Таблица 29: Числовые коэффициенты естественных единиц

Таблица 29: Числовые коэффициенты естественных единиц

 

 

		s		t/s
Пространство-время (сгс)	4, 558816 x 10-6		3, 335635 x 10-11
Механические	4, 558816 x 10-6		1, 49175 x 10-3
Электростатические	4, 80287 x 10-10		4, 80287 x 10-10
Электромагнитные	1, 602062 x 10-20		1, 602062 x 10-20
Модификация СИ	1, 602062 x 10-19		1, 602062 x 10-19

 

Применяя принцип эквивалентности естественных единиц к электрическим величинам, необходимо принимать во внимание различия между числовыми величинами, относящимся к разным системам. Например, естественная единица емкости, величина, играющая главную роль в феноменах, обсужденных в главе 15, является естественной единицей электрического заряда, деленной на естественную единицу напряжения, t/s x s²/t = s. На основании объяснения естественных электрических единиц, предложенного в предыдущих параграфах, величина естественной единицы электрического заряда в электростатической системе сгс составляет 4, 80287 x 10^-10 эсе. Естественная единица емкости – эта величина, деленная на естественную единицу напряжения, которая в главе 9 оценивалась как 9, 31146 x 10⁸ вольт. Результат – 5, 15802 x 10^-18 фарад. Как мы уже нашли, фарад – это единица пространства. Естественная единица пространства, выведенная в томе 1, составляет 4, 558816 x 10^-6 см. Деля две эти величины, мы получаем 1, 1314 x 10^-12 как отношение числовых коэффициентов естественных единиц. Из геометрических измерений найдено, что сантиметр как единица емкости равен 1, 11126 x 10^-12 фарад. Следовательно, теоретические и экспериментальные величины пребывают в согласованности в пределах точности, с которой выполнено современное изучение электрических отношений.

В данном случае применение принципа эквивалентности просто подтверждает экспериментальный результат. Его ценность как инструмента исследования проистекает из того факта, что он одинаково применим в ситуациях, где не доступно ничего из других источников.

 

Глава 17

Ионизация

Электрические заряды не ограничиваются электронами. Единицы вибрации вращения, составляющие электрический заряд, можно вставить и в любую другую комбинацию вращения, включая атомы и другие субатомные частицы. Процесс создания таких зарядов известен как ионизация, а электрически заряженные атомы или молекулы называются ионами. Подобно электронам, атомы или молекулы могут заряжаться или ионизироваться посредством любых агентов, включая излучение, тепловое движение, другой физический контакт и так далее. По существу, процесс ионизации – это просто передача энергии, и любой вид энергии будет служить цели, если передается в нужное место и в нужной концентрации.

Как указывалось выше, один из источников, из которого можно вывести энергию ионизации, - тепловая энергия самой ионизированной материи. В главе 5 мы видели, что тепловое движение всегда направлено наружу. Следовательно, оно соединяется с ионизацией в оппозиции к базовым вращательным движениям вовнутрь атомов, и до некоторой степени чередуется с ионизацией. Количество энергии, требующееся для ионизации материи, варьируется в зависимости от структуры атома и существующего уровня ионизации. Поэтому, каждый элемент обладает рядами уровней ионизации, соответствующих последовательным единицам вибрации вращения. Когда концентрация тепловой энергии (температура) совокупности достигает такого уровня, влияния, которым подвергаются атомы, обладают достаточной энергией, чтобы вынуждать линейное тепловое движение преобразовываться в вибрацию вращения, ионизируя некоторые атомы. Дальнейшее повышение температуры создает ионизацию дополнительных атомов совокупности и дополнительную ионизацию (больше зарядов на те же атомы) ранее ионизированной материи.

Тепловая ионизация имеет лишь небольшую важность в земном окружении, но при высоких температурах, превалирующих на Солнце и других звездах, температурно ионизированные атомы, включая положительно* заряженные атомы элементов Деления IV, многочисленны. По существу, при таких температурах, условия ионизации обычны, и в каждом из расположений звезд имеется общий уровень ионизации, определенный температурой. На поверхности Земли уровень электрической ионизации равен нулю, и за исключением некоторых особых случаев среди субатомных частиц, любой атом или частица, обретающие заряд, будучи в газообразном состоянии, пребывают в неустойчивом положении. Это убирает заряд при первой же возможности. В другом месте, где превалирующие температуры соответствуют уровню ионизации двух единиц, самым устойчивым положением является двойное ионизированное состояние. И любые атомы выше или ниже этой степени ионизации стремятся убирать или обретать заряды в степени, необходимой для достижения устойчивого уровня.

