7.2. Гидромеханическое представление электричества и магнетизма
Для того чтобы определить, что именно представляют собой электрические и магнитные поля, необходимо рассмотреть взаимодействие элементарных частиц вещества, расположенный на некотором расстоянии друг от друга.
Как показано выше, элементарные частицы вещества представляют собой винтовые тороидальные вихри, которые взаимодействуют благодаря потокам окружающей среды, создаваемым самими этими вихрями.
Из выражения (3.22) следует, что в промежуточном между вихрями слое газа давление снижено относительно внешнего давления среды на величину
|
|
|
следовательно, если поверхности двух вихрей, обращенные друг к другу,
движутся в противоположную сторону, давление между ними будет снижено, если же они движутся в одну и ту же сторону с одинаковыми скоростями, давление между ними будет такое же, как и в свободном от вихрей пространстве. Поскольку на противоположной стороне вихрей также имеется снижение давления относительно среды, а изменение скорости относительно среды здесь в 2 раза меньше, чем изменение скорости поверхностей вихрей относительно друг друга в первом случае, то силы, действующие на вихри, в обоих случаях будут одинаковы по величине и противоположны по направлению: в первом случае вихри будут притягиваться, во втором — отталкиваться
Рис. 7.1 Зависимость взаимодействия вихрей от направления их ориентации по отношению друг к другу
(рис. 7.1). Изложенные соображения позволяют проследить за поведением вихревых колец газа, расположенных вблизи друг друга.
Как известно [36], вихревое тороидальное кольцо склонно к саморазгону в направлении потоков газа, выходящих из центра кольца (рис. 7.2).
Скорость, которую может достичь такое кольцо, составляет|
|
|
Здесь R — радиус кольца; rT —
радиус тела тора; ГТ = wTST — напряженность вихря тора.Физически такое движение можно объяснить тем, что поток газа, создаваемый одной частью кольца, увлекает своим движением другую часть кольца, и соответственно наоборот.
При встрече двух колец с противоположно направленными относительно Друг друга векторами тороидального движения они либо оттолкнутся друг от друга, если эти векторы направлены в сторону, противоположную центру их взаимодействия (рис. 7.3,
a), либо окажутся в положении неустойчивого равновесия, если векторы направлены к центру
Рис. 7.2. К вопросу самораэгона вихревого тороидального кольца
Рис. 7.3. Взаимодействие вихревых колец, векторы тороидального вращения которых направлены в противоположные стороны
взаимодействия (рис. 7.3,
б). В самом деле, градиент скорости движения газа между кольцами меньше, чем с их внешней стороны, следовательно, давление газа между кольцами больше, чем с их внешней стороны, т.е.Pi>Pe.Следует отметить, что если взаимодействие колец происходит не только вдоль их осевых линий, то кольца начнут испытывать со стороны среды давления, не одинаковые для различных своих частей. Создается момент сил, который в конце концов заставляет вихревые кольца занять положение, при котором направления тороидального вращения будут у них направлены в одну сторону по общей оси. На рис. 7.4
приведены некоторые положения колец и показаны направления действующих на них сил. После того как тороидальные кольца оказываются развернутыми соосно, начинается так называемая "игра колец", при которой оба тора движутся в одном направлении, но задний тор движется быстрее, сжимается, а передний замедляется и расширяется. Задний тор проскакивает в отверстие переднего тора, а затем передний тор становится задним, и "игра колец" повторяется [36—38] (рис. 7.5).Из изложенного следует, что поведение тороидальных колец существенно зависит от их первоначальной ориентации. Кольца могут либо
Рис. 7.4. Взаимодействие тороидальных вихревых колец при различном начальном расположении их относительно друг друга
Рис. 7.5. "Игра колец" - последовательное чередование местами двух тороидальных вихревых колец, векторы тороидального вращения которых направлены в одну сторону
Рис. 7.6. Правовинтовое (а) и левовинтовое (б) движение газа в тороидальном вихре
Рис. 7.7. К угловой ориентации двух взаимодействующих вихревых колец
