ТРАНСФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОНОВ

© Н.А. Тетерин

Контакт с автором: N.Tet@inbox.ru

Современный научно-технический прогресс определен развитием и использованием электротехники, электроники. Огромное количество приборов, устройств и машин работают на свойствах электрического тока и электронов. Эти достижения базируются на накопленных знаниях, экспериментальном и теоретическом материале.

Электротехника, физика элементарных частиц рассматривают электрон как стабильную частицу с отрицательным зарядом е = -1,602*10^-19 К.

Одним из фундаментальных физических законов является закон сохранения электрического заряда. В проводниках под действием электродвижущей силы (ЭДС) протекает электрический ток, определяемый как движение заряженных частиц и изменяющийся по закону Ома.

Магнитные свойства электрического тока подчиняются закону Ампера. При прохождении электрического тока в проводнике, находящегося в магнитном поле, на него действует сила (Л 4 ).

В теоретическом обосновании и объяснении многих физических явлений и процессов, связанных с электрическим током и свойствами электронов, не все являются до конца логичным и законченным.

Если рассматривать систему, состоящую из источника электрического тока, трансформатора и нагрузки, то количество электронов во вторичной цепи практически постоянно и не зависит от силы тока . Работа, совершаемая током в нагрузке, – работа потенциальных сил. Если нагрузка – активное сопротивление – выделяется тепло от соударений электронов с молекулами проводника.

Возьмем в качестве нагрузки электрическую дугу.

При одинаковой силе тока проводника и дуги в зоне горения температура тысячи градусов, мощное электромагнитное и световое излучение (Л.5).

В зоне электрической дуги нет межмолекулярных связей, концентрация молекул мала, и нельзя объяснить такое излучение только работой потенциальных сил.

Это различие можно объяснить только качественными изменениями самих электронов.

При рассмотрении действия электромагнитных сил и возникновения ЭДС также не возможно понять их природу, не учитывая качественных свойств электронов ( Л.4). Каков механизм получения, переноса и отдачи энергии, каков механизм электромагнитной индукции и возникновения силы Лоренца и ЭДС?

Изучение и анализ работы многих электротехнических устройств, приборов и аппаратов позволяет предположить о наличии у электронов трансформативных свойств.

Сущность данной идеи состоит в том, что электрон, как элементарная частица, имеет определенное строение и свойство под действием внешних сил изменять свою пространственную форм - трансформироваться , изменяя также свои электромагнитные свойства.

Научное значение идеи состоит в том, что она изменяет сложившиеся научные представления в физике, дает возможность по-новому понять и объяснить свойства электронов, позитронов, нейтральных частиц, связанных с ними явлений и закономерностей микромира. Идея объясняет научные факты и экспериментальные данные, которые не находили ранее своего научного объяснения. 

Изучение и анализ работы электротехнических и электронных устройств, процессов и электрических явлений позволили прийти к идее трансформативных свойств электронов. Данная идея строится на следующих аналитических выводах:

1. Электрон, как частица, имеет качественные свойства и способен: получать, переносить и отдавать энергию.
2. Свойства свободных электронов в проводниках зависят от состояния окружающей “среды ”.
3. Свободный электрон, не имеющий связей с атомами, имеет несколько состояний.
4. Электрон имеет “ механизм ” статического и вращающегося магнитного поля.

Под “ средой ” надо понимать напряженность электрического и магнитного поля в точке нахождения свободного электрона, общий электрический потенциал в проводниках и других веществах, создаваемый атомами с неполными связями и другие воздействия на электрон.

Под “ механизмом ” надо понимать взаимосвязанные статическое и вращающееся магнитное поле электрона. Вращающееся магнитное поле b индуцирует параллельное оси вращения двух полярное статическое поле e. Двух полярное статическое поле e индуцирует вращающееся, перпендикулярное ему, магнитное поле b ( рис. 1).

Свойством статического, Кулоновского, поля является взаимное притяжение разноименных полей, зарядов.

Свойством магнитного поля является взаимное притяжение разноименных полюсов или противоположно направленных потоков.

Под этим углом зрения рассматривался механизм получения, переноса и отдачи энергии электронами в электрической дуге, механизм образования ЭДС в проводнике, возникновения силы Лоренца и свойства проводника с током в магнитном поле.

На основании проделанной работы сделано следующее предположение: электрон имеет пространственное строение и несколько состояний, определяющих его свойства. Свободный электрон имеет плоскостно-кольцевую форму ( рис.1) с вращающимся электромагнитным полем на внешней орбите. Перпендикулярно плоскости электрона имеется и направлено двух полярное статическое поле. Вращающееся магнитное поле, с противоположно направленными векторами по диаметральным сторонам, взаимно притягивается и изгибает плоскость электрона - форма “ C ” ( рис.2 ) .