Поскольку вибрация вращения, которую мы знаем как ионизацию, - это в основном движение, противоположное вращательному движению атома, ионизация не может превышать итоговое действующее положительное* смещение (атомный номер). В регионе, где уровень ионизации очень высок, более тяжелые элементы обладают значительно большим содержанием положительного* смещения в форме ионизации при данной температуре, чем элементы с более низкой массой. Это положение оказывает важное влияние на цикл жизни элементов, его мы будем обсуждать позже.

В ядерной теории атомной структуры, ныне принятой физиками, “ядра” атомов окружены числом электронов, равным атомному номеру элемента. Ионизация рассматривается как процесс отделения электронов от атома. На этом основании максимальная степень ионизации достигается тогда, когда удалены все электроны и остается только ядро. Это правдоподобная гипотеза. И на первый взгляд, ее правдоподобие говорило бы в пользу ядерной теории. Однако следует осознать, что любая надежная теория атомной структуры имела бы то же объяснение ионизации, отличаясь лишь языком выражения. Такая теория должна определять сущности, которые прибавляются или убираются из атома при увеличении атомного номера. Тогда последовательное прибавление или удаление этих сущностей объясняет ионизацию. В ядерной теории, рассматривающей атом как набор частиц, такими сущностями являются электроны. В теории вселенной движения, считающей атом комбинацией движений, электроны являются единицами вращательного движения. Любой другой сформулированной теории потребовалось бы определить сущность, которая могла бы прибавляться или убираться единица за единицей. То есть, процесс ионизации согласовывался бы с любой теорией. Следовательно, он ничего не подтверждает.

В земных условиях каждый уровень ионизации каждого элемента обладает конкретным потенциалом ионизации, представляющим количество энергии, требующееся для достижения ионизации. Сейчас допускается, что эти величины являются фиксированными естественными отношениями и постоянны для всех условий. Теоретический статус данного допущения в контексте теории Обратной Системы еще не прояснен. Оно может быть правомочным для газообразного состояния. Однако измеренные уровни ионизации очевидно не применимы к ионизации в состоянии конденсированного газа - в состоянии, при котором молекулы газа находятся на одинаковом расстоянии (равном единице) друг от друга. Физические отношения в таком состоянии очень отличаются от состояний в обычном газе, включая переворот всех скалярных направлений. Таким образом, сейчас все, что мы можем сказать о потенциале ионизации в этом состоянии, - каждый последующий уровень ионизации должен включать увеличение энергии. Как мы увидим в томе 3, материя большинства наблюдаемых звезд пребывает в состоянии конденсированного газа.

Связь между температурой и степенью ионизации позволяет пользоваться ионизацией, которую спектроскопически можно наблюдать как измерение температуры поверхности звезд. Например, гелий при температуре ниже 12. 000º К не ионизируется. При температуре около 35. 000º К он пребывает в форме гелия II (единично ионизированный). При еще более высоких температурах он дважды ионизируется (гелий III). Другие элементы обладают похожими паттернами ионизации. Следовательно, смесь ионов, наблюдаемая в спектре звезды, указывает на область температуры на поверхности звезды. Сообщается, что звезды класса О, пребывающие в области вплоть до 80. 000º К, содержат N II, O II, C II и Si III, а также ионы гелия и водорода.

Однако следует понять, что связь между ионизацией и температурой прочно поддерживается лишь тогда, когда ионизация создается температурой. В астрономической литературе имеются ссылки на “температуры ионизации”, но это просто температурные эквиваленты уровней ионизации. Пока ионизация создается температурой, они не указывают на реальную температуру. Уровень ионизации – это отражение силы ионизирующего фактора, каким бы он ни был. Если этот фактор – тепловая энергия, тогда ионизация – это измерение температуры. Но если ионизирующий фактор – излучение, уровень ионизации – это измерение силы излучения, а не температуры.

