Ну да бог с ним, внутренним строением электрона - можно только добавить, что он, скорее всего, действительно «неисчерпаем, как атом».
Следовательно, продолжим считать, что заряд равномерно распределен по объему. Тогда получается, что заряд в центрах электрона и позитрона равен нулю. Следовательно, если эти частицы точно сцентрированы, то сила взаимодействия также равна нулю и появляется только при смещении. Таким образом, наложение электрического поля вызывает смещение электрона и позитрона относительно друг друга и пара поляризуется как в диэлектрике (Рис.1).
Рис. 1
В случае переменного электрического поля заряды приходят в движение, а это и есть ток - ток смещения.
Как было сказано выше, в первом приближении можно предположить, что заряд распределен внутри электрона пропорционально объему по зависимости:
.
Тогда сила взаимодействия внутри пары будет: или в СГСЭ [дин], где - смещение. Работа (энергия), приложенная для совмещения зарядов будет равна:
.
Рис. 2
Видно, что зависимость получается крутая (пропорциональна 4-й степени расстояния), что оставляет внутри пары пространство, где смещение может быть вызвано малыми силами, то есть, слабым электрическим полем.
Таким образом, при воздействии на систему энергией А (например, импульсом электрического поля Е) элементы пары разойдутся на расстояние R. При снятии импульса возникнут колебания. Так как система нелинейная с жесткой характеристикой, то колебания (с большой амплитудой) будут несинусоидальными, а период собственных колебаний будет зависеть от амплитуды. Можно оценить параметры такой системы:
Так как, где, тогда смещение будет равно:
, где А - энергия, полученная системой.
Можно определить период колебаний данной системы:
.
Если в уравнение для периода подставить некоторые величины смещения , то частота собственных колебаний будет от Гц при 0.001 до Гц при 0.1, что соответствует длиннам волн от до при 0.001. В то же время, напряженность электрического поля, необходимая для разведения элементов пары даже на расстояние 0.001 составит порядка В/м. Это значит, что реальный сдвиг - еще меньше. Если предположить, что так называемое «реликтовое излучение» вызвано колебаниями электрон-позитронных пар, то при частоте излучения в 160 ГГц смещение центров пар будет равно см или.
Тут нужно отметить, что существуют экспериментально зарегистрированные эффекты взаимодействия электрона с вакуумом, которые также могут быть объяснены на основе принятой здесь физической модели (Рис. 3).
Рис. 3
Известно, что движенине электрона в вакууме сопровождается его «дрожанием». Согласно приведенной в этой статье физической модели, очевидно, что, при движении электрона между пар электрон-позитрон, движущийся электрон притягивает позитрон и отталкивает электрон пары вызывая ее поляризацию, что однозначно должно вызывать волнообразное искажение его траектории и колебания пар электрон-позитрон, мимо которых он пролетает [3].
Кроме того, известный эффект - аномальный момент электрона - может быть также объяснен взаимодействием электрона с парой электрон-позитрон. Очевидно, что магнитные моменты электрона и позитрона в неполяризованной паре полностью скомпенсированы. Пролетающий рядом электрон поляризует пару у которой появляется нескомпенсированный магнитный момент за счет сдвига центров круговых токов. Кроме того, у пары может появиться вращательное движение (как у возбужденной молекулы). Это выглядит так, как будто у электрона изменился магнитный момент.
Кстати, объяснение этих физического механизма этих эффектов, приведенное в литературе - очень невнятное и сводится к некому влиянию нулевых колебаниий дираковского вакуума (основанного на неправильной физической модели) на движения находящегося там электрона.
2.4 Распостранение электромагнитной волны в электронно - позитронном газе
ток униполярный генератор физический
Таким образом, и ток смещения и упомянутые выше эффекты связаны с поляризацией пары - смещением центров электрона и позитрона относительно друг друга.
Ток вызванный смещением зарядов можно определить как , где - плотность зарядов [ед. СГСЭ/см3 ], V - скорость потока зарядов, F - пощадь, пересекаемая зарядами. Для плотности тока j выражение будет иметь вид .
Зависимость напряженности электрического поля от смещения зарядов (считая электроны и позитроны равномерно заряженными шарами) будет:
СГСЭ.
Следовательно .
Тогда плотность тока смещения будет равна:
СГСЭ, где - концентрация пар в см3.
Этот ток вызовет появление магнитного поля В. Таким образом, изменение напряженности электрического поля вызывает появление магнитного поля , так же, как и изменение напряженности магнитного поля вызывает появление электрического поля Е. Собственно, появление магнитного поля В за счет было предположено в свое время Максвеллом по аналогии с фарадеевой индукцией.
В данном случае очевидно, что это явление связано с реальным смещением зарядов. При этом, важно, что зависимость - линейная, что является следствием принятой физческой модели, описывающей возникновение тока смещения. Полученная зависимость качественно (с точностью до коэффициента) совпадает со второй формулой Максвелла .
Здесь надо отметить, что полученный результат, в принципе, логичен - он объясняет токи смещения и вторую формулу Максвелла, но, согласно изложенной физической модели, требуемая концентрация пар электрон-позитрон получается очень большая и, при этом, ток смещения зависит от концентрации. В этом случае, чтобы получить плотность тока смещения в один ампер/см2 при изменении напряженности необходимая концентрация пар составит и удельный вес этих пар составит 3 Кг/см3, что, вобщем-то, сомнительно.
Таким образом, можно с больщим основанием предположить, что электронно-позитронные пары (электронно-позитронный газ) и являютя той самой светоносной средой (эфиром), в которой и распостраняется электромагнитная волна.
