Mentol menyala menyala bertentangan dengan undang-undang fizik

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Prinsip operasi mentol nampaknya begitu jelas dan jelas kepada kami sehingga hampir tiada siapa yang berfikir tentang mekanik kerja mereka. Namun begitu, fenomena ini menyembunyikan satu misteri besar, yang masih belum dapat diselesaikan sepenuhnya.

Pertama, kata pengantar tentang bagaimana artikel ini terhasil.

Kira-kira lima tahun yang lalu, saya mendaftar di beberapa forum pelajar dan menerbitkan artikel di sana tentang kesilapan sains akademik kita dalam mentafsir banyak peruntukan asas, bagaimana kesilapan ini diperbetulkan oleh sains alternatif, dan bagaimana sains akademik melawan alternatif, melekatkan label kepadanya " pseudosains "dan menuduhnya semua dosa berat. Artikel saya digantung di domain awam selama kira-kira 10 minit, selepas itu ia dibuang ke dalam bah. Saya segera dihantar ke larangan yang tidak ditentukan dan dilarang untuk hadir bersama mereka. Beberapa hari kemudian, saya memutuskan untuk mendaftar dengan tapak pelajar lain untuk mencuba lagi dengan penerbitan artikel ini. Tetapi ternyata saya sudah berada dalam senarai hitam di semua laman web ini dan pendaftaran saya ditolak. Setakat yang saya faham, terdapat pertukaran maklumat tentang orang yang tidak diingini antara forum pelajar dan disenaraihitamkan di satu tapak bermakna penerbangan automatik dari semua yang lain.

Kemudian saya memutuskan untuk pergi ke majalah Kvant, yang pakar dalam artikel sains popular untuk pelajar sekolah dan pelajar universiti. Tetapi oleh kerana dalam praktiknya majalah ini masih lebih berorientasikan kepada penonton sekolah, artikel itu perlu dipermudahkan. Saya membuang segala-galanya tentang pseudosains dari sana dan hanya meninggalkan penerangan tentang satu fenomena fizikal dan memberikannya tafsiran baharu. Iaitu, artikel itu telah bertukar daripada kewartawanan teknikal kepada yang teknikal semata-mata. Tetapi saya tidak menunggu sebarang jawapan daripada pejabat editorial untuk permintaan saya. Dan sebelum ini, jawapan dari pejabat editorial majalah selalu datang kepada saya, walaupun lembaga editorial menolak artikel saya. Daripada ini saya membuat kesimpulan bahawa di pejabat editorial saya juga berada dalam senarai hitam. Jadi artikel saya tidak pernah melihat cahaya mata.

Lima tahun telah berlalu. Saya memutuskan untuk menghubungi pejabat editorial Kvant sekali lagi. Tetapi lima tahun kemudian, permintaan saya tidak dijawab. Ini bermakna saya masih dalam senarai hitam mereka. Oleh itu, saya memutuskan untuk tidak bertarung dengan kincir angin lagi, dan menerbitkan artikel di sini di laman web ini. Sudah tentu, sayang bahawa majoriti pelajar sekolah tidak akan melihatnya. Tetapi di sini saya tidak boleh berbuat apa-apa. Jadi, inilah artikel itu sendiri….

Kenapa lampu menyala?

Mungkin, tidak ada penempatan sedemikian di planet kita di mana tidak akan ada mentol elektrik. Besar dan kecil, pendarfluor dan halogen, untuk obor poket dan lampu carian tentera yang berkuasa - ia telah menjadi begitu kukuh dalam kehidupan kita sehingga ia menjadi akrab seperti udara yang kita sedut. Prinsip operasi mentol nampaknya begitu jelas dan jelas kepada kami sehingga hampir tiada siapa yang berfikir tentang mekanik kerja mereka. Namun begitu, fenomena ini menyembunyikan satu misteri besar, yang masih belum dapat diselesaikan sepenuhnya. Cuba kita selesaikan sendiri.

Marilah kita mempunyai kolam dengan dua paip, melalui satu daripadanya air mengalir ke dalam kolam, melalui satu lagi ia mencurah keluar daripadanya. Mari kita andaikan bahawa 10 kilogram air memasuki kolam setiap saat, dan di dalam kolam itu sendiri, 2 daripada sepuluh kilogram ini secara ajaib ditukar kepada sinaran elektromagnet dan dibuang keluar. Soalan: berapa banyak air akan meninggalkan kolam melalui paip lain? Mungkin, walaupun pelajar darjah satu akan menjawab bahawa ia akan mengambil 8 kilogram air sesaat.