В томе 3 мы столкнемся с неким видом непонимания, когда речь зайдет о связи между температурой и созданием рентгеновских лучей. Когда рентгеновские лучи создаются термально, между испусканием x-лучей и температурой имеется реальная связь. Но здесь, вновь, если x-лучи создаются каким-то другим фактором, это свидетельствует о связи между испусканием x-лучей и силой другого фактора, она не зависит от температуры. Важность этого положения в том, что испускание x-лучей сейчас рассматривается как указание на высокую температуру в случаях, когда процесс создания x-лучей неизвестен; даже в случаях, когда условия таковы, что температура для теплового создания x-лучей невозможна. Температуры в миллионы градусов выведены из наблюдений x-лучей в местах, где реальный температурный уровень не может быть больше, чем несколько градусов выше абсолютного нуля.

“Температура” без определяющего прилагательного – это особо определяющая концепция, и именно такое определение температуры входит в разные температурные связи. Использование других видов “температуры” абсолютно правомочно, если они надлежащим образом определены подходящим прилагательным, как в выражении “температура ионизации”. В главе 24 мы будем вводить альтернативный вид температуры – “магнитную температуру”. Следует осознать, что эти “температуры” обладают своими наборами свойств. К ним не относятся тепловые отношения. Например, общий закон газа относится лишь к температуре в обычном (тепловом) смысле. Он выражается как PV = RT, где P – это давление, V – объем, Т – температура, а R – газовая константа. Из этого закона очевидно, что высокая температура может быть получена в данном объеме газа лишь при высоком давлении. В межзвездном и межгалактическом пространстве давление, действующее на крайне разреженную среду, около нуля. Из общего уравнения газа видно, что температура должна быть на соответственно низком уровне. Температуры в миллионы градусов в регионах, о которых сообщается, абсолютно нереалистичны, если означают “температуру” в термальном смысле.

Путаница, существующая в этой сфере, возникает за счет неспособности четко различать разницу между двумя видами векторного движения, в которых участвуют частицы газа. Составляющие частицы участвуют в поступательном движении газообразных совокупностей в целом. Обычно понимается, что это не тепловое движение; то есть, быстродвижущаяся совокупность может быть относительно холодной. Атом или частица, независимо движущиеся в пространстве, рассматриваются точно так же. Их свободное поступательное движение не имеет теплового значения. Тепловое движение – результат сдерживания распространения. Это направленно распределенное случайное движение, возникающее в результате ограничения движения в объеме в определенных пределах. Давление – это измерение сдерживания распространения. Следовательно, температура, мера теплового движения, - это функция давления, что указывалось в законах газа. Высокой температуры можно достичь лишь при высоком давлении. Если часть или весь газ в совокупности удаляется из ограничения распространения, его составляющие движутся наружу не направленно, и тепловое движение превращается в линейное поступательное движение. Температуры и давления соответственно уменьшаются.

Картина природы электрических зарядов и ионизации, которую мы вывели из постулатов теории вселенной движения, очень отличается от ныне принятого объяснения этих феноменов, страдающего избытком гипотез, сформулированных в начале исследования электричества на основе ограниченной доступной эмпирической информации. Первые исследователи в этой области отождествили отрицательные* заряды с электронами, а положительные* заряды с атомами материи. Потом обнаружили, что атомы определенных элементов подвергаются спонтанному распаду, при котором наряду с другими продуктами испускаются электроны. На основании эмпирических открытий научное сообщество приспособило ранее упомянутую гипотезу, в которой положительные* заряды приписываются атомным “ядрам”, а отрицательные* заряды – электронам. Затем положительные* и отрицательные* ионизации приписывались соответственно недостатку или избытку электронов.

Одной из нарушающих характеристик этого объяснения было большое несоответствие в размерах единиц двух сущностей, определенных как носители зарядов. Роли, играемые положительными* и отрицательными* зарядами в теории, были, по сути, обратными по природе. Допускалось, что носитель положительного* заряда протон обладает массой почти в две тысячи раз больше массы отрицательно* заряженной частицы – электрона. Поэтому, когда был обнаружен положительный* аналог электрона - позитрон, физики вздохнули с облегчением. Однако они не осознали, что открытие, восстанавливающее симметрию, которую следовало ожидать в природе, разрушило основы ортодоксальной теории. Сейчас очевидно, что положительный* заряд – это такая же реальность, что и отрицательный* заряд, а не просто нехватка электронов, как утверждает теория.

