Текст книги "Эфир. Русская теория."

Автор книги: Владимир Антонов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 12 страниц)

Электрические явления. Молния.

Каждый из нас и чаще всего с восторгом (или, напротив, с испугом) наблюдал молнии – явление удивительное и производящее сильное впечатление. Образованный человек знает, что проявляется проскакивание электронов между облаками или между облаком и землей. Уточним наше понимание молнии в свете эфирной теории.

Электроны на Земле гибнут в больших количествах: часть из них «сгорает» в пламени химических реакций, в том числе и при обычном горении, но большая часть проникает в недра Земли и там исчезает, пополняя тепло планеты. Поэтому на поверхности Земли электронов не так уж и много. Значительно больше их в высоких слоях над атмосферой Земли, где они накапливаются как результат солнечного ветра и образуют электронную оболочку (радиационный пояс). Воздух атмосферы почти не проводит электроны: его пушистые атомы и молекулы образуют своего рода перину, которой окутана планета. Радиационный пояс из пушистых электронов можно по аналогии сравнить с пушистым покрывалом на перине атмосферы. Плотность электронов в этом покрывале очень высока; она – максимальная, какая только может быть; и давление электронов в нем очень высокое: в масштабе электрических величин оно равно 10 в девятой степени вольт.

По своей удельной эфирной плотности электроны могут быть отнесены к самым атомарно тяжелым газам, то есть они стремятся опуститься вниз на землю, оттесняя вверх все другие газы воздуха; но сделать это им не просто, так как они пушисты и пушисты все атомы и молекулы воздуха. Одного медленного просачивания электронов сквозь всю толщу атмосферы недостаточно для того, чтобы рассосать электронную оболочку; остается только надеяться на молнии: они решают задачу переноса электронов на землю очень просто и эффективно – пробоем; и помогают им в этом грозовые облака.

Когда в жаркий летний день нагретый воздух устремляется вверх, он может достигать высоты, где начинается граница радиационного пояса. Там пары воды конденсируются и переходят из состояния газа в жидкость и даже в лед, то есть молекулы воды теряют свою пушистость. Пользуясь благоприятным моментом, электроны радиационного пояса облепливают молекулы воды как только могут – сотнями и тысячами на каждую молекулу. Подъем облака в силу его инерции рано или поздно прекращается, и оно устремляется вниз, увлекая вместе с собой неисчислимое количество прилипших электронов. На низкой высоте происходит пробой воздуха, и электроны лавиной уходят в землю.

Что такое – пробой? Обратимся к аналогии – к пневматике. Допустим, у нас имеется ресивер с высоким давлением воздуха; трубка, соединенная с ресивером, уперта своим открытым концом в толстый слой пористого поролона. При этом воздух, скорее всего, будет потихоньку просачиваться сквозь поролон, но давление в трубке будет сохраняться высоким; это – исходное состояние. Теперь начнем постепенно внедрять трубку в поролон все глубже и глубже. В какой-то момент, естественно, произойдет прорыв воздуха сквозь оставшуюся толщу поролона – это и есть пробой: воздух под давлением разорвет поролон, раздвинет его и устремится по возникшему каналу.

Точно также возникает пробой воздуха атмосферы скопищем электронов грозового облака; нет ни какой разницы, если не считать яркой световой вспышки молнии, которой у пневматики, разумеется, нет. Свет порождает гибнущие в шнуре пробоя электроны. Гром, который мы слышим при грозе, представляет собой волну давления, возникшую в результате резкого раздвигания стенок канала, по которому устремляется поток электронов. Известно, что диаметр этого канала достигает двадцати сантиметров и более, а ток в нем может превышать 200 000 ампер. При подходе к земле молния расщепляется на искры, то есть общий канал распадается на рукава. Средняя скорость молнии равна 10 000 километров в секунду, а длина молнии иногда превышает 10 километров.

Как только давление электронов в канале упадет, атмосферное давление его захлопнет, и молния прекратится; произойдет еще один хлопок – кавитационный.