При отсутствии всякого другого внешнего воздействия на электрон, он сжимается, изгибая свою плоскость в двух взаимно перпендикулярных направлениях - форма “ S ” (рис.5).

Исходя из пространственного строения и действия электромагнитных сил, можно выделить три характерных состояния электрона:

1. Первое состояние - плоскость электрона полностью развернута, вектор вращающегося магнитного поля b перпендикулярен вектору статического поля e - форма

“ X ”. Электрон является диполем и имеет два знака статического заряда, плюс и минус, по разные стороны плоскости ( рис.3 ). Данное состояние неустойчиво. Электрон имеет максимальную энергию и сильное вращающееся магнитное поле. Магнитные силы стремятся сжать плоскость электрона ( переключить ) в полусвернутое состояние.

2. Второе состояние – электрон полусвернут , форма “ С ”( рис.4 ), и имеет электромагнитную энергию или, тоже - заряд , зависящий от степени закрытости , суммарное поле отрицательного или положительного знака. Состояние электрона зависит от внешнего статического и электромагнитного поля. Результирующий заряд электрона можно оценить принципиально по разнице энергий открытых участков отрицательной и положительной сторон статического поля:

Е = е(S+) + е(S-) , (1)

где е - энергия стороны диполя электрона ;

S – площадь внешней, открытой, части стороны частицы.

В данном состоянии электрон, как частица, может иметь отрицательный суммарный заряд (собственно электрон) или положительный заряд - позитрон. Магнитные свойства слабо выражены и усиливаются с приближением формы электрона к первому состоянию. Состояние устойчивое.

3. Третье состояние - электрон полностью свернут и имеет две пары взаимно перпендикулярных и разнонаправленных статических вектора, форма “ S ”. На “поверхности” электрона расположены в противоположных сторонах два участка с плюсовым знаком статического поля и перпендикулярно им два участка с минусовым знаком статического поля (рис.5). Из-за взаимной компенсации и равновесия сил статического и магнитного полей электрона он нейтрален. В данном состоянии электрон не имеет из вне полученного заряда или энергии. Состояние устойчивое.

Переход электрона из одного состояния в другое -трансформирование - определен наличием внешнего электромагнитного поля и его изменением, воздействием электромагнитных волн, фотонов и теплового движения. Переход электрона от первого состояния во второе или из второго в третье связан с отдачей электромагнитной энергии в виде электромагнитных волн и фотонов. Скорость такого перехода определяет длину волны.

Обратный процесс, т.е. переход электрона из третьего состояния во второе и из второго к первому, связан с получением электроном энергии. Под действием внешнего статического поля электрон “расправляется”, его силовые линии выстраиваются вдоль силовых линий внешнего статического поля, тем самым, “заряжая ” электрон и передавая ему энергию ( рис.6). Электрон ориентируется по направлению силовых линий статического поля. Форма вращающегося магнитного поля, перпендикулярного статическому, приближается к кольцевой (рис.1) .

Под действием внешнего постоянного магнитного поля свернутое вращающееся магнитное поле электрона ориентирует его плоскость вдоль силовых линий ( рис.7, форма С ). Под действием собственного вращающегося магнитного поля электрон движется перпендикулярно силовым линиям внешнего магнитного поля по кривой, определяемой степенью кривизны поверхности электрона.

Такая ориентация не приводит к образованию ЭДС в проводниках.

Под действием изменяющегося магнитного поля на проводник электрон приобретает форму близкую к первому состоянию, диполь, ориентируется вдоль оси проводника и, как результирующая от взаимодействия электрона со “ средой ”, образуется ЭДС .

Рассмотрим свойства свободных электронов для каждого характерного состояния.

1. В первом состоянии электрон имеет максимальную энергию.

Он полностью расправлен, вектор статического поля перпендикулярен вектору вращающегося магнитного поля.

С одной стороны плоскости электрона имеется положительный статический полюс, с другой – отрицательный. Так как магнитные силы стремятся сжать плоскость электрона, состояние его неустойчиво, и он готов переключиться в отрицательное или положительное, по знаку заряда, состояние. При переключении электрона в определенное состояние выделяется квант энергии.

2. Во втором состоянии электрон имеет форму, определяемую внешними условиями. При максимальной открытости электрона его форма имеет минимальную кривизну поверхности. Электрон имеет по обе стороны разные знаки поля и определенный заряд, энергию.

В уравновешенном состоянии без внешнего воздействия электроны, притягиваемые статическими силами разноименных полюсов, могут образовывать цепочки. Полное сближение электронов не возможно, так как вращающиеся магнитные поля, в этом случае, имеют одинаковые направления ( рис 8 ).