Хотя открытие позитрона решило одну из проблем симметрии, оно создало другую проблему, еще более трудную. Ввиду того, что электрон и позитрон пребывают в обратном отношении, насколько мы можем сказать, казалось бы, они должны появляться в равных количествах. Но в нашем окружении позитронов мало, а электронов много. Традиционная наука не имеет ответа на эту проблему кроме простых умозаключений. Из теории вселенной движения мы находим, что асимметричное распределение электронов и позитронов, и положительных* и отрицательных* зарядов в целом, происходит не за счет любой неотъемлемой разницы в характеристике движений, составляющих заряды, а является следствием того факта, что итоговое смещение вращения атомов обычной материи происходит во времени; то есть, оно положительное. Следовательно, заряды, обретаемые атомами в процессе ионизации, тоже положительные*, за исключением относительно немногих примеров, когда отрицательная* ионизация возможна из-за существования отрицательного электрического смещения вращения надлежащей величины в структурах определенных атомов. Положительно* заряженные субатомные частицы, позитроны, редки вблизи материальных атомов потому, что их итоговое временное смещение вращения совместимо с базовой структурой атомов, и они легко поглощаются при контакте. Соответствующие отрицательно* заряженные частицы материальной системы, электроны, имеются в изобилии, поскольку их пространственное смещение годно к употреблению в структурах материальных атомов лишь в очень ограниченной степени.

Очевидно, что оба механизма, обсужденные на предыдущих страницах, выборочное введение позитронов в структуру материи, оставляющее избыток свободных электронов, и механизм ионизации, создающий лишь положительные* ионы в условиях высокой температуры (при которых происходит большинство процессов ионизации), несовместимы с существованием закона, требующего абсолютного сохранения заряда. Это расстроит многих людей, потому что законы сохранения обычно рассматриваются как прочно установленные основные физические принципы. Поэтому прежде, чем переходить к другим темам, будет уместно рассмотрение этой проблемы.

В традиционной физической науке законы сохранения эмпирические. Как выразился один физик:

“Мы прибывает в курьезной ситуации. Мы знаем законы сохранения, но не знаем стоящей за ними динамичной основы; то есть, мы не знаем виды симметрий, ответственные за них”. 60

Хотя законы сохранения удержали свой начальный статус как важные фундаментальные принципы физики на фоне огромного расширения научного знания, имевшего место в двадцатом веке, общее понимание их природы подверглось значительному изменению. Любая эмпирическая обоснованная связь или вывод всегда подвергается модификации в результате новых открытий. Именно это и произошло с законами сохранения. Например, думали, что закон сохранения энергии непоколебим. В учебнике 1919 года говорится: “В изолированной системе никогда не наблюдалось ни обретения, ни потери энергии”. 61 Это утверждение больше не истинно. Мы обнаружили, что масса и энергия взаимозаменяемы. То есть, одна может увеличиваться за счет другой. Поэтому закон сохранения следует переопределить. Как выразился Эрик М. Роджерс:

“В самой полной форме вы можете рассматривать его (сохранение энергии) не более чем обобщением эксперимента; он расширился до статуса соглашения, принятой схемы энергии, определенной так, что (по определению) общее количество остается постоянным”. 62

Сейчас часто утверждали, что нам не следует говорить о сохранении массы или сохранении энергии, а только о сохранении массы-энергии. Однако превращение одной из сущностей в другую происходит лишь при условиях, которые в земном окружении абсолютно исключительные, а отдельные законы сохранения применимы при всех обычных обстоятельствах. Поэтому, казалось бы, уместно, устанавливать законы индивидуально, как в прошлом, и квалифицировать утверждения так, чтобы ограничить применение законов в ситуациях, в которых сохранения отсутствуют, или отделять их от другой формы движения.

Те же соображения относятся к электрическим зарядам. Имеется широкая сфера физической активности, в которой поддерживается сохранение заряда. Конечно, ныне превалирует точка зрения, что сохранение заряда абсолютно, как указывалось в нижеприведенном утверждении:

“Закон сохранения электрического заряда констатирует, что невозможно изменить общее количество электрического заряда в мире, даже в мельчайшей степени”. 63 

Наше открытие состоит в следующем: Все физическое величины с размерностями t/s, включая электрический заряд, эквивалентны и при надлежащих условиях равнозначны кинетической энергии. Хотя энергия и заряд индивидуально сохраняются в определенной сфере физических процессов, имеется целый ряд процессов, в которых величина t/s сохраняется, но изменения происходят в величинах вспомогательных количеств, таких как заряд или кинетическая энергия за счет превращения одного в другое.