Пережим канала молнии атмосферным воздухом происходит самым неожиданным образом, и может случиться так, что не все электроны смогут выскочить из него и уйти в землю, и часть из них окажется запертой как бы в ловушке – в мешке; так рождается шаровая молния. Съежившись в клубочек, она будет шипеть и искриться, как шипят и искрятся провода высокого напряжения. Коснувшись токопроводящего предмета, шаровая молния уйдет в него; и лучше, если этим предметом будет не человек.

Электризация тел

Какое бы впечатление не производила на нас молния, более убедительные свидетельства существования электричества мы получаем в наши дни от работы электрических приборов и машин. Нагрев утюга, свет электрической лампы, голос радиоприемника, светящийся экран телевизора и многое другое и в быту и за пределами его – все связано с электричеством, все порождено им. И тем не менее сначала обратимся к осмыслению тех невзрачных проявлений движения электронов, с которых начинается изучение электричества школьниками.

Известно, что при трении предметов из некоторых материалов они электризуются; такой процесс происходит при трении стекла о шелк, янтаря или эбонита о шерсть, даже одной ткани по другой. Каков механизм электризации?

Мы уже не раз сравнивали электроны с пылью, воспользуемся этим сравнением и сейчас. При трении электроны буквально механически удаляются с одной поверхности и осаждаются на другой, как стирается, например, пыль мокрой тряпкой с мебели. Казалось бы, пыль должна одинаково распределяться между тряпкой и полированной поверхностью мебели, но нет: она вся осаждается на тряпке и полностью (почти полностью) удаляется с мебели; сказываются разные способности тряпки и полированной поверхности адсорбировать, то есть воспринимать, пыль.

То же самое происходит с электронами: они легко стираются шелком со стекла, янтарем с шерсти, одной тканью с другой и так далее. Но есть и такие материалы, и их большинство, которые адсорбируют электроны одинаково: как бы мы не терли друг о друга предметы из этих материалов электризация не обнаруживается.

В общем случае электризация выражается либо в избытке электронов, либо в их недостатке (и избыток и недостаток определяются относительно нормального «атмосферного» потенциала), и она свойственна как для проводников (металлов), так и для диэлектриков; но формы ее выражения во всех случаях – разные. В металлах и дефицит и излишек электронов рассредоточиваются по всему телу, а в диэлектриках этого не происходит; выше об этом мы уже говорили.

Каждый в отдельности атом (или молекула) диэлектрика способен удержать в независимости от своих соседей как излишек электронов, так и их недостаток; и этому способствуют, в частности, присасывающиеся воронки петель атомов; получается как бы точечная электризация. И такое свое состояние атом может удерживать некоторое время, пока в результате естественной миграции электронов их потенциал на атоме не выровняется с окружающим.

Говорилось уже и о том, что облепленные электронами присасывающие участки атомов нейтрализуются, а оголенные, наоборот, усиливают свои присасывающие способности. И поэтому уместно сравнение электронов с пылью: облепленные пылью куски сырой глины, как известно, не склеиваются.

Все эти особенности электризации очень удачно используются в светокопировальной технике типа ксерокс. С покрытой особым материалом (чаще всего – селеном) поверхности пластины удаляют электроны и оголяют тем самым все поверхностные атомы. Затем на пластину проецируют изображение; под действием света атомы снова насыщаются электронами, но там, где свет не попал, дефицит электронов сохраняется. После этого на пластину наносят порошок красителя; и там, где на пластине сохранились оголенные атомы, порошок прилипает. Пластину с прилипшим красителем прижимают к бумаге, и краситель переходит на нее; так получают копии изображений.

