Comments 33
Что же является носителем электромагнитной энергии в пустоте, в которой ничего нет? Здесь самый простой ответ, — электромагнитное поле, которое является физически реальным и представляет собой одну из форм существования материи.
Извините, так там - пустота или присутствует "одна из форм" материи? И поле - это материя (оно материально) , или поле (нематериально)?
Электромагнитное поле - это один из видов материи.
Какой материи?
Волна - гармонические колебания некой среды. В случае электромагнитной волны - какой?
Не хочу тратить ничьё время, вкратце:
- по логике - если в вакууме есть хоть какой из видов материи, то это уже не пустота и не вакуум;
- поле - это и есть поле, понятие придумали специально для того, чтобы их различать, а не путать (или подумайте - какой, по-вашему это вид материи? Протоны, электроны, мезоны или кварки?
- нас учили - электрический ток создает магнитное поле, оно, в свою очередь, индуцирует опять же электрическое и т.д. Подобно контуру из катушки и конденсатора. Вот это и "помогает" волне распространяться в вакууме.
- есть хорошие книги по теории поля;
- есть книги по ТОЭ (теоретическим основам электротехники), как раз про теорию поля применительно к электромагнитным процессам;
- всё это сложно, наш преподаватель - доктор технических наук поговаривал, что на "5" этот предмет знает только Бог, сам преподаватель - на "4", а студенты не могут более чем на "3". И он - прав;
Писать статью про измерение потенциала зеркальным гальванометром, про то, что длина волны связана с частотой колебаний (она не связана, а определяется, нужно это различать), про то, что магнетизм определяется диполем а не доменом и прочее - не совсем корректно. Молодежь может прочитать и подумать, что это правда...
(Вот зарекался не связываться с Хабром, и опять...)
По пунктам
1) именно этим отличается физический вакуум от философского
2) это вы путаете понятия «материя» и «вещество». Вещество и поле - это виды материи.
3) ответ на всё дальнейшее: я знаю это, я физик. С одним комментарием: преподаватель в вузе достаточно часто на «4» предмет не знает.
Природа вещества и поля: https://vk.com/wall463405223_616
Извините, так там - пустота или присутствует "одна из форм" материи? И поле - это материя (оно материально) , или поле (нематериально)?
Существует много моделей на эту тему. Например, вакуум состоит из неких прото зарядов которые могут поляризоваться под действием обычных зарядов, такое состояние будет полем. Считается что поле Хиггса равномерно заполняет всё пространство и имеет ненулевую энергию, обычные заряды являются как бы стоками и источниками для этого поля, соответственно частицами этого поля будут являться слабые заряды (это не W±), тогда обычный фотон будет являться составным из слабого гиперзарядного бозона (спин 1/2) и В-бозона (спин 1/2) в сумме (спин фотона 1). Грубо говоря вакуум состоит из маленького электрончика и маленького магнитного монополя, их поперечная комбинация будет электромагнитной волной.
Например это нашло отражение в модели дуального сверхпроводника сейчас наиболее известна модель дуального сверхпроводника предложенная Намбу, Хоофт, Мальдештам, Известно, что в сверхпроводниках второго рода в магнитном поле возникают тонкие нитевидные вихри Абрикосова, магнитный поток сжимается в тонкую трубку вихрем электронов вокруг неё. Смысл термина "дуальный" состоит в том что все электрические заряды заменяются на магнитные заряды, а электрические поля на магнитные, тогда вихрь будет состоять из магнитных зарядов (монополей), а внутри трубки будет проходить электрический поток.
Природа вещества и поля: https://vk.com/wall463405223_616
Интересный вопрос, это действительно одно из немногих, если не последнее природное явление, насчет которого отсутствуют не только рабочие теории, но и способ получения. При этом внешне простое по способу наблюдения/описания ("длительно плавающий в воздухе светящийся шар").
Если сравнивать с физикой процессов торнадо/смерчей, которая долго считалась неясной — то там хотя бы были возможности лабораторно воспроизводить вихревые явления в микромасштабах или почти гарантированно поймать явление в естественных условиях.
Шаровая молния — достаточно частое явление, чтобы считаться подлинным и слишком редкое, чтобы было целесообразно тратить ресурсы крупных научных групп. Нет специальных мест, куда можно поехать, чтобы точно встретить шаровую молнию. Хотя предполагается, что нужно быть в регионах с интенсивными грозами, что повысит вероятность. Но насколько? Грубо оценим, что обычные люди за условные 75 лет имеют шанс 1% и это связано с периодом гроз. Грозы очень усреднено занимают 1% времени. Если мы проживем жизнь в регионе, где грозы наблюдаются 50% времени, то шанс встретить за всю жизнь шаровую молнию возрастет только до 39,5%.
А просто увидеть шаровую молнию дает нам немногое. Куда важнее увидеть момент зарождения — именно это даст ключевую информацию для искусственного воспроизведения явления. Но тогда шанс в 1% можно опустить еще на пару порядков.
