Физические методы интенсификации технологических процессов

Симачёв А.В. Интенсификация процесса десорбции электромагнитным полем СВЧ

http://michm.ru/mogilevskiy.pdf Могилевский Фёдор Евгеньевич. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВЫПАРИВАНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ЭНЕРГИЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ВЫПАРНОГО АППАРАТА. 05.17.08 – Процессы и аппараты химических технологий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009

Плазмохимические процессы и аппараты. Д-р техн. наук, проф. СУРИС А. Л.

ФИЗИКА СИЛОВЫХ ПОЛЕЙ

Садыков, Бехруз Садыкович

К принципу Маха и «неэйнштейновской теории относительности»
«До сих пор никому не удалось представить тяготение и электричество, как два разных проявления одной и той же сущности. Сегодня наши физические теории, законы физики – множество разрозненных частей и обрывков, плохо сочетающихся друг с другом. Физика еще не превратилась в единую конструкцию, где каждая деталь на своем месте. Пока что мы имеем множество деталей, которые трудно подогнать друг к другу. Нам нужно найти новую точку зрения на мир, которая должна согласоваться со всем, что уже известно, но кое в чем расходиться с нашими установившимися представлениями, иначе будет не интересно»Р. Фейнман. Характер физических законов. М. 1968
1. Введение
Название «Неэйнштейновская теория относительности», хотя и взято в кавычках, тем не менее, звучит слишком тенденциозно и ассоциируется с критикой этой замечательной теории. Но здесь нет ни критики, ни восторга, речь идет об уникальном явлении природы - инерции, которое имеет прямое отношение к теории относительности, но в ней не представлена. Физическая природа инерции не известна, а в неинерциальных системах отсчета (НИСО) нарушаются законы механики, законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, нарушается и главная аксиома физики - относительность движения. Поэтому стараются тем или иным способом избавиться от этой «темной силы». В механике Ньютона и СТО она устраняется постулированием инерциальных систем отсчета (ИСО), в ОТО – постулированием принципа эквивалентности, сводящей инерцию к гравитации. Постулатами законы природы не изменишь, силы инерции, как возникали, так и будут возникать, поэтому их нужно не маскировать, а знать.
Дискуссия вокруг физической природы силы инерции длится не одно столетие. Одни считают, что в природе такой силы нет /1,2/ , с точки зрения ОТО силы инерции эквивалентны силам гравитации /3, 4/, другие, наоборот, считают, что это самая настоящая сила /5/. Разногласие, в какой-то степени, терминологическое и возникает из-за некорректного определения предмета дикуссий. Если под «силой инерции» понимать силу с постоянным источником (зарядом), то такой силы в природе нет, если ее рассматривать как силу, которая возникает в НИСО, то такая сила реально существует и по характеру действия ничем не отличается от обычных, реальных сил: сообщает телам ускорение, совершает работу, оказывает давление. Но здесь речь не о том, признать эту силу реальной или фиктивной, а о том, почему она возникает, где находятся ее источники и почему она такая, какая есть. Над разгадкой тайн инерции трудилось не одно поколение гениальных ученых от Ньютона до Эйнштейна и после них, однако ключевой вопрос: почему при неравномерном и криволинейном движении возникает сила инерции, а при равномерном и прямолинейном движении исчезает, остается без ответа.
Первый ученый, который всерьёз занимался исследованием природы этой силы, был Ньютон. Он был уверен, что причиной инертности тел являются окружающие тела. Однако, проводя разные эксперименты, он какого-дибо влияния не обнаружил, инертность оказалась одинаковой как вблизи, так и вдали от массивных тел. Удивленный отсутствием влияния окружения, он пришел к выводу, что источником инерции является само пространство, он считал, что силы инерции возникают и в пустом пространстве Концепция Ньютона вызвала резкую реакцию современников, его критиковали физики (Гьюйгенс), математики (Лейбниц), философы (Беркли), которые считали, что в опытах Ньютона участвовало ограниченное число близлежащих тел, надо было учесть и дальние тела – звезды, так как в них заключена масса материи Вселенной /6/.
О звездах Ньютон знал лучше его оппонентов, но не знал, каким образом звезды, удаленные на миллионы световых лет, могут мгновенно влиять на земные процессы, если посылаемые ими световая энергия недостаточна, чтобы вскипятить хотя бы пол-стакана воды. Этого не знали и его оппоненты, поэтому вскоре о проблеме забыли, пока в конце XIX столетия ее снова не реанимировал австрийский физик Эрнст Мах (1838 -1916).
Принцип Маха и его модификации
Эрнст Мах, обобщая аргументы оппонентов Ньютона, выступил с критикой его механики, написал свою «Механику» Эта книга долгое время была под запретом из-за критики В.И Ленина идеи Маха. Теперь эта книга издана /7/
В механике Ньютона скорость относительна, а ускорение абсолютно. Мах, так же как и Галилей, считал, что любое движение относительно, Он пишет: «По-моему, существует лишь относительное движение. Когда тело вращается относительно неподвижных звезд, возникают центробежные силы, если же оно вращается относительно какого-то другого тела, но не вращается относительно неподвижных звезд, то никаких центробежных сил не появляется. Я не имею ничего против того, чтобы называть первое вращением, относительно неподвижных звезд» /8/
Идеи Маха оказали сильное влияние на Эйнштейна и сыграли большую роль в создании ОТО. Эйнштейн благодарил Маха «за вдохновляющие идеи», назвал их «принципом Маха» (ПМ) и пытался их физически обосновать, однако это ему не удалось. Надо сказать, что ПМ интерпретируется по-разному. Р. Дикке в статье «Многоликий Мах» писал: «У Маха много лиц – почти столько же, столько было исследователей, рассматривавших ПМ. Будучи основан на глубоких философских идеях, этот принцип является интуитивным и его трудно возвысить до уровня количественной теории» /9/
Эйнштейн перечисляет три эффекта, существование которых следует ожидать в том случае, если ПМ справедлив /10/. 1. На тело должна действовать ускорящая сила, когда соседние с ним массы подвегрнутся ускорению, причем ее направление должно совпадать с направлением этого ускорения. 2. Вращающееся полое тело должно создавать внутри себя «поле сил Кориолиса», приводящее к отклонению движущихся тел в направлении вращения, а так же поле центробежной силы. 3. Инертность некоторого тела должна возрасти, если поблизости от него сконцентрируются тяжелые массы»
Эти условия по-разному интерпретируют ПМ, поэтому, когда говорят о ПМ нужно уточнять, в каком смысле он понимается. В ОТО два первых эффекта присутствуют, но отсутствует третий эффект. Поэтому когда говорят о ПМ, нужно уточниять, что понимается под «принципом Маха». В данной работе под ПМ понимается утверждение, согласно которому инертные свойства каждого тела определяются всеми остальными телами Вселенной.
ПМ – фундаментальный физический принцип, нельзя игнорировать удаленные тела - звезды, галактики, межзвездный газ, в которых собрана вся масса материи Вселенной. Но в прикладном отношении ПМ не конструктивная гипотеза. Так как, словесно констатируя космологическое происхождение инерции, не объясняет ее механизм, поэтому неизвестно каким образом звезды, удаленные на миллионы световых лет, могут влиять на земные процессы мгновенно, если находятся на таком чудовищном расстоянии. Чтобы устранить эту неопределенность и придать ПМ количественное выражение, мы его немного модифицировали и придали более определенный смысл.
Гипотеза об индукционной природе инерции
Учитывая, что силы инерции возникают мгновенно и только в НИСО, нами была выдвинута гипотеза об индукционной природе этих сил /11/. Физические соображения, лежащие в основе этой гипотезы, постоянно уточнялись и их можно найти в обзоре /12/ Согласно этой гипотезе, всякая частица (тело) с зарядом , которая в состоянии покоя создает статическое (потенциальное) поле , при движении создает и динамическое (вихревое) поле . Совокупность этих полей образует единое поле материи, которое назвали инерционным полем (ИП). Применительно к ПМ, это означает, что небесные тела, двигаясь относительно друг другу, генерируют ИП, которое заполняет все пространство, образуя некоторую квазиупругую среду, препятствующую ускоренному движению. Реакция этой среды против сил, стремящихся изменить ее состояние, есть отклик Вселенной, который воспринимается как инертность тела, Состояние ИП определяется полевым импульсом , таким, что его изменение индуцирует силы инерции . В состоянии покоя и равномерного прямолинейного движения ИП не наблюдаемо, оно является нулевой точкой отсчета для всех измерительных приборов, приборы реагируют только на его изменение, когда возникает сила инерции. Способность пустого пространства оказать сопротивление внешнему воздействию, одно из самых фундаментальных свойств физического вакуума. Для материальной среды оно хорошо известно и составляет содержание третьего закона Ньютона. Если тело действует на тело с силой , то и тело действует на тело с такой же силой , но в противоположном направлении . В механике Ньютона взаимодействие между телами контактное, тела соприкасаются, в случае инерции взаимодействие полевое, сопротивляется не материальная среда, а пустое пространство. Это настолько неразумно, что ни один нормальный ученый не рискнул это признать. Введением ИП ситуация изменилась, теперь знаем, что пространство не пустой объем и не геометрическая фигура с искривленными стенками, а реальное силовое поле, которое способно оказать сопротивление внешнему воздействию. Это фундаментальное свойство пространства должно быть включено в уравнение движения. Оно является частью общей реакцию среды , против внешних сил . Учитывая это, второй закон Ньютона может быть переписан в виде . Такое представление закона не новое, новое здесь то, что в реакции среды включено и полевое сопротивление, сила инерции. Инерция особая сила, ее удобнее выделить