Mari kita ubah sedikit contoh. Biarkan ada wayar elektrik sebagai ganti paip, dan mentol lampu elektrik sebagai ganti kolam. Pertimbangkan keadaan sekali lagi. Satu wayar ke dalam mentol mengandungi, katakan, 1 juta elektron sesaat. Jika kita mengandaikan bahawa sebahagian daripada juta ini ditukar kepada sinaran cahaya dan dipancarkan dari lampu ke ruang sekeliling, maka lebih sedikit elektron akan meninggalkan lampu melalui wayar lain. Apakah ukuran yang akan ditunjukkan? Mereka akan menunjukkan bahawa arus elektrik dalam litar tidak berubah. Arus ialah aliran elektron. Dan jika arus elektrik adalah sama dalam kedua-dua wayar, ini bermakna bilangan elektron yang meninggalkan lampu adalah sama dengan bilangan elektron yang memasuki lampu. Dan sinaran cahaya adalah sejenis jirim yang tidak boleh datang dari lompang yang sempurna, tetapi hanya boleh datang dari jenis lain. Dan jika, dalam kes ini, sinaran cahaya tidak boleh muncul daripada elektron, maka dari mana datangnya jirim dalam bentuk sinaran cahaya?

Fenomena cahaya mentol elektrik ini juga bercanggah dengan satu undang-undang fizik zarah asas yang sangat penting - undang-undang pemuliharaan cas lepton yang dipanggil. Menurut undang-undang ini, elektron boleh hilang dengan pancaran kuantum gamma hanya dalam tindak balas penghapusan dengan antizarahnya, positron. Tetapi dalam mentol lampu tidak boleh ada positron sebagai pembawa antimateri. Dan kemudian kita mendapat benar-benar situasi bencana: semua elektron memasuki mentol melalui satu wayar meninggalkan mentol melalui wayar lain tanpa sebarang tindak balas penghapusan, tetapi pada masa yang sama bahan baru muncul dalam mentol itu sendiri dalam bentuk sinaran cahaya.

Dan inilah satu lagi kesan menarik yang dikaitkan dengan wayar dan lampu. Bertahun-tahun yang lalu, ahli fizik terkenal Nikola Tesla melakukan eksperimen misteri mengenai pemindahan tenaga melalui satu wayar, yang diulangi pada zaman kita oleh ahli fizik Rusia Avramenko. Intipati eksperimen adalah seperti berikut. Kami mengambil pengubah yang paling biasa dan menyambungkannya dengan penggulungan utama ke penjana elektrik atau rangkaian. Satu hujung wayar penggulungan sekunder hanya berjuntai di udara, kami tarik hujung yang lain ke bilik sebelah dan di sana kami menyambungkannya ke jambatan empat diod dengan mentol lampu elektrik di tengah. Kami menggunakan voltan pada pengubah dan lampu menyala. Tetapi selepas semua, hanya satu wayar terbentang kepadanya, dan dua wayar diperlukan untuk litar elektrik berfungsi. Pada masa yang sama, menurut saintis yang menyiasat fenomena ini, wayar yang menuju ke mentol tidak panas sama sekali. Ia tidak menjadi terlalu panas sehingga mana-mana logam dengan kerintangan yang sangat tinggi boleh digunakan sebagai ganti tembaga atau aluminium, dan ia akan tetap sejuk. Selain itu, adalah mungkin untuk mengurangkan ketebalan wayar kepada ketebalan rambut manusia, dan masih pemasangan akan berfungsi tanpa masalah dan tanpa menghasilkan haba dalam wayar. Sehingga kini, tiada siapa yang dapat menjelaskan fenomena penghantaran tenaga ini melalui satu wayar tanpa sebarang kerugian. Dan sekarang saya akan cuba memberikan penjelasan saya tentang fenomena ini.

