Эфир. Русская теория.
Шрифт:
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
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.
Электронный поток — электрический ток
То, что электрический ток представляет собой электронный поток и что им движет только активный перепад электронного давления, мы уже говорили; уточним некоторые моменты, связанные с ним, и будем их рассматривать по-прежнему с позиций эфирной теории.
Прежде всего — об электронном потоке: в электрофизике сложилось мнение, что кроме электронной проводимости существует еще ионная. В принципе так можно говорить, но мы должны четко представлять, что ионы, то есть атомы или молекулы с ненормальной плотностью электронов, являются всего лишь носителями или, просто, посредниками; сам же электронный поток нигде не прерывается. В этом смысле наряду с понятием электронной проводимости можно было бы употреблять выражение «металлическая проводимость».
Что касается активного перепада электронного давления, то он может возникать как от нагнетания электронов, так и при отсосе. Первый случай подобен нагнетанию воздуха с помощью компрессора, а второй — его откачке с помощью вакуум-насоса. При нагнетании электронов передняя волна давления будет выглядеть как местное уплотнение электронов, и это уплотнение будет быстро смещаться по проводнику в направлении от источника давления; это — наиболее распространенный случай. При отсосе электронов переднюю волну давления правильно было бы назвать волной разряжения, и она смещается с той же скоростью в направлении к источнику; это — так называемая дырочная проводимость.
В общем на электрическую цепь распространяется такое правило: сколько электронов ушло от источника, столько же к нему возвращается, — но могут быть отклонения и очень существенные: все зависит от емкости потребителей. В начале возникновения электронного потока от источника будет уходить больше электронов, чем возвращаться к нему; разность будет накапливаться в емкостях (в частности — в конденсаторах) потребителя. Потом процесс может стабилизироваться, но в сложных системах он полностью никогда не устанавливается.
В исключительных случаях электронные потоки могут быть только однонаправленными, например при подключении пробника с индикаторной лампочкой, и тогда используется только один проводник. Существуют и более сложные однопроводные электрические приборы; для них, естественно, более подходят однополярные источники питания — и такие в принципе могут быть: наше понимание электронных процессов допускает это.
Наиболее подходящим токопроводящим материалом являются металлы. Это объясняется тем, что атомы металлов имеют контурные присасывающие желоба; и как бы атомы не соединялись между собой (а соединяются они между собой с помощью тех же желобов), их желоба являются продолжением одних другими: скользя по желобам, электроны могут перемещаться из конца в конец проводника. В пределах атома электрон смещается без каких-либо потерь; некоторые усилия он совершает только при перепрыгивании с атома на атом, да и то только при условии, что атомы соединились между собой неудачно. Впрочем, зная условия стыковки атомов (а это — затвердевание металла и пластическая деформация волочения), мы не можем рассчитывать на то, что их присасывающие желоба соединились так, как хотели. Отсюда — электрическое сопротивление проводников.
Оно возрастает еще и от того, что у атомов есть тепловые движения, приводящие к постоянному вскрытию стыков; преодолевая их, атомы вынуждены совершать усилия. В среднем влияние температурных изменение электрического сопротивления у всех металлов приблизительно одинаковое, но есть и некоторые отклонения; так больше на температуру реагирует чистое железо и меньше — медь, а еще меньше — некоторые сплавы латуни и, конечно, ртуть, но ртуть — уже жидкий проводник. Снижение температуры благоприятно сказывается на электрическом сопротивлении; и если ее снижать до глубокого холода, то можно достичь сверхпроводимости, она возникает при температуре минус 266 градусов по Цельсию у свинца и при более низкой температуре у алюминия.
Многолетние усилия ученых создать сверхпроводящие материалы при нормальных условиях пока никаких результатов не дали, хотя, согласно эфирной теории, такое может быть. Что для этого нужно? Нужно выполнить два условия: первое — правильное соединение присасывающих желобов атомов, и второе — предотвращение вскрытия стыков при тепловых движениях. Правильного соединения атомов можно достичь при очень медленном затвердевании некоторых металлов в условиях невесомости. Известно, что очень тщательная термообработка проводников даже в земных условиях повышает температуру перехода проводников к сверхпроводимости; при этом, надо полагать, атомы имеют возможность перестроится и улучшить свои взаиморасположения. А для того, чтобы атомы не раскрывали свои стыки при тепловых движениях, нужно подбирать металлы с высокой упругостью, например вводить в сплавы бериллий. Возможны и другие варианты, но, как нам кажется, без глубокого понимания токопроводящих процессов с точки зрения эфирной теории проблему сверхпроводимости не решить. По крайней мере, нужно усвоить хотя бы то, что открытыми для перемещения электронов могут быть только присасывающие желоба атомов на поверхности проводников, а все или почти все внутренние заняты межатомными связями.
Согласно эфирной теории наименьшее сопротивление перемещению электронов оказывает вакуум; если бы он был абсолютным, то есть чистым эфиром, то сопротивления не возникало бы никакого. Но положение усугубляют два обстоятельства: во-первых, абсолютного вакуума достичь невозможно, а во-вторых, перемещаясь внутри любого канала, электроны будут цеплять за стенки и испытывать от этого сопротивление своему движению. Отсюда — вывод: легкого решения проблемы сверхпроводимости не существует.
Изучение движений электронов в вакууме интересно само по себе; оно позволяет нам хорошо понять процессы, происходящие в электровакуумных лампах. Наиболее интересными вопросами являются: отрыв электронов от электрода, управление величиной электронного потока, сжатие потока в тонкую струю и отклонение струи; последние два вопроса касаются в основном электронно-лучевых трубок. Об отрыве электронов от присасывающих желобов атомов электрода уже говорилось; остальные три явления требуют пояснения.
Утверждая, что электрическое поле не может существовать без электронов и что электроны в нем непосредственно контактируют, не имея никакого дальнодействия, мы вынуждены теперь представлять процессы, происходящие в электровакуумных лампах, как взаимовлияние нескольких электронных потоков со своими перепадами давлений; и только так. Сетка лампы, регулирующая величину проходящего через нее потока, может отсасывать часть электронов и тем самым его ускорять или, напротив, может его тормозить, создавая встречный поток. Сжатие электронного потока в тонкую струю можно осуществить простым способом, пропуская его через малое отверстие, или другим способом — созданием дополнительного бокового кругового потока. Этим же боковым круговым потоком можно отклонять электронную струю в нужном направлении; для этого достаточно дифференцировать силы потоков с разных сторон. Именно таким способом управляется электронный луч в кинескопе. Для сравнения можно сказать, что также происходит управление воздушными потоками в приборах струйной пневмоавтоматики (пневмоники).