3. В третьем состоянии электрон может находиться только при отсутствии всякого внешнего воздействия.

Так как S-электроны имеют на своей поверхности четыре участка с разноименными полюсами, то под действием статических сил они могут взаимно притягиваются, образуя пространственные структуры ( рис. 9 ).

Из третьего состояния электрон может перейти при внешнем воздействии во второе состояние с суммарным отрицательным ( собственно - электрон ) или четвертое – с положительным зарядом, полем ( позитрон ).

Под зарядом следует понимать ту или иную степень насыщенности электрона электромагнитной энергией.

Доказательство достоверности.

Рассмотрим ряд явлений под углом зрения данной идеи.

Сверхпроводимость.

Из экспериментальных данных известны два вида сверхпроводимости, (Л.2, стр.349). Для первого вида характерным является отсутствие магнитного поля и нарушение сверхпроводимости при воздействии внешнего магнитного поля. Для второго - наличие сильного магнитного поля.

Если рассматривать электроны в третьем, беззарядовом состоянии, то при отсутствии всякого внешнего воздействия, свободные электроны под действием статических сил взаимно притягиваются, образуя объемную структуру. При воздействии на проводник слабого магнитного поля или статического поля электрон переходит во второе состояние. В третьем состоянии в проводнике нет магнитного поля, так как суммарное магнитное поле каждого электрона равно нулю.

Третье состояние электронов характерно для первого вида сверхпроводимости.

Для электронов во втором состоянии характерным является сверхпроводимость с сильным магнитным полем. В этом состоянии электроны образуют цепочки с взаимным притяжением статическими полями разных знаков и в поперечном направлении – встречными магнитными полями. Образуется также объемная структура. Для обоих видов сверхпроводимости, исходя из свойств электронов, будет иметь значение критическая температура, при которой нарушается сверхпроводимость (3, стр. 447).

Свойства проводников.

В проводниках свободный электрон находятся во втором состоянии, являются диполем и имеет энергию или заряд, определяемые выражением (1). Для разных проводников энергии электронов не равны. Переход электронов из одного проводника в другой вызывает изменение его состояния - электрон или потребляет энергию или отдает, изменяется потенциал проводника и температура. Проводники будут иметь разные потенциалы, определяемые количеством свободных электронов, их энергией и состоянием “среды”.

Это находит экспериментальное доказательство в эффекте А. Пельтье и Зеебека, а также термоэлектрическом эффекте, явлении Томсона (Л.1.,стр. 142).

Аналогичный процесс наблюдается и в переходе металл – полупроводник. Эти свойства используются в диодах Шотки.

Если приложить к проводнику напряжение, по нему протекает ток, электроны получают некоторую энергию, меняя свою форму к более энергонасыщенному, первому, состоянию. При размыкании электрической цепи состояние электронов сразу не изменяется, магнитные силы стремятся сжать плоскость электрона с выделением энергии. Так как электрон остается некоторое время диполем и источником ЭДС, электрический ток сразу не затухает. Такой процесс в проводниках подтверждается известным законом коммутации (Л.4).

Туннельный эффект.

Туннельные диоды изготовляются из материалов с очень малым удельным сопротивлением. Основную роль в процессе переноса электронов здесь играет туннельный эффект. Он состоит в том , что электроны проникают через потенциальный барьер без изменения энергии. Такой туннельный переход электронов с энергией, меньшей высоты потенциального барьера, совершается в обоих направлениях, при условии , что по другую сторону барьера для туннелирующих электронов имеются свободные уровни энергии, (Л.1, стр. 129 -131).

Данный процесс объясним, если рассматривать свойства электронов в третьем состоянии. В таком состоянии электрон не имеет заряда и может переходить из одной зоны проводимости в другую без изменения своей энергии. Туннельный эффект наблюдается при малых напряжениях порядка 0,1 В. При дальнейшем увеличениинапряжения электроны переходят во второе состояние, туннельный ток прекращается, и растет прямой диффузионный ток.

Электронные приборы.

В магнетроне на электроны воздействует сильное статическое и постоянное магнитное поле. Вращающийся объемный электронный заряд, образованный совместным действием постоянных электрического и магнитного полей, взаимодействует с переменными электрическими полями резонаторов и поддерживает в них колебания. При описании этого процесса в Л.1, (стр. 334 - 336) электроны делятся на “полезные” и “вредные”. “Полезные” электроны движутся от катода к анод, т.е. от минуса к плюсу. “Вредные” электроны движутся от анода к катоду, т.е. от плюса к минусу.