Упрощенно, в предельном случае, процесс распостранения электромагнитной волны в электронно - позитронном газе можно проиллюстрировать на следующем примере, используя известные, экспериментально проверенные физические явления (см. Рис.4):
Рис. 4
Предположим, гамма квант достаточной энергии взаимодействует с совмещенной (аннигилированной) парой электрон - позитрон и физически «растаскивает» ее на некоторое расстояние (процесс, называемый «фоторождением»), но это расстояние недостаточно до их полного удаления друг от друга (). Через некоторое время задержки (связанное с инерционностью процесса, так как электрон и позитрон - это реальные частицы, имеющие массу) электрон и позитрон аннигилируют, испуская гамма квант (иногда два или три). Далее, этот рожденнный гамма квант взаимодействует с другой совмещенной парой, находящейся на его пути, «расталкивая» ее на такое же расстояние (как указовалось выше, процессы аннигиляция - фоторождение идут, практически, без потерь, без диссипации энергии). Затем, эта пара аннигилирует с испусканием гамма кванта, имеющего такую же энергию, как и исходный. И так далее... Получается, что исходный гамма квант распостраняется за счет переизлучения практически без потерь. Так как гамма квант есть квант электромагнитной волны, то указанный механизм позволяет передавать электромагнитную волну на расстояния, где «светоносной средой» (эфиром) являются совмещенные пары электрон - позитрон.
Если же энергия кванта электромагнитной волны намного меньше энергии аннигиляции (), то пара не «растаскивается», а становится поляризованной. Механизм такого распостранения электромагнитной волны подробно описан выше.
Похожие доводы относительно существования реальных токов смещения приведены в работах Рыкова [2], но там предположено, что смещаются заряды в жесткой кристаллической структуре вакуума.
Как расположены пары в вакууме, можно только предположить. Они могут быть в свободном состоянии (как молекулы в газе), или быть в связанном состоянии в узлах некого подобии кристаллической решетки, как в твердом теле. Вообще, согласно последним результатам изучения «темной материи» астрофизиками, она может концентрироваться как газ вокруг гравитирующего тела, образуя облака. Это значит, что, скорее всего, эти электронно-позитронные пары образуют что-то вроде газа, «гало темной материи». Тогда, выходит, что концентрация «темной материи» не однородна в пространстве и эта «материя» может концентрироваться вокруг массивного тела, в то время, как в других областях пространства плотность «темной материи» может быть ниже. Так как «темная материя» имеет свойство диэлектрика в котором распостраняется электромагнитная волна, то в пространстве должен возникнуть градиент плотности «темной материи», искривляющий направление движения электромагнитной волны.
Кроме того, в процессе переизлучения возможно очень малое поглощение «электронно-позитронным газом» излучения, выражающееся в остаточном колебании пар после прохождения электромагнитной волны. То есть энергия переизлученной волны несколько меньше, чем падающей и эта разница остается у пары, вызывая ее колебания. Таким образом, «электронно-позитронный газ» светится, что и проявляется как «реликтовое излучение», причем интенсивность свечения зависит от его плотности. В то же время, энергия электромагнитной волны падает с расстоянием, что принимается за «расширение Вселенной». Подобный механизм был предложен швейцарским астрономом Цвикки еще в 20-х годах 20-го века, но тогда победила весьма сомнительная гипотеза «Большого взрыва».
Вопрос, в какой же среде (что такое электрические и магнитные поля) совершают свои колебания электронно-позитронные пары - это отдельный вопрос, выходящий за рамки данной статьи. Но очевидно, что это совершенно другая, некая «тонкая структура», составляющая эфира, дискрет которой (если он существует) намного порядков меньше, чем размер электрона. Это то, что, по видимому, и является «темной энергией». Выходит, что, вакуум (эфир) состоит, как минимум, из двух составляющих, из которых первая, «светоносная», является вполне материальным электронно-позитронным «газом», а вторая «тонкая» состоит из совершенно неведомой субстанции - возможно, одной из основ мироздания - деформация которой создает электрическое (статическая деформация) и магнитное (динамическая деформация) поля. Например, доказано (на примере униполярного мотора) [4], что магнитное поле не движется вместе с носителем поля, например, с постоянным магнитом. То есть, очевидно, что поле не принадлежит магниту и что магнит только вносит искажения в некую среду, являющуюся носителем поля. Третье же поле, гравитационное, скорее всего (к сожалению!), не имеет отношения к электрическому и магнитному, так как никаких эффектов, связывающих эти поля до сих пор не было экспериментально зарегистрировано.
Заключение
Токи смещения возникают в проводящих и диэлектрических телах в нестационарном режиме, в частности, в униполярных генераторах, и при воздействии на эти тела пременного электрического поля.
Кроме того, можно предположить, что источником токов смещения в вакууме - диэлектрике (в так называемой «светоносной среде - эфире») являются электрон-позитронные пары - электронно-позитронный «газ». При этом, электрон - позитронные пары могут выводится из равновесия (поляризоваться) приложенным электрическим полем, в частности, электрической составляющей электромагнитного излучения, вызвывая переизлучение электромагнитной волны.
Литература
1. Теория / Магнетизм и электромагнетизм / 4.5. Закон полного тока. Ток смещения, http://www.toehelp.ru/theory/fizika1/4_5.html.
2. http://www.laboratory.ru/articl/hypo/ax183.htm.
3. Б. М. Яворский, А.А. Детлаф «Справочник по физике», Наука, 1964.
4. Г. Ивченков, «Специфика силового и индукционного взаимодействия постоянных магнитов с проводниками, токами и зарядами. Эквивалентные схемы постоянных магнитов. Униполярные и тангенциальные электромашины. Законы электромагнетизма. Физическая природа магнитного поля.», http://new-idea.kulichki.com/?mode=physics&pn=22.