Передача электронной информации
Мы незадумываемся о том, как наш мобильный телефон передаёт и принимает электроннуюинформацию. Под электронной информацией мы понимаем наш голос, письменный текстили фотографию. Каким же образом кодируется такая информация, и каким образомпередаётся в пространство? Мы не будем описывать процесс кодированияинформации, но отметим, что носителем этой информации вдоль проводов являютсяэлектроны /> (рис.1). Провод, представленный в центре схем (рис. 1, а, b), выполняет функциипередающей антенны.
Известно, чтов каждом кубическом сантиметре медного провода содержится /> свободных электронов.Под действием электрического потенциала, приложенного к проводу, его свободныеэлектроны принимают упорядоченную ориентацию и суммарное магнитное поле,формируемое ими, выходит за пределы провода (рис. 1, a, b).
Направлениесуммарного магнитного поля всех свободных электронов в проводе формирует вокругнего магнитное поле (рис. 1, а, b), направление которого меняется с изменениемнаправления векторов магнитных моментов /> и спинов /> электронов. Это твёрдоустановленные экспериментальные факты.
Когдасвободные электроны в проводе сориентированы вдоль его оси и их спины /> направленывверх (рис. 1, а), то вокруг провода формируется магнитное поле, направлениесиловых линий которого закручено против хода часовой стрелки. Когда же электроныповорачиваются на />и их спины /> оказываются повёрнутымиперпендикулярно оси провода, то магнитное поле вокруг него исчезает. Оно вновьпоявляется, когда электроны, повернувшись на /> от исходного положения, вновьориентируют свои спины /> и векторы магнитных моментов /> вдоль провода(рис. 1, b). Направление магнитных силовых линий магнитного поля вокруг проводатоже меняется на />. Таким образом, электроны меняютсвое направление вдоль провода на /> с частотой изменения электрическоготока. В обычной электрической сети эта частота равна 50Гц, а у мобильноготелефона она изменяется в гигагерцовом диапазоне (более 1000 МГц).
/>
Рис. 1. а) иb) – cхемы изменения ориентации свободных электронов /> в проводе под действием электрическогоимпульса; с) – электромагнитная волна Максвелла
Возникаетвопрос: будет ли магнитное поле, формируемое электронами вокруг провода,излучаться в пространство при смене знака ориентации электронов в нём? Удивительнымявляется то, что физики ХХ века до сих пор не имеют ответа на этот вопрос.Попытаемся найти его.
Можно,конечно, допустить, что при смене направления магнитного поля вокруг провода(рис. 1, а, b) оно излучается в пространство и распространяется в нём соскоростью света. Проверим работоспособность такой гипотезы. Если проводпередающей антенны имеет радиус 0,01 м и на его поверхности генерируетсямагнитное поле напряженностью 0,001 Тл, то линейная удельная напряженностьмагнитного поля на поверхности провода составит
/>. (1)
При удалениимагнитного кольца (магнитного кольцевого импульса) от поверхности антенны соскоростью света его радиус /> будет увеличиваться. Представим,что такое расширяющееся кольцевое магнитное поле удалилось от передающейантенны на миллион километров и встретилось с антенной приемника. Линейнаяплотность магнитного кольца, которое пересечет антенну приёмника, составит />. Вряд литакое слабое поле может возбудить электроны антенны приемника, чтобы передатьим закодированную информацию.
Но ведьастрофизики принимают сигналы от звёзд, которые, как они полагают, расположеныот нас на расстоянии /> световых лет. Если эту информациюнесут магнитные кольца с увеличивающимися радиусами, то напряженность ихмагнитных полей, приходящих к нам, будет близка к нулевым значениям. Это даётнам основание утверждать, что магнитное поле, формируемое электронами вокругпередающей антенны, никуда не излучается.