Закон сохранения электрического заряда справедлив, где бы ни происходило превращение, и продолжал существовать потому, что такой природой обладают обычные электрические процессы. Наблюдение, наиболее повлиявшее на вывод, что сохранение заряда абсолютно, - существование процессов, при которых положительный* и отрицательный* заряды создаются в парах и вместе разрушаются. Единица отрицательного* заряда – это единица скалярного движения наружу во времени. Единица положительного* заряда – это единица скалярного движения наружу в пространстве. Поскольку два движения направлены противоположно от естественной нулевой точки, комбинация двух единиц становится итоговым общим движением (измеряемым как энергия или скорость) нуля на естественной шкале. Таким образом, создание или нейтрализация такой пары зарядов не включает изменение общего итогового заряда или энергии. Это еще один пример того, что мы назвали процессом нулевой энергии.

Еще один пример – процесс индукции, описанный в главе 16. Как объяснялось, внешний, положительный* заряд индуцирует вибрацию вращения (заряда), которая положительно* связана с каждым из атомов объекта, подвергающегося заряду, а отрицательный* заряд связан с подвижными единицами пространства (электронами), в котором находятся некоторые атомы. Тогда силы притяжения и отталкивания, возникающие за счет внешнего изменения, вынуждают каждую из комбинаций атом-электрон разделяться на пары положительно* и отрицательно* заряженных сущностей. Можно видеть, что этот процесс не меняет итогового количества электрического заряда. Объект (комбинация движений) с нулевой итоговой вибрацией вращения (зарядом) разделяется на два компонента, итоговый общий заряд которых равен нулю.

Однако очевидно, что существуют и процессы особого вида, и тот факт, что в таких процессах заряд сохраняется, не указывает на то, что заряд сохраняется всегда. Представляется, наилучшим решением вопроса сохранения было бы осознание того, что каждый из уже сформулированных законов сохранения правомочен в определенных пределах и, следовательно, обладает конкретной областью полезности. А также формулировать каждый из законов в такой форме, чтобы его применение ограничивалось областью условий, в которой не происходит превращения одних форм вовлеченных движений в другие.

Хотя вышесказанное представляет собой значительное ограничение области применения закона сохранения заряда, имеется обширная сфера физических явлений, в которых электрический заряд сохраняется, поскольку процессы, включающие заряды с итоговым общим t/s в форме электрического заряда, ограничиваются в основном процессами, происходящими при очень высоких температурах или очень больших кинетических энергиях.

Одна из важных областей, в которых электрический заряд сохраняется, - ионизация в жидкостях. Например, молекулы простого химического соединения, такого как соляная кислота (HCl), состоят из двух компонентов, в данном случае атома водорода и атома хлора, ориентированных по способу, описанному в томе 1, и удерживаются вместе силами сцепления, обсужденными в главе 1 данного тома. В жидком состоянии молекулы движутся независимо, подвергаясь ограничениям, налагаемым природой данного состояния материи. Действующее вращение атома водорода, ориентированного в соляной кислоте, положительное, а атома хлора – отрицательное. Следовательно, при разделении, эти компоненты молекулы способны принимать соответственно положительные* и отрицательные* заряды.

Молекулы в жидкой совокупности пребывают в постоянном движении и часто сталкиваются друг с другом. Определенный процент столкновений, зависящий от температуры, обладает энергией, достаточной для разрыва связей между молекулярными компонентами и разделения каждой молекулы на две части. Обычно части сразу же образуют новые комбинации, но если атом находится в единице пространства электрона, столкновение передает вибрацию вращения каждому из компонентов. (Как отмечалось в главе 13, такие вибрации вращения, электрические заряды, часто создаются при разных видах контактов. ) Вибрация вращения – это положительное движение атома водорода относительно связанного пространства электрона и отрицательное* движение электрона относительно атома хлора. Таким образом, создание зарядов – это процесс нулевой энергии, он не прибавляется к энергии системы.

Сейчас молекула HCl становится молекулой Н+, ионом, и атомом Cl, связанным с заряженным электроном, скажем, ионом Cl-. Заряды новых молекул или ионов балансируют валентности связанных с ними атомов. Поэтому ионы устойчивы в том же смысле, что и исходные молекулы HCl, за исключением наличия довольно сильного стремления к новым комбинациям, ограничивающего итоговую величину ионизации.