Сейчас время, когда установлено множество камер, что должно повышать вероятность наблюдения. К сожалению, из-за визуальной простоты явление очень уязвимо перед фейками (тема очень привлекательна и позволяет некоторым недобросовестным контентмейкерам получать сотни тысяч просмотров от обманутой аудитории) и неумышленными спутываниями с другими процессами (дугование на ЛЭП, дроны, китайские фонарики). Практически все публично доступные видео по теме НЕ являются съемками шаровой молнии.
Сказать честно, я бы хотел раскрыть это явление — это стоит того, чтобы потратить все свое время... но, разумеется у меня отсутствуют нужные материальные ресурсы.
Есть книга "О физической природе шаровой молнии". В ней описан случай - где-то "шарики" зарождались сами по себе в насосной станции, вызвали дежурных электриков, те переделали заземление, и генерация шаровых молний прекратилась. Потом приехали ученые, пытались отсоединить заземление, но уже ничего не происходило.
Есть еще книжка-брошюра "Генерация шаровой молнии в домашних условиях". Описывается несложная установка, но я ее не повторял...
С этим "шарики зарождались сами по себе в насосной станции" уже давно вполне понятно (как и с псевдообразованием шаровых молний на подводных лодках) — это ложное принятие за шаровую молнию эффектов короткого замыкания (или соединения нагрузок) при большом токе. При таком коротком замыкании часть металла плавится и отделяется от провода, обычно падает вниз. Медь достаточно быстро остывает, но в виде огненного шара способна прокатится по полу на паровой подушке некоторое время. Стали аналогичны, еще и окисляются при этом, что увеличивает время наблюдения и яркость шариков. Алюминий светится еще ярче, может лопаться и взрываться, если влаги на полу много. А еще, тонкие, но объемные фрагменты алюминия могут небольшое время плавать в воздухе не падая, увлекаемые ветром или потоком горячего воздуха и при этом ярко догорать.
С "Генерация шаровой молнии в домашних условиях" тоже все понятно, это достаточно простые опыты, приводящие к псевдоявлениям, схожим с ШМ, некоторые я повторял.
Подытожив, точно не являются ШМ, хотя имеют ряд внешних признаков:
любые виды электромагнитного пробоя воздуха с внешним источником энергии, плазма в микроволновке, как пример;
любые виды расплавленного/окисляющегося металла, возникающие в ходе электрического (КЗ) или химического поджога такого металла;
формирование мгновенно остывающей плазмы из водяного пара посредством воздействия одиночного искрового разряда (установки, где в воду бьют разрядом из батареи конденсаторов).
Еще раз подчеркну, что сейчас весьма сложно выделить факты истинного наблюдения ШМ от явлений, внешне схожих, которых становится все больше в ходе научно-технического прогресса (реально, только описания ШМ до конца 19 века могут быть без таких помех). Наблюдатель должен разбираться, что он видит, понимать общую физику и химию процессов и обращать внимание на мелочи. Вероятно, надо будет как-то это в форме статьи сделать, много мыслей накопилось.
Природа вещества и поля: https://vk.com/wall463405223_616
Это ложное утверждение. Дать полное физическое объяснение такому феномену как "шаровая молния" не дает именно отсутствие сколь-нибудь значимых многократных наблюдений. Это почти как призрак, о котором только все и говорят (а некоторые, возможно, даже и видели), но что это такое и как его воспроизвести никто не знает. Благо пару раз это чудо попалось в поле зрения спектрометра, отчего кол-во вопросов только увеличилось, хоть и более серьезно стали относиться к существованию сего явления.
давно зарегистрированое и многократно наблюдаемое физическое явление из области электричества
Ну тут уже люди ответили
дружно игнорируется всеми "учеными"
Неправда. Ежегодно выходят 1-2 статьи про шаровые молнии в рецензируемых журналах. "Дружность" ученых сходится лишь в одном: слишком мало достоверных фактов и нет воспроизводимых экспериментов, поэтому тема получает ровно столько внимания, сколько заслуживает
Наука ничем не отличается от любой другой деятельности человека. Деньги дают либо на коммерческие исследования, которые отобьются в обозримой перспективе. Либо на хайповые темы (бозон Хиггса, гравитационные волны, графен, и так далее). Электромагнитные явления, к которым относится шаровая молния, были хайповыми темами во времена Теслы и Эдисона. Сейчас это засохшее говно мамонта для любого комитета по распределению финансирования. Поэтому этим никто не занимается. Таких историй тысячи. Просто большинство из них узкоспециальные.
Хоть сильно не в тему, но раз уж заговорили о линейности и нелинейности, хочу задать давно мучающий меня вопрос. Вряд ли кто-то ответит, но может хотя бы задумается. А вопрос такой. Что такое принцип суперпозиции в квантовой механике ??? Это фундаментальный закон Природы ??? Или всё-таки приближение малых полей ??? Откуда он пришел, более не менее понятно. Из оптики. Ибо само уравнение Шредингера получено из оптического приближения эйконала (такой переход между геометрической и волновой оптикой). Но тогда о нелинейной оптике ничего не знали. Поэтому вполне естественно было рассматривать только линейные законы. Сейчас мы о ней знаем. Знаем что даже вакуум, при определенной (очень большой !) напряженности поля в волне будет нелинеен. Ибо начнут рождаться электрон-позитронные пары. Вот мне и непонятно, как в квантовой механике следует понимать принцип суперпозиции, если вся Природа буквально вопиет о нелинейностях !