,     ,         (1)

При таком представлении второго закона трудности механики Ньютона устраняются, задача сводится к определению полевого импульса. Его нужно разделить на две части: на импульс глобального пространства , и собственный импульс отдельной частицы . ИП пространства , это некоторое не управляемое поле, в котором протекают физические процессы, нам нужно управляемое поле, поле отдельных частиц. Взаимодействие этого поля с частицами сложный процесс, и здесь не обсуждается, поэтому будем считать, что такой импульс существует и в первом приближении его можно представить как сумму произведений всевозможных зарядов (электрический, гравитационный, сильный, др.) движущихся частиц и их 4-вектор – потенциалов

,     ,               (2) 

где - потенциальная энергия заряда , - скорость распространения ИП, суммирование проводится по всем частицам . Введением ИП механический импульс приобретает полевую компоненту , и они вместе образуют полный 4-импульс частицы

,   ,                                       (3)

Они оба пропорциональны скорости и отличаются только массами. - импульс пропорционален материальной массе , - импульс - полевой массе . Материальная масса определяет количество материи в объеме частицы, и не зависит от внешних условий, полевая масса постоянного значения не имеет, она индуцируется полем инерции для усиления инертности частицы. Если на движущееся тело внешние силы не действуют, то его импульс сохраняется, и тело будет продолжать свое движение с постоянной 4-скоростью в том направлении, в каком двигалось

,   ,     (4)