В качестве другого примера можно рассмотреть использование явлений электризации и слипания молекул в живой мышце. Ткань мышцы состоит из перемежающихся молекул актина и миозина, причем молекула миозина имеет полукруглую головку, упирающуюся в актин. Все пространство между молекулами заполнено жидкостью с избытком электронов; электроны облепливают молекулы миозина и актина и нейтрализуют их способность слипаться; мышца расслаблена. Сигнал на сокращение подается в виде порции кальцинированной жидкости с дефицитом электронов. Скатываясь по миозину и попадая на актин, эта жидкость отбирает у обоих молекул электроны, оголяя тем самым их присасывающие участки. В результате начинается слипание молекул; оно выражается в том, что головка миозина обкатывается по актину; при этом происходит частичное укорачивание мышцы. Если порции управляющей жидкости будут повторяться, то сокращение мышцы продолжится. Но как только поступление этой жидкости прекратится, начнется обратный процесс: избыточные электроны среды, проникая между головкой миозина и молекулой актина, будут заполнять их присасывающие участки, нейтрализуя их способность слипаться; мышца снова расслабится.

Можно предположить, что такой процесс разделения атомов и молекул под воздействием проникающих в присасывающие места электронов лежит в основе растворения веществ: электроны растворителя, имея возможность свободно перемещаться вместе со своим молекулами и подходить как угодно близко и с разных сторон к молекулам растворимых веществ, ослабляют их связи настолько, что они распадаются, то есть диссоциируют.

Наэлектризованность тел обнаруживается обычно визуально: тела либо притягиваются, либо отталкиваются; у тяжелых предметов эти явления не столь очевидны, но у легких – бросаются в глаза. Потертая о сухие волосы пластмассовая расческа притягивает к себе листочки бумаги, наэлектризованные легкие ткани слипаются, или наоборот, расходятся; таких примеров можно привести множество.

«Притяжение» и «отталкивание» наэлектризованных тел

Перейдем к следующему вопросу: каков механизм притягивания и отталкивания наэлектризованных тел? Вопрос интересен в том смысле, что эфирная теория отвергает и притяжение, и наличие электрических зарядов, а без них взаимовлияние наэлектризованных тел как бы становится необъяснимым.

Основой всех механических перемещений притягивающихся или отталкивающихся наэлектризованных тел является различная эфирная плотность, возникающая в результате движения электронов: чем больше эти движения, тем меньше плотность эфира и, наоборот, чем меньше движения, тем она больше. Изменение плотности порождает изменение давления эфира, а разность давлений приводит к появлению силы. О связи движений эфирных шариков с их плотностью уже говорилось; мы повторяем это в данном месте для того, чтобы подчеркнуть значимость такого явления: именно оно позволило нам отказаться от пресловутого притяжения и понять гравитацию; с его помощью будем объяснять механические взаимовлияния наэлектризованных тел, отвергая в принципе, по-прежнему, наличие притяжения и в этом случае.

Подвесим рядом два лепестка из металлической фольги и подадим на них в избытке электроны. Сделать это можно традиционным школьным способом – прикосновением к ним натертой о волосы пластмассовой расческой, или более современным способом – с отрицательного полюса заряженного конденсатора. Лепестки разойдутся; почему?

Начнем объяснение с того, что отметим наличие утечек электронов с лепестков в окружающую среду; это, может быть, – самое главное в понимании процесса. Доказательством наличия утечек является то, что довольно скоро разошедшиеся лепестки вернутся в свое исходное вертикальное положение. Утечки электронов с лепестков будут происходить в разные стороны, но очень скоро их плотность в пространстве между лепестками возрастет, и в дальнейшем предпочтительным направлением для них будут внешние по отношению к лепесткам пространства. Повышенные движения электронов понизят там эфирную плотность, и каждый лепесток будет испытывать силу от разности эфирного давления, направленную во внешнюю сторону; лепестки разойдутся. Таково наше объяснение. Подчеркнем: лепестки разойдутся не потому, что будут толкать друг друга, а вследствие разности давлений эфира с разных сторон каждого в отдельности лепестка. И еще раз повторим: решающим фактором в данном опыте явилось уменьшение плотности эфира в пространстве с движущимися электронами. Сила, порождаемая разностью эфирного давления, оказалась даже больше реактивной силы срывающихся с лепестка электронов.