отталкиваться и разлетаться, либо притягиваться и взаимопроникать друг в друга с чередованием мест в зависимости от их первоначальной ориентации. Этого нельзя сказать о взаимодействии электрически заряженных частиц, поведение которых не зависит от их первоначальной ориентации относительно друг
друга. Следовательно, представление о частицах вещества как о простых вихревых тороидальных кольцах чрезмерно упрощено, что и приводит к противоречиям и в представлении о магнитных или электрических силовых линиях как о простых вихревых нитях.Тороидальные вихревые кольца будут вести себя совершенно иначе, если наряду с тороидальным имеется еще и кольцевое движение вихря, т. е. частицы тела этого вихря движутся винтообразно. Вектор кольцевого движения может совпадать с вектором тороидального движения, и тогда будет иметь место Правовинтовое движение газа в теле вихря, а может иметь противоположное направление —
тогда будет иметь место левовинтовое движение газа в теле тороида (рис. 7.6).Рассмотрим поведение вихревых колец в этом случае. Кольцевое движение не является определяющим в отношении угловой ориентации вихревых колец относительно друг друга. Для того чтобы в этом убедиться, рассмотрим два взаимодействующих кольца, расположенных перпендикулярно одно относительно другого (рис. 7.7).
При таком расположении колец потоки газа кольцевого движения перпендикулярны друг другу, и их воздействие на правое кольцо совершенно одинаково и сверху, и снизу. То же можно сказать и об их воздействии на верхнюю и нижнюю половины левого кольца. Следовательно, кольцевое движение никак не будет влиять на угловую ориентацию колец, по крайней мере, в данном положении. Что касается тороидального Движения, то здесь сохраняют свою силу все положения, отмеченные выше относительно тороидальных колец, не имеющих кольцевого движения. Следовательно, здесь как и ранее, возникнут моменты сил давлений, стремящихся развернуть кольца в направлении совпадения векторов тороидального движения. Правда, в этом случае такой поворот
Рис. 7.8. Проникновение тора с кольцевым движением в другой тор. При противоположном направлении кольцевого движения у обоих торов система из Двух торов может оказаться устойчивой
должен сопровождаться проявлением некоторых гироскопических эффектов, которые прекратятся после того, как кольца окажутся развернутыми в направлении совпадения векторов тороидального движения. Дальнейшее поведение вихревых колец зависит от того, совпадают направления кольцевого движения обоих торов или нет.
В том случае, когда направления обоих взаимодействующих торов совпадают между собой, градиент поступательной скорости движения газа меньше между торами, чем во внешней области, следовательно, давление газа между торами будет большим, чем с внешней стороны. В том же случае, когда направления кольцевого движения
взаимодействующих торов противоположны, градиент поступательной скорости движения газа между торами будет больше, чем во внешней области, давление газа между торами будет меньше, чем с внешних сторон, и торы будут испытывать взаимное притяжение.В последнем случае, если торы достаточно упруги, это притяжение будет происходить до тех пор, пока торы не приблизятся на расстояние, при котором начинается перемешивание противоположно текущих потоков газа, после чего взаимное приближение их должно прекратиться, так как в результате перемешивания скорость поступательного движения газа снизится и давление возрастет. Тем самым будет достигнуто устойчивое равновесие.
Если же торы недостаточно упруги, то произойдет проникновение заднего тора во внутреннее отверстие переднего, после чего система из двух торов может оказаться устойчивой (рис. 7.8). Однако если интенсивность кольцевого движения недостаточна, будет иметь место та же "игра колец", что и при отсутствии кольцевого движения. Таким образом, поведение тороидальных вихревых колец с кольцевым вращением не зависит от их первоначальной ориентации. Такие вихревые тороиды с точки зрения их взаимодействия вполне соответствуют заряженным частицам, что дает основания сформулировать представления о сущности заряда и о сущности электрического и магнитного полей в эфиродинамической модели.