Terdapat konsep sedemikian dalam fizik - vakum fizikal. Ia tidak boleh dikelirukan dengan vakum teknikal. Vakum teknikal adalah sinonim dengan kekosongan. Apabila kami mengeluarkan semua molekul udara dari kapal, kami mencipta vakum teknikal. Vakum fizikal adalah berbeza sama sekali, ia adalah sejenis analog dari semua bahan atau persekitaran yang meresap. Semua saintis yang bekerja dalam bidang ini tidak meragui kewujudan vakum fizikal, kerana realitinya disahkan oleh banyak fakta dan fenomena yang terkenal. Mereka berhujah tentang kehadiran tenaga di dalamnya. Seseorang bercakap tentang jumlah tenaga yang sangat kecil, yang lain cenderung untuk memikirkan jumlah tenaga yang sangat besar. Adalah mustahil untuk memberikan definisi yang tepat tentang vakum fizikal. Tetapi anda boleh memberikan definisi anggaran melalui ciri-cirinya. Sebagai contoh, ini: vakum fizikal ialah medium khas yang merangkumi semua yang membentuk ruang Alam Semesta, menjana jirim dan masa, mengambil bahagian dalam banyak proses, mempunyai tenaga yang sangat besar, tetapi tidak dapat dilihat oleh kita kerana kekurangan yang diperlukan. organ deria dan oleh itu seolah-olah kita kekosongan. Ia perlu ditekankan terutamanya: vakum fizikal bukanlah kekosongan, ia hanya kelihatan kekosongan. Dan jika anda mengambil kedudukan ini, maka banyak teka-teki boleh diselesaikan dengan mudah. Contohnya, teka-teki inersia.

Apakah inersia masih belum jelas. Selain itu, fenomena inersia malah bercanggah dengan undang-undang ketiga mekanik: tindakan adalah sama dengan tindak balas. Atas sebab ini, daya inersia kadangkala cuba diisytiharkan sebagai ilusi dan rekaan. Tetapi jika kita jatuh di bawah pengaruh daya inersia dalam bas yang brek mendadak dan mendapat benjolan di dahi kita, betapa ilusi dan rekaan benjolan ini? Pada hakikatnya, inersia timbul sebagai tindak balas vakum fizikal kepada pergerakan kita.

Apabila kita duduk di dalam kereta dan menekan gas, kita mula bergerak tidak sekata (dipercepatkan) dan dengan pergerakan medan graviti badan kita ini kita mengubah bentuk struktur vakum fizikal yang mengelilingi kita, memberikannya sedikit tenaga. Dan vakum bertindak balas terhadap ini dengan mencipta daya inersia yang menarik kita ke belakang untuk meninggalkan kita dalam keadaan rehat dan dengan itu menghapuskan ubah bentuk yang diperkenalkan daripadanya. Untuk mengatasi daya inersia, banyak tenaga diperlukan, yang diterjemahkan kepada penggunaan bahan api yang tinggi untuk pecutan. Pergerakan seragam selanjutnya tidak menjejaskan vakum fizikal dalam apa jua cara, dan oleh itu ia tidak mewujudkan daya inersia, oleh itu, penggunaan bahan api untuk gerakan seragam adalah kurang. Dan apabila kita mula perlahan, kita sekali lagi bergerak secara tidak sekata (lebih perlahan) dan sekali lagi mengubah bentuk vakum fizikal dengan pergerakannya yang tidak sekata, dan ia sekali lagi bertindak balas terhadap ini dengan mencipta daya inersia yang menarik kita ke hadapan untuk meninggalkan kita dalam keadaan gerakan rectilinear seragam apabila tiada ubah bentuk vakum. Tetapi kini kami tidak lagi memindahkan tenaga ke vakum, tetapi ia memberikannya kepada kami, dan tenaga ini dilepaskan dalam bentuk haba dalam pad brek kereta.

Pergerakan kereta yang dipercepatkan-seragam-dipecutan sedemikian tidak lebih daripada satu kitaran gerakan berayun frekuensi rendah dan amplitud yang besar. Pada peringkat pecutan, tenaga dimasukkan ke dalam vakum, pada peringkat nyahpecutan, vakum melepaskan tenaga. Dan perkara yang paling menarik ialah vakum boleh mengeluarkan lebih banyak tenaga daripada yang diterima daripada kami sebelum ini, kerana dia sendiri mempunyai bekalan tenaga yang sangat besar. Dalam kes ini, tiada pelanggaran undang-undang pemuliharaan tenaga berlaku: berapa banyak tenaga yang akan diberikan oleh vakum kepada kita, jumlah tenaga yang sama yang akan kita terima daripadanya. Tetapi disebabkan oleh fakta bahawa vakum fizikal seolah-olah kita kekosongan, ia akan kelihatan kepada kita bahawa tenaga timbul entah dari mana. Dan fakta-fakta yang jelas tentang pelanggaran undang-undang pemuliharaan tenaga, apabila tenaga muncul secara literal dari kekosongan, telah lama diketahui dalam fizik (contohnya, pada mana-mana resonans, tenaga yang begitu besar dilepaskan sehingga objek bergema bahkan boleh runtuh).