Из нашего объяснения следует, что отклонение лепестка, на который подан избыток электронов, может произойти и в том случае, если другого соседнего лепестка совсем не будет, но при условии, когда с разных сторон лепестка будут уходить в окружающую среду разные потоки электронов; они в разной степени возбудят эфир, и этого окажется достаточно для того, чтобы лепесток отклонился. Сделать это можно различными способами: нанесением на одну из сторон особого покрытия, созданием различных специальных по форме шероховатостей, использованием полупроводниковых материалов и другими.

От изложенного объяснения возникновения силы на отдельном лепестке недалеко до обоснования, по крайней мере теоретически, возможности существования мифического ковра-самолета: если каким-то способом создать на верхней стороне ковра ускоренные движения электронов, то спокойный эфир под ковром создаст подъемную силу.

Теперь тот же опыт с подачей электронов на два соседних лепестка повторим наоборот: создадим на них разрежение электронов; для этого достаточно прикоснуться к ним потертой о шелк стеклянной палочкой или положительным полюсом электрического конденсатора. Лепестки снова разойдутся. Будем и этот случай объяснять, руководствуясь эфирной теорией.

Исходим из того, что электроны есть везде; есть они и в воздухе; мы об этом уже говорили. Любое тело, находящееся в воздухе, в стабильном электрическом состоянии насыщено электронами настолько, что их давление и в воздухе, и в этом теле одинаково. (О плотности электронов в этом случае можно не говорить; естественно, она больше в металле и меньше в воздухе.) А при отсутствии перепада электронного давления не будет и организованного перемещения электронов ни из воздуха в сторону тела, ни навстречу; и только при появлении перепада начнется их направленное движение.

В нашем опыте электроны окружающего воздуха устремятся к лепесткам, потому что там искусственно создано их разрежение; но очень скоро их плотность в межлепестковом пространстве упадет настолько, что основными будут потоки, идущие только извне. Движущиеся электроны уменьшат плотность эфира в наружном пространстве от лепестков, и лепестки под воздействием более высокого давления эфира в зоне между ними разойдутся. Результат тот же, что и при подаче избытка электронов на лепестки; и в этом случае также никакого отталкивания лепестков не происходит, а «виноватой» оказывается по-прежнему, разность давлений эфира.

Продолжим опыты и подадим на один лепесток избыток электронов, а на другом создадим их разряжение; результат окажется противоположным: лепестки сблизятся. Как было бы заманчиво объяснить это явление притяжением зарядов – своего рода чудесной палочкой-выручалочкой, но притяжения на самом деле нет и нет никаких зарядов, и нам не остается ничего другого, как воспользоваться прежними нашими рассуждениями.

Электроны будут утекать с лепестка, где они в избытке, и пополнять недостающую плотность на другом. Наибольший поток электронов будет наблюдаться в зоне между лепестками; следовательно, там же будет создаваться пониженное давление эфира. Возникшая в результате на каждом лепестке в отдельности разность эфирного давления породит силу, направленную извне вовнутрь; лепесток отклонится туда же; то же самое сделает независимо от первого другой лепесток; возникает иллюзия их притяжения.

Рассматриваемый опыт хорош тем, что он имеет интересное продолжение. Допустим, пополнение недостающих электронов на одном из лепестков устранило этот недостаток: плотность электронов на нем стала нормальной, но на другом лепестке она сохранилась еще избыточной. Электроны, по-прежнему, будут уходить со второго лепестка в воздух как в сторону первого, так и наружу; при этом их поток в сторону другого лепестка окажется большим. Этому будет способствовать большая поглотительная способность (электроемкость) металлического лепестка, чем воздуха. Сохранившееся повышенное давление электронов в зоне между лепестками приведет к их отклонению в направлении друг к другу, то есть их первоначальное положение сохранится. Отсюда следует такой вывод: «незаряженный» электронами лепесток будет отклоняться в сторону «заряженного», а тот навстречу первому; при этом вовсе необязательно, что бы «незаряженный» лепесток был металлическим. Последнее утверждение основано на том, что абсорбируют электроны не только металлы, но и атомы и молекулы других материалов, твердых или жидких, кроме газообразных. Поэтому-то пластмассовая расческа после трения о волосы притягивает как кусочки металлической фольги, так и другие неметаллические легкие тела: обрывки бумаги, пушинки, тонкие струи воды и прочее.