Сейчас давайте вернемся к исследованию эффектов, которые создаются, когда напряжение прикладывается так, чтобы вызывать градиент напряжения в ионизированной жидкости. Это достигается помещением в жидкость двух электрических проводников или электродов и подсоединением их к источнику тока так, чтобы электроны извлекались из положительного* электрода, анода, и входили в отрицательный* электрод, катод. Жидкости, такие как HCl, не являются проводниками электричества в том смысле, в котором этот термин применяется к металлам; то есть, они не позволяют свободное движение электронов. Однако введение разности потенциалов создает движение ионов в ионизированной жидкости.

Как мы видели в главе 15, разность потенциалов выталкивает некоторые электроны катода в пространственный эквивалент времени и извлекает такое же число электронов из пространственного эквивалента времени в анод. Некоторые контакты с молекулами жидкости обладают достаточной энергией, чтобы передавать заряды электронам поблизости от катода. Таким образом, вблизи жидкости накапливается какое-то количество отрицательного* заряда. Этот процесс известен как поляризация.

В аноде извлечение электронов создает дефицит электронов относительно концентрации равновесия. Это ведет к разрыву некоторых нейтральных комбинаций положительных* атомов и отрицательных* электронов. Высвобожденные электроны поглощаются электронным “вакуумом”, теряя заряды в этом процессе. Это создает избыток положительно* заряженных ионов; то есть, область вблизи анода обладает положительной* поляризацией.

В результате поляризации положительные* и отрицательные* ионы притягиваются соответственно к катоду и аноду электрическими силами между разноименными зарядами. Положительные* ионы (такие как Н+), достигая катода, нейтрализуют отрицательно* заряженные электроны и переносят их из концентрации электронов в эквивалентное пространство. Они заменяются электронами, извлеченными из катода. Затем дополнительные электроны обретают заряды посредством столкновений и восстанавливают равновесие в жидкости, окружающей катод. Тем временем отрицательные* ионы (такие как Cl-), достигая анода, нейтрализуют положительные* заряды вблизи этого электрода и высвобождают извлеченные электроны в анод, восстанавливая равновесие поляризации.

Потеря электронов катодом и обретение электронов анодом в описанном процессе создает разность потенциалов между двумя электродами, в дополнение к тем, которые обеспечиваются источником внешнего напряжения. Следовательно, ток течет от анода к катоду по металлическому проводнику, восстанавливая условие равновесия. Ток течет до тех пор, пока в жидкости продолжают двигаться ионы.

Пропорция общего числа молекул, которые будут ионизироваться в конкретной жидкости при конкретных условиях, – функция вероятности, величина которой зависит от ряда факторов, включая силу химической связи, природу других веществ, присутствующих в жидкости, температуру и так далее. Если связь сильная, как у органических соединений, часто молекулы вообще не ионизируются в области температуры, при которой вещество является жидкостью. Вещества, такие как металлы, у которых атомы объединены положительными связями, тоже не могут ионизироваться в жидком состоянии, поскольку процесс нулевой энергии ионизации зависит от существования комбинации “положительный*-отрицательный*”.

Наличие или отсутствие ионов в жидкости – важный фактор во многих физических и химических феноменах. Именно по этой причине химические соединения часто классифицируются на основе поведения как полярные или неполярные, электролиты или не электролиты и так далее. Разница между ними не настолько фундаментальна, как может показаться, поскольку разница в поведении – это просто отражение относительной силы связи: больше или меньше, чем количество, необходимое для предотвращения ионизации. Статус органических соединений как не электролитов возникает за счет большой силы двумерных связей, характерной для данных соединений. В этой связи, ничего не значит то, что органические соединения, такие как кислоты, обладающие одним атомом или группой, притянутой слабее, чем обычно в органическом делении, часто подвергаются заметной степени ионизации.

Ионизация жидкости – это не процесс. продолжающийся до завершения; это динамическое равновесие. подобное тому, которое существует между жидкостью и паром. Электрическая сила притяжения между разноименными ионами присутствует всегда. И если ион встречается с ионом противоположной поляризации в период, когда его тепловая энергия ниже уровня ионизации, произойдет перекомбинирование. Устранению ионов мешает ионизация дополнительных молекул, энергия которых достигает уровня ионизации. При стабильных условиях равновесие достигается в той точке, где скорость образования новых ионов равна скорости перекомбинирования.