В XIX и ХХвеках считалось, что электромагнитное излучение является волновым. Оноформируется электрическими /> и магнитными /> полями, которыеизменяются синусоидально во взаимно перпендикулярных плоскостях. Такое представлениебазируется на опытах Майкла Фарадея, проведённых им в 1831 году. Он установил,что магнитные и электрические поля меняются синхронно и всегда находятся в сопряжённомсостоянии. Если эти изменения синусоидальны, то изменение напряженностей электрическихи магнитных полей чаще всего представляют как две взаимно перпендикулярные синусоиды,изменяющиеся во времени /> и описываемые уравнениями Максвелла:
/> (1)
/>, (2)
/>, (3)
/>. (4)
Здесь:
/> - напряженность электрическогополя;
/> - напряженность магнитного поля;
/> - ток смещения;
/> - ток проводимости.
Как видно (1-4), это — уравнения в частных производных,поэтому они автоматически противоречат аксиоме Единства. Это противоречиеусиливается независимостью /> и />. В результате они не могутописывать корректно движение в пространстве каких-либо объектов. Поэтому у насесть основание поставить под сомнение, соответствие реальности электромагнитнойволны Максвелла.
Это сомнениебазируется на массе противоречий между экспериментальными фактами и уравнениямиМаксвелла. Например, кольцевые магнитные поля вокруг провода (рис. 1, а, b) –строгий экспериментальный факт, а волна с одновременно и синусоидальноменяющимися напряжённостями электрических /> и магнитных /> полей — выдумкатеоретиков. Приняв её, они обязаны сообщить нам: каким образом цилиндрическоемагнитное поле (рис. 1, а, b), формируемое электронами вокруг любого провода,по которому течёт ток, превращается в две взаимно перпендикулярные синусоиды?Как из кругового магнитного поля формируются амплитуды взаимно-перпендикулярныхсинусоид и чему они равны? Но такие вопросы не смущают физиков-теоретиков. Неморгнув глазом, они голословно утверждают, что не нужны никакие представления, математикапрекрасно обходится без каких – либо представлений в предсказанииэкспериментального результата.
В условиях,когда нет ни единого эксперимента, способного доказать формирование электромагнитныхволн Максвелла, правильность интерпретации результатов решений его уравненийвызывает сомнения. Но физики ХХ полностью игнорировали это и делали всё, чтобыдоказать, что уравнения Максвелла (1-4) описывают излучение антеннойпередатчика именно такой волны. Возникает вопрос: на чём базируют физики своюубеждённость в том, что излучение формируют электромагнитные волны Максвелла?Прежде всего на опытах Герца, который якобы доказал существование таинственноготока смещения (/>), входящего в третье уравнение(3) Максвелла. Ошибочность этого доказательства трудно было проверить приотсутствии сведений об участии фотонов в передаче информации в пространстве.Теперь такая информация имеется и мы можем проверить корректность интерпретациирезультатов опытов Герца, проведённых им в конце 19-го века. С тех пор ненашлось учёного, способного понять необходимость проверки достоверностиинтерпретации результатов этих опытов. Выполним её.
Герциспользовал в качестве источника высокого переменного напряжения катушкуРумкорфа, с помощью которой генерировал искры в искровом промежутке 1 вибратора(рис. 2). Для регистрации процесса излучения он использовал провод, концыкоторого завершались сферическими шариками. Он придавал этому проводу формуокружности, квадрата или прямоугольника с регулируемым зазором между шариками(рис. 2). Такое устройство он назвал резонатором.
Искровойпромежуток 3 резонатора регулировался специальным микрометрическим винтом. Появлениеискры между шариками свидетельствовало о появлении тока в проводе резонатора. Внекоторых опытах искра была такой слабой, что он наблюдал её в темноте прииспользовании увеличительного стекла или подзорной трубы.
/>
Рис. 2. Схемаопыта Герца: 1 – искровой промежуток вибратора; 2 – пластины; 3 – искровойпромежуток резонатора; 4 – проводящее или изолирующее тело
Когда искровой промежуток 3 резонатора располагался сбоку,как показано на рис. 2, то искр в нём не было в силу одинаковости условий длянижней и верхней половинок резонатора. Если к пластинам вибратора подносилоськакое – либо проводящее тело 4, то, как считал Герц, оно деформировало полевибратора, в результате резонатор оказывался не в нейтральном положении, и вего зазоре 3 появлялись искры. При этом искровой промежуток 3 резонатора надобыло располагать с той стороны, с которой подносилось проводящее тело.