Отклонение лепестков навстречу друг другу сохраняется и тогда, когда избыток электронов появится на первоначально «незаряженном» лепестке. Казалось бы, как могут «притягиваться» лепестки, имеющие одинаковый знак «заряда», то есть имеющие избыток электронов? С точки зрения эфирной теории никакого парадокса в этом нет: поток электронов в зоне между лепестками все еще превышает потоки в других направлениях, и этого достаточно для того, чтобы лепестки сближались.

Если следить за их поведением и дальше, то, спустя некоторое время, обнаружится, что первоначально заряженный электронами лепесток перестанет отклоняться и примет вертикальное положение, в то время как второй сохранит свое прежнее отклонение. Это будет говорить о том, что заряженность электронами второго лепестка достигла такого уровня, когда утечки электронов с первого уравновесились в обе стороны, а поток прибывающих на второй лепесток электронов превысил утечки с него в наружное пространство.

Когда в результате перетекания электронов их избыточное давление на обоих лепестках выровняется, возникает та ситуация, которая нами уже рассмотрена ранее: лепестки разойдутся. Закончится опыт тем, что избыточные электроны на лепестках рано или поздно иссякнут, и лепестки примут вертикальное положение.

В середине нашего опыта может возникнуть иное продолжение: допустим, плотность электронов на том лепестке, где она была в избытке, стала в результате утечек нормальной, а на втором – все еще сохранится их разреженность. Электроны из промежуточного воздушного пространства будут усиленно вытесняться в сторону лепестка с недостатком электронов, и это приведет к сближению обоих лепестков. Когда же потоки электронов, пополняющие их недостаток с обоих сторон лепестка уравняются, он примет вертикальное положение, в то время как другой сохранит свое отклонение в его сторону. В дальнейшем возможен и такой вариант, что наибольшим будет поток электронов извне, и тогда лепесток с разреженными электронами отклонится наружу, а другой – в его сторону. Закончится опыт, опять же, полным насыщением и безразличным положением лепестков.

На примере рассмотренного опыта видно, что поведение лепестков не подчиняется примитивному закону: отталкивание тел с зарядами одного знака и притяжение – с противоположными, – оно сложнее, и его можно еще более усложнить, если использовать различные покрытия на лепестках.

Очень зримыми явления электрического «притяжения» и «отталкивания» становятся тогда, когда мы видим прилипающее к телу синтетическое платье или, наоборот, когда оно, наэлектризованное, топорщится, но ничего нового в объяснениях такие явления не требуют.

Движения ионов в электролитах

Отказавшись от притяжения, мы обязаны по-новому взглянуть на такой процесс, как движение ионов в электролитах. Факт их движения в сторону электродов противоположного знака неоспорим, но также хорошо известно, что без перемешивания электролита гальванический процесс почти полностью стопорится. В чем дело?

Возьмем раствор медного купороса, опустим в него электроды и подведем к ним электрическое напряжение; с отрицательного электрода – катода – электроны будут поступать в электролит, а из него – на положительный электрод – на анод. Вода, как известно, разбивает молекулу купороса на ион меди (атом с недостатком электронов) и на ион сернокислого остатка (с их избытком). Проследим за поведением отдельных ионов: меди – катиона и кислотного остатка – аниона.