Что такое принцип суперпозиции в квантовой механике ???
Часть (а вернее, следствие) постулата о представлении состояния физической системы через вектора Гильбертова пространства
Ибо само уравнение Шредингера получено из оптического приближения эйконала
Нет. По нормальному, уравнение Шрёдингера (стационарное) получается как частный случай динамического уравнения Шрёдингера, которое есть еще один постулат квантовой механики. Хотя на самом деле, его можно вывести из условия слабой непрерывности оператора эволюции (см Теорему Стоуна).
Знаем что даже вакуум, при определенной (очень большой !) напряженности поля в волне будет нелинеен
Это правда, но теория Эйлера-Гейзенберга - это квантовая электродинамика (раздел квантовой теории поля), а не квантовая механика. КТП включает в себя КМ для описания отдельных её частей (полей), подобно тому, как из конструктора Лего получается машинка. В этом смысле принцип суперпозиции никуда не девается.
Никуда он не девается и в менее экстравагантной оптике нелинейных материалов. Просто надо понимать, что нелинейность проявляется на иных физических величинах (отклик среды, например), нежели вектор состояния или волновая фунция. В конце концов, если вы начнете считать вероятности на основе состояния квантовой суперпозиции, вы столкнётесь с перекрестными членами -- с квантовой интерференцией -- которая в своей сути нелинейна
Вы попросили чатГТП "кратко пересказать школьный курс электричества"?
Давно было доказано, что магнитного поля не существует, только электрическое. Магнитное поле - это эффект теории относительности. Когда положительный заряд движется мимо отрицательного, он сжимается в направлении движения, из-за этого со стороны отрицательного заряда выглядит так, что плотность заряда возрастает и возникает дисбаланс положительных и отрицательных зарядов - возникает сила.
Подробно разжевано здесь, начиная с 20 минуты:
https://www.youtube.com/watch?v=y3zEHwn8Vcg&t=1407s
По сути этот то же самый эффект, который наблюдется в парадоксе шеста и сарая: https://ru.wikipedia.org/wiki/Парадокс_шеста_и_сарая
Минусующим для начала следует ознакомиться с доказательством, работа под названием "К электродинамике движущихся тел", автор Альберт Эйнштейн: https://synset.com/wiki/Эйнштейн_1905
У вас тут очень какое-то непонятное место в статье:
Если мы посмотрим на следующую анимацию, где показано излучение/приём радиоволны антенной, называющейся «полуволновой диполь», то мы увидим, что каждый из усиков антенны, должен быть такого размера, чтобы в его размеры укладывалась соответствующего размера амплитуда принимаемой/излучаемой полуволны:
Размеры "усиков" измеряются в метрах, амплитуда поля в В/м, эти величины нельзя сравнивать напрямую. Пусть амплитуда 1 В/м, размер "усиков" 10 м, тогда "укладывается" 10 м / (1 В/м) = 10 Вольт?
В свою очередь, амплитуда зависит от частоты, а частота зависит от длины волны.
Вообще говоря, амплитуда от частоты не зависит. На примере звуковых колебаний: нота может быть тихой или громкой, при этом частота её не меняется. На примере света: бывает яркий синий, бывает тусклый, но синим он быть от этого не перестаёт.
Причем "каждый из усиков антенны, должен быть такого размера, чтобы в его размеры укладывалась соответствующего размера амплитуда принимаемой/излучаемой полуволны " совершенно не обязательно в реальной практике, если не задавать жесткое уточнение условий работы (питания, согласования, положения в несвободном пространстве).
Я думаю, в контексте этого и было сказано (правда, недостаточно однозначно) про зависимость амплитуды от частоты, ведь если на несогласованный диполь подавать ВЧ напряжение не той частоты и не принимать дополнительных мер, амплитуда излучения будет падать по мере ухода от резонанса.
Соответственно, там нужно скорректировать так: "В свою очередь, амплитуда электромагнитного излучения полуволнового диполя, единоразово согласованного с фидером или генератором зависит от частоты (а частота зависит от длины волны). "
О, спасибо. Думал, что вообще ерунда написана.
Природа вещества и поля: https://vk.com/wall463405223_616
Элементарная частица всеРОД всё и всех объединяет!
ВсеРОД, …, водоРОД, …, кислоРОД, …, углеРОД, …, натрийРОД, ..., приРОДа, РОДители, заРОДыш, РОД, РОДина, наРОД!!
.
электростатическое, то есть это электрическое поле, существующее при наличии неподвижных зарядов
Если "неподвижный" заряд существует 1 мин, это электростатическое поле? А если 1 секунду? А если 1 микросекунду? Перестаёт ли электростатическое поле быть электростатическим, если существует 1 микросекунду???
Электромагнетизм и некоторые интересные явления и процессы