенциала электромагнитного поля. МГТУ им Баумана.

23.              Тамм И.Е. Основы теории электричества М., 1976.

24.              Фарадей М. Экспериментальные исследования по электричеству М., 1959.

25.              Фейнберг Е.А. Об «особой роли» электромагнитных потенциалов в квантовой механике, УФН, т. 78, в.1,1962.

26.              Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике, тт.5 и 6, М. 1966.

27.              Физическая энциклопедия т.1, М., 1988.

28.              Физический энциклопедический словарь М., 1960.

29.              Эткин В. Как вернуть физику в лоно классицизма? http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st4501.pdf.

 

Поступила в редакцию 20.10.2014 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.