Из раствора к катиону устремятся электроны, и не один, и не два, а тысячи и тысячи – именно столько способен абсорбировать ион. Электроны сначала будут направляться к нему со всех сторон, но очень скоро главным направлением их движения будет – от катода. Они понизят эфирное давление с его стороны, и разность эфирного давления сместит ион меди туда же. Как только ион насытится электронами, его движение приостановится. Приблизительно такой же маленький шажок совершит и анион, но только повышенная активность электронов возле него окажется со стороны анода: именно туда устремятся его избыточные электроны, и туда сместится он сам. Избавившись от лишних электронов, анион остановится. Остановившиеся нейтрализованные атомы меди и сернокислый остаток перестают принимать участие в гальваническом процессе и будут неподвижными до тех пор, пока судьба не столкнет их друг с другом; для этого как раз и необходимо перемешивание раствора. При столкновении сернокислый остаток отберет у атома меди электроны; они разойдутся, и ситуация повторится. Так, шаг за шагом, будут двигаться в нужных направлениях все ионы электролита.

Уткнувшийся в электрод атом меди может успеть в оголенном виде прилипнуть к нему, но если он в этот момент окажется уже облепленным электронами, то не сможет прилипнуть и будет дрейфовать в полной независимости. Этим объясняется поведение неплотного, рыхлого гальванического покрытия, в котором металл представлен в атомарном виде.

Иная судьба – у сернокислого остатка: добравшись до анода, он оторвет от него атом металла (той же меди), уйдет с ним в раствор, и там они разойдутся; оголенный ион меди устремится в долгий путь к катоду навстречу идущим к нему электронам, а сернокислый остаток вернется к аноду и повторит свои действия. Если бы не было перемешивания электролита, то все кислотные остатки сгрудились бы рано или поздно возле анода и переводили бы материал анода в атомарное состояние; и только наличие кислотных остатков во всем пространстве раствора (а это достигается перемешиванием) способствует смещению ионов меди до самого упора в катод.

Более сложные процессы с движениями ионов происходят в гальванических элементах, например в элементе Вольта, который представляет собой медный и цинковый электроды, помещенные в раствор серной кислоты. Особенность процесса состоит в том, что сернокислый остаток по-разному соединяется с медью и цинком . Когда он отрывает от электрода атом меди и присоединяет его к себе, то вместе с ним увлекает и все электроны, что были прежде а нем; в результате плотность электронов на электроде снижается. В физике такая способность атомов металлов либо забирать электроны с собой, либо, наоборот, их отдавать характеризуется абсолютным нормальным потенциалом; у меди он равен плюс 0,61 Вольта.

Когда же происходит соединение сернокислого остатка с атомом цинка другого электрода, то все наружные электроны атома и часть их остатка отжимаются и сдвигаются на электрод; в результате плотность электронов на нем увеличивается (абсолютный нормальный потенциал цинка равен минус 0,50 Вольта). Такие особенности окисления вызваны только конфигурациями атомов меди и цинка и их присасывающими желобами; эти свойства металлов постоянны и неизменны.

После того, как образовались молекулы медного и цинкового купоросов, они уходят в раствор и там, спустя некоторое время, распадаются под действием воды на ионы. При распаде молекул их электроны перераспределяются между ионами следующим образом: сернокислый остаток медного купороса оттягивает на себя большую часть электронов с атома меди и приобретает очень высокую их плотность, а сернокислый остаток молекулы цинкового купороса, забрав последние электроны с иона цинка, оголяет его начисто. Это приводит к тому, что между сернокислым остатком медного купороса и ионом цинка появляется поток электронов; он уменьшает эфирное давление между ними, и они устремляются друг к другу. Столкнувшись и соединившись, они образую снова молекулу цинкового купороса, и снова цинк вытесняет все электроны. Но, обратим внимание на то, что эти электроны уже совершили скачок от медного электрода в сторону цинкового; так они будут шаг за шагом перемещаться в этом направлении, пока их не остановит разность электронных потенциалов на электродах. Если эту разность понижать путем использования электронного тока, то гальванический процесс будет продолжаться до тех пор, пока весь медный электрод не выпадет в атомарный осадок, или весь цинк не превратится в купорос.