Герцобнаружил, что замена проводящего тела изолированным не меняет результат опыта.На основании этого он сделал вывод о том, что электромагнитное поле Максвелла генерируетток смещения и в проводящих телах, и в диэлектриках.
Нам странновоспринимать такой вывод Герца. Прежде всего, диэлектрик не проводит ток,поэтому его и назвали так, чтобы отличить от проводника, который проводит ток.Далее, остаются невыясненными вопросы о влиянии на результат эксперимента световыхфотонов, излучаемых в зазоре 1 вибратора в момент образования искры. Ведь ониотражаются от проводящих тел и диэлектриков одинаково. Попав на провод резонатора,они и формируют в нём электрический потенциал, который, разряжаясь, образует искрув искровом зазоре 3.
Когда зазор 3резонатора симметричен относительно концов вибратора, то симметричный потокфотонов, поглощаемых электронами провода резонатора, формируют в нём однополярныйпотенциал и искра отсутствует. Введение проводящего или изолирующего тела 4 взону лишь нижней части резонатора приводит к тому, что фотоны, излучённые вискровом промежутке 1 вибратора, отражаются от боковой стенки введённогопроводящего или изолирующего тела 4 и увеличивают общий поток фотонов на нижнюючасть резонатора. В результате формируется дисбаланс в возбуждении электроновнижней и верхней частей резонатора и возникает потенциал, который и разряжаетсяв зазоре 3 резонатора, формируя искру, которую и наблюдал Герц.
У нас нетоснований упрекать Герца в ошибочности интерпретации этого эксперимента. В еговремя это была, пожалуй, единственно возможная интерпретация, так как понятие фотонещё отсутствовало. Но у нас есть основания упрекнут всех его последователей,которые ничего не сделали для того, чтобы повторить его опыты на современномуровне и найти им правильную интерпретацию.
Конечно,приближённые методы решения уравнений Максвелла могут давать результат,совпадающий с экспериментом. Суть этого совпадения заключается в том, что приближённыеметоды решения уравнений Максвелла основаны на использовании рядов Фурье,которые используются при анализе экспериментальной информации близкой ксинусоидальной. Этот же метод используется и для установления связи междууравнениями Максвелла и экспериментальными данными. То есть физическая суть самойэлектромагнитной волны здесь никак не представлена. А ведь эта волна можетиметь разное физическое наполнение, которое не отражают измерительные приборы.В таких условиях совпадение экспериментального результата с теоретическим можетбыть случайным, а его интерпретация — полностью ошибочной.
Из этого следует необходимость повторения опытовГерца с использованием современных средств. И они уже проведены с помощьюприбора ИГА-1. Результаты этих опытов убедительно доказали ошибочностьпредставлений о волновой природе электромагнитного излучения, подобномумаксвелловской электромагнитной волне.
Прибор ИГА-1, имея чувствительность100 пиковольт, принимает естественные излучения с частотой 5 кГц на антеннудиаметром 30 мм. Длина волны такого излучения равна
/>.
С помощьюэтого прибора обнаруживаются источники различных естественных излучений, в томчисле и расположенные под землёй ручьи, пустоты (пещеры) и другие естественныеи искусственные образования, молекулы которых излучают фотоны схарактеристиками, отличающимися от характеристик фотонов, излучаемых общей совокупностьюмолекул всех остальных образований, среди которых находится образование,анализируемое исследователем.
Если учесть, что уравнения Максвелла (1- 4)работают в условиях, когда длина электромагнитной волны соизмерима с длинойантенны, то эксперимент с прибором ИГА -1 — убедительное доказательство того,что носителями излучений являются фотоны, но не электромагнитные волныМаксвелла. Это обусловлено тем, что размер антенны (круглый диск) у прибора ИГА– 1 на 6 порядков меньше длины максвелловской волны. Из это следует, что приборИГА – 1 принимает не максвелловскую, а фотонную волну.