Как следует из изложенного, притяжение и отталкивание вихревых тороидальных колец зависит от того, какое направление имеет винтовое движение частиц в тороидах. Если винтовое движение частиц одинаково, вихревые тороиды будут отталкиваться, если винтовое движение различно —
притягиваться. Сопоставляя поведение вихревых винтовых тороидов с поведением электрически заряженных частиц, можно
Рис. 7.9. Распространение тороидального движения в плоскости движения газа
Рис. 7.10. Распространение кольцевого движения перпендикулярно плоскости движения газа
сделать вывод о том, что полярность зарядов и есть проявление винтового движения, т. е. ориентация кольцевого движения вихревых тороидов относительно их же тороидального движения. Тогда интенсивность винтового движения в каждой точке тороида есть плотность заряда, а интеграл от этой интенсивности по всему объему тороида даст величину заряда частицы. Поскольку винтовым движением охвачено все тело частицы, очевидно, что и заряд распределен по всему телу тора.
В связи с тем что ориентация частиц зависит от тороидального движения, а магнитное поле частиц, в первую очередь, обеспечивает их взаимный поворот, тороидальное движение газа должно быть сопоставлено с магнитным полем частицы; поскольку кольцевое движение создает взаимодействие частиц в плане их притяжения или отталкивания, кольцевое движение необходимо сопоставлять с электрическим полем.
Следует отметить некоторую принципиальную разницу между тороидальным и кольцевым движениями газа в окрестностях тороидального вихря, обладающего кольцевым движением. Тороидальное движение возникает одновременно по всему кольцу тороида, что точно соответствует принципам возникновения магнитных силовых линий. Распространение тороидально вращающегося вихревого кольца может идти при перемещении или его расширении только в направлении плоскости вращения кольца в торе, будь то движение по оси кольца или по плоскости кольца (рис. 7.9).
Кольцевое же движение распространяется в направлении, перпендикулярном этому движению вдоль оси вектора кольцевого движения (рис. 7.10).
Поскольку последнее утверждение не очевидно, на нем необходимо остановиться подробнее.Рассмотрим распространение вращательного движения в столбе жидкости, ограниченном цилиндрическими стенками, при помещении в Центре столба вертушки, ось вращения которой совпадает с осью Цилиндра. Из наблюдений за поведением жидкости следует, что развитие вихря претерпевает три стадии.
Первая стадия (рис. 7.11, a) заключается в закручивании жидкости в плоскости вертушки и возникновении в этой плоскости спирально
Рис. 7.11. Развитие вихря в цилиндрическом столбце жидкости
развивающегося течения. Толщина слоя движущейся жидкости равна толщине (высоте) вертушки. Эта стадия длится до тех пор, пока вращающаяся жидкость не коснется стенок сосуда. На этой стадии имеет место только поперечное распространение кольцевого движения в плоскости кольца. Однако эта стадия относительно кратковременна.
После достижения жидкостью стенок сосуда начинается вторая стадия развития вихря (рис. 7.11, б), заключающаяся в расползании закрученной жидкости до тех пор, пока вращающаяся часть не приобретет форму параболоида. Здесь уже имеет место движение в направлении оси вихря, но только по стенкам, в то время как по оси продолжается движение незакрученной жидкости к центру вертушки. Эта стадия также относительно кратковременна.
Третья стадия (рис. 7.11, в) заключается в бурном тороидальном перемешивании струй вращающейся жидкости с невращающейся, в результате чего вся жидкость вовлекается во вращательное движение. Здесь основным итогом всего движения является распространение вращения жидкости вдоль оси цилиндра в направлении, перпендикулярном плоскости вращения.
Поскольку последняя стадия более длительная, нежели предыдущие две, по крайней мере, во столько раз, во сколько длина цилиндра больше его радиуса, в большинстве случаев возможно ограничиться рассмотрением только этой формы движения при анализе развития кольцевого движения в трубках вихрей эфира. Роль стенок цилиндра для вихревых трубок эфира играют стенки соседних вихрей.
Изложенные соображения позволяют перейти к рассмотрению отдельных проявлений электромагнетизма для уточнения аналогии между ними и вихревыми движениями газа.