Рассмотрим этот процесс под углом зрения идеи. Электроны, вылетевшие из катода, находятся во втором состоянии (рис. 4), имеют отрицательный суммарный заряд. Перемещаясь от катода к аноду, электрон увеличивает свою энергию, приближаясь к первому состоянию. В зоне анода электрон, отдавая энергию, переключается в четвертое состояние, минуя первое, и приобретает положительный заряд (позитрон). Под действием статического поля электрон-позитрон движется от анода к катоду, от плюса к минусу. Перемещаясь от анода к катоду электрон-позитрон увеличивает энергию. В зоне катода , отдавая энергию, переключается во второе, отрицательное, состояние. Процесс повторяется.

Элементарные частицы.

Теоретическое обоснование многих явлений, связанных с электронами, находит в квантовой теории и теории строения атомов и предполагает существование различных спиновых магнитных моментов.

Из идеи следует, что электрон и позитрон, при одинаковом направлении вращения магнитного поля, - одна частица.

Известно, что масса ( m ) и спины ( s ) электрона и позитрона равны, а их электрические заряды ( e ) равны по абсолютной величине, но противоположны по знаку, (Л.2, стр. 483). Данная идея также не противоречит существованию частицы с противоположным электрону направлением вращения магнитного поля и одинаковым направлением статических полей.

Электрон в третьем состоянии не имеет энергии и заряда.

Установленным фактом является существование в природе беззарядовых элементарных частиц – нейтрино - с массой, равной массе электрона.

Данная идея позволяет по-новому рассмотреть в физике свойства и закономерности явлений, связанных с электроникой и элементарными частицами, строением

атомов.

Свойства атомов зависят от количества и расположения электронов на орбитах. Можно предположить, что ядро атома водорода находится внутри электрона в третьем состоянии , форма - “S ” ( рис. 5 ) , который способен изменять свою энергетическое состояние до “C ” формы. В атоме гелия на орбите находятся два С- электрона во втором состоянии в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Такая форма похожа на увеличенную форму электрона в третьем состоянии. Этим можно объяснить сходство свойств жидкого гелия и сверхпроводимости.

На новой научной основе также можно рассмотреть строение и свойства шаровой молнии.

В природе появлению шаровой молнии обычно предшествует грозовой разряд. Находящиеся в разряде электроны теряют свою энергию на электромагнитное излучение и переходят из второго состояния в третье.

В третьем состоянии электроны способны притягиваться друг к другу, образуя пространственную структуру. Можно предположить, что шаровая молния является именно таким сгустком электронов.

Научное значение идеи состоит в том, что оно изменяет сложившиеся научные представления в физике, дает возможность по-новому понять и объяснить свойства электронов, позитронов, нейтральных частиц и связанных с ними явлений, глубже понять явления микромира. Идея объясняет научные факты и экспериментальные данные, которые не находили ранее своего научного объяснения.

1. Предполагается, что электрон имеет плоскостно-кольцевое строение, дающее ему свойство трансформироваться под действием внешних сил и собственного статического и магнитного поля.

2. Предполагается, что электрон, как элементарная частица, имеет четыре характерных состояния и, соответствующие им, пространственные формы строения:

первое состояние – диполь - полностью развернутая частица с максимальной электромагнитной энергией и нулевым суммарным двухзнаковым статическим полем;

второе состояние – собственно электрон - полусвернутая частица с отрицательным суммарным знаком статического заряда, поля и не нулевым уровнем электромагнитной энергии;

третье состояние – нейтральная частица - свернутая частица с нулевым уровнем электромагнитной энергии, нулевым суммарным магнитным полем и нулевым суммарным статическим зарядом;

четвертое состояние – собственно позитрон – полусвернутая частица с положительным суммарным знаком статического заряда, поля и не нулевым уровнем электромагнитной энергии.

1. И.П. Жеребцов. Основы электроники. Энергоатомиздат. Л. 1990.
2. Физика микромира. Маленькая энциклопедия. “Советская энциклопедия” . М. 1980.
3. Л. Солимар, Д. Уолш. Лекции по электрическим свойствам материалов. Издательство “ Мир”. М. 1991.
4. Д.В. Сивухин. Электричество. Общий курс физики. “НАУКА”. М. 1977.
5. В.П.Фоминых. А.П. Яковлев. Электросварка. “ Высшая школа ”. М. 1973.

Защита интеллектуальной собственности и авторских прав Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения. Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков. Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр. Точные науки и дисциплины Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации. Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение. Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики. Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях. Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им. Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства. Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы. Мозговой штурм Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора. Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда. Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике. Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении. Взгляд в будущее и настоящее Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности. Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний. Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества... Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения. Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете. Гуманитарные науки и дисциплины Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий. Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран. Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными. Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить. Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Назад