Излучениеэлектронами фотонов при их возбуждении – экспериментальный факт, подтверждённыймиллионами спектральных линий атомов, ионов и молекул. Импульсное воздействиена электроны в проводе – тоже процесс их возбуждения, который сопровождаетсяизлучением импульсов фотонов. Есть основания предполагать, что импульсное воздействиена электроны в начале провода передаётся всем электронам вдоль провода со скоростьюблизкой к скорости света (рис. 3). Вполне естественно, что с такой же скоростьюпередаётся и информация, закодированная в этом импульсе. На этом принципе основанаработа всех систем, передающих информацию по проводам, в том числе и работаИнтернета. Представим, что электроны в проводе не только формируют магнитныеполя вокруг него (рис. 1, а, b), но и излучают импульсы фотонов (рис. 3).
/>
Рис. 3. Формированиеимпульсов электронов вдоль провода и излучение им фотонов в пространство
Если наэлектроны в проводе воздействовать синусоидальными импульсами напряжения, тоэлектроны будут менять направления своих спинов /> и векторов магнитных моментов /> напротивоположные в каждом полупериоде и этот процесс тоже будет сопровождатьсяизлучением импульсов фотонов (рис. 4, а, b), в которых можно кодировать информацию.
На рис. 4, аи b показаны свободные электроны /> в проводе, сориентированные поддействием электрического поля. Вполне естественно, что импульсное воздействиена свободные электроны в проводе приводит к импульсному изменению их магнитныхмоментов />,которое сопровождается излучением фотонов. Других излучений в этом процессенет. Из этого следует, что носителями информации в пространстве являются импульсыфотонов, излучаемые свободными электронами антенны, при воздействии на нихимпульсов напряжения.
Естьоснования полагать также, что в этом процессе принимают участие и валентныеэлектроны, связывающие атомы в молекулы. Это предположение базируется наизвестном факте фонового шума, который генерируется фотонами, формирующимитемпературу антенны, равную температуре среды, окружающей её.
/>
Рис. 4.Формирование импульсов фотонов электронами, совершающими синусоидальныеколебания в проводе
Известно, чтос изменением температуры тела меняется его объём. Обусловлено это тем, что припоглощении и излучении фотонов валентными электронами у них изменяются энергиисвязи, а значит и расстояния между атомами в молекуле или между молекулами в ихкластерах. Из этого следует, что если валентные электроны поглощают и излучаютфотоны, формирующие температуру среды, то эти электроны вместе со свободнымиэлектронами принимают участие в формировании импульса фотонов при воздействииэлектрического потенциала на свободные электроны. Возникает вопрос: как великорасстояние между молекулами и достаточно ли оно для того, чтобы свободныеэлектроны могли перемещаться в проводе и менять свою ориентацию? Размерэлектрона />,а размер молекул />. Этого вполне достаточно длядвижения и изменения ориентации свободных электронов в проводе или антенне.
Свободныеэлектроны /> впроводе ориентируются под действием электрического поля так, что векторы ихспинов /> имагнитных моментов /> направлены вдоль провода (рис. 1,a, b). Напряженность магнитного поля /> каждого электрона связана с егоосновными параметрами зависимостью.
/> (5)
где /> - угловаяскорость вращения электрона; /> - полная энергия электрона.
Самое главноев том, что напряженность магнитного поля /> электрона зависит от частоты /> его вращения. Сизменением этой частоты изменяется магнитный момент />. Импульс изменения магнитногомомента /> передаетсявдоль провода, а импульс изменения угловой частоты /> сопровождается излучением фотонов(рис. 2, 3) электронами перпендикулярно проводу. Таким образом, малейшеевнешнее воздействие на свободные электроны приводит к передаче ими одной и тойже информации в двух направлениях: вдоль провода и перпендикулярно ему.
Мы ужеотметили, что температуру окружающей среды формируют фотоны с определеннойдлиной волны. При этом электроны атомов и молекул всего, что находится в этойсреде, в том числе и электроны атомов анализируемой нами антенны, непрерывнопоглощают и излучают эти фотоны, поддерживая необходимую температуру. Поэтомуони являются передатчиками энергии и информации между всеми объектами среды.Это естественный процесс, благодаря которому существует все живое и неживое вПрироде. Но он был полностью проигнорирован при интерпретации процессовпередачи энергии и информации искусственными источниками, созданными человеком.