Pergerakan lilitan juga merupakan jenis pergerakan tidak sekata, walaupun pada kelajuan yang tetap, kerana dalam kes ini, kedudukan vektor halaju dalam ruang berubah. Akibatnya, pergerakan sedemikian mengubah bentuk vakum fizikal di sekeliling, yang bertindak balas terhadap ini dengan mewujudkan daya rintangan dalam bentuk daya emparan: mereka sentiasa diarahkan sedemikian rupa untuk meluruskan trajektori pergerakan dan menjadikannya rectilinear apabila tiada vakum ubah bentuk. Dan untuk mengatasi daya sentrifugal (atau untuk mengekalkan vakum yang disebabkan oleh putaran), anda perlu menghabiskan tenaga, yang masuk ke dalam vakum itu sendiri.

Sekarang kita boleh kembali kepada fenomena cahaya mentol lampu. Untuk operasinya, penjana elektrik mesti ada dalam litar (walaupun ada bateri, ia masih pernah dicas dari penjana). Putaran pemutar penjana elektrik mengubah bentuk struktur vakum fizikal jiran, daya emparan timbul dalam pemutar, dan tenaga untuk mengatasi daya ini meninggalkan turbin utama atau sumber putaran lain ke dalam vakum fizikal. Bagi pergerakan elektron dalam litar elektrik, pergerakan ini berlaku di bawah tindakan daya emparan yang dicipta oleh vakum dalam pemutar berputar. Apabila elektron memasuki filamen mentol lampu, mereka membombardir dengan kuat ion-ion kekisi kristal, dan mereka mula bergetar secara mendadak. Semasa getaran sedemikian, struktur vakum fizikal berubah bentuk semula, dan vakum bertindak balas terhadapnya dengan memancarkan kuanta cahaya. Oleh kerana vakum itu sendiri adalah sejenis jirim, percanggahan yang dicatatkan sebelum ini mengenai penampilan jirim dari mana-mana dibuang: satu bentuk jirim (sinaran cahaya) timbul daripada yang lain seumpamanya (vakum fizikal). Elektron itu sendiri dalam proses sedemikian tidak hilang dan tidak berubah menjadi sesuatu yang lain. Oleh itu, berapa banyak elektron yang memasuki mentol melalui satu wayar, jumlah yang sama akan keluar melalui yang lain. Sememangnya, tenaga quanta juga diambil dari vakum fizikal, dan bukan dari elektron yang memasuki filamen. Tenaga arus elektrik dalam litar itu sendiri tidak berubah dan kekal malar.

Oleh itu, untuk luminescence lampu, bukan elektron sendiri diperlukan, tetapi getaran tajam ion-ion kisi kristal logam. Elektron hanyalah alat yang membuat ion bergetar. Tetapi alat itu boleh diganti. Dan dalam percubaan dengan satu wayar, inilah yang berlaku. Dalam eksperimen terkenal Nikola Tesla mengenai penghantaran tenaga melalui satu wayar, instrumen sedemikian adalah medan elektrik berselang-seli dalaman wayar, yang sentiasa mengubah kekuatannya dan dengan itu membuat ion bergetar. Oleh itu, ungkapan "pemindahan tenaga melalui satu wayar" dalam kes ini tidak berjaya, malah salah. Tiada tenaga dihantar melalui wayar, tenaga dilepaskan dalam mentol itu sendiri daripada vakum fizikal di sekelilingnya. Atas sebab ini, wayar itu sendiri tidak panas: mustahil untuk memanaskan objek jika tenaga tidak dibekalkan kepadanya.

Akibatnya, prospek yang agak menggoda untuk penurunan mendadak dalam kos pembinaan talian kuasa muncul. Pertama, anda boleh bertahan dengan satu wayar dan bukannya dua, yang dengan serta-merta mengurangkan kos modal. Kedua, daripada tembaga yang agak mahal, anda boleh menggunakan mana-mana logam termurah, malah besi berkarat. Ketiga, anda boleh mengurangkan wayar itu sendiri kepada ketebalan rambut manusia, dan membiarkan kekuatan wayar tidak berubah atau meningkatkannya dengan memasukkannya ke dalam sarung plastik tahan lama dan murah (dengan cara ini, ini juga akan melindungi wayar daripada pemendakan atmosfera). Keempat, disebabkan oleh pengurangan jumlah berat wayar, adalah mungkin untuk meningkatkan jarak antara penyokong dan dengan itu mengurangkan bilangan sokongan untuk keseluruhan talian. Adakah realistik untuk melakukan ini? Sudah tentu ia nyata. Akan ada kemahuan politik kepimpinan negara kita, dan saintis tidak akan mengecewakan anda.