Традиционное объяснение процесса ионизации таково: Он состоит из передачи электронов от одного атома или группы атомов к другому атому или другой группе. Это создает дефицит электронов, определенный как положительный* заряд, у одного из участников и избыток электронов, определенный как отрицательный* заряд у другого. Допускается, что в процессе электролиза отрицательные* ионы несут электроны к аноду, где последние покидают ионы, входят в проводник и текут по внешней цепи в катод. Здесь они встречаются с положительными* ионами, притянутыми в этот электрод, заряды нейтрализуются, восстанавливая электрическое равновесие.

Это простое и правдоподобное объяснение. Поэтому неудивительно, что оно получило всеобщее признание. Однако подобно многим другим притягательным, но ошибочным гипотезам, оно направило физическое мышление в непродуктивные русла. По существу, такая интерпретация процесса электроза внесла значительный вклад в веру в то, что электрический ток – это движения зарядов, одна из основных ошибок современной теории электричества.

Поскольку отрицательные* заряды действительно движутся в электролите к аноду, на первый взгляд, имеется аналогия с металлической цепью, и обсуждение электролиза привычно сводится к “прохождению тока через раствор электролита”. Если бы в цепи действительно имелся постоянный поток, и если бы движущиеся единицы могли бы определяться как отрицательные* заряды в одном сегменте цепи, было бы разумно предположить, что движущиеся единицы в остатке цепи тоже являются зарядами. Но этот довод полностью зависит от непрерывности, а такой непрерывности явно не существует. Процесс электролиза – это не просто поток тока в цепи; это ряд более сложных событий, в которых положительные* и отрицательные* заряды возникают в растворе и движутся к электродам в противоположных направлениях. Это значит, что электролитическая проводимость должна объясняться независимо от проводимости металлов. Это устраняет поддержку, которую процесс электролиза предоставляет традиционной теории электрического тока.

Последняя тема обсуждения этой главы – предел величины комбинации тепловой энергии и энергии ионизации. Как указывалось раньше, тепловая энергия должна достигать определенного уровня, зависящего от характеристик вовлеченных атомов, до того, как станет возможной ионизация. По достижении этого уровня устанавливается равновесие между температурой и степенью ионизации. Дальнейшее повышение температуры совокупности создает увеличение линейного смещения скорости (скорости частицы) и смещение заряда (ионизацию) вплоть до той точки, в которой все элементы совокупности полностью ионизированы; то есть, они обладают максимальным числом положительных* зарядов, которые способны обретать. Выше точки максимальной ионизации дальнейшее повышение температуры влияет лишь на скорости частиц. Разумеется, общие смещения наружу (ионизационное и тепловое) достигают равновесия с одной из единиц магнитного смещения вращения вовнутрь атома. Тогда обратная скорость смещений уничтожает друг друга, и вовлеченные вращательные движения возвращаются к линейному статусу. В этой точке материальная совокупность достигла того, что мы можем назвать пределом разрушения.

В предыдущих параграфах приводилось много примеров, в которых демонстрировалось существование предела разрушения конкретной физической величины. Только что мы видели, что число единиц электрической ионизации атома ограничено до итогового эквивалентного числа единиц действующего электрического смещения вращения. Например, элемент магний, обладающий эквивалентом 12-ти единиц итогового действующего электрического смещения вращения, может принимать 12 единиц электрического смещения вибрации (ионизации) и не более того. Аналогично, мы обнаруживаем, что максимальная основа вращения тепловой вибрации в твердом состоянии – это первичное магнитное вращение атома. Большая часть пределов, с которыми мы сталкивались, относится к виду, который мы можем обозначить как пределы не разрушения. Когда достигается этот предел, дальнейшее увеличение конкретной величины не допускается, и отсутствует любой другой эффект.

Сейчас мы имеем дело с величиной, общей скоростью смещения наружу, которая подвергается разному виду предела, предела разрушения. Существенное различие между двумя пределами возникает за счет того, что пределы не разрушения просто обозначают скорость, с которой происходят определенные виды прибавлений или модификаций составляющих движений атомов. Достижение предела электрической ионизации означает, что к атому больше нельзя прибавлять единицы положительного* электрического заряда; это ни в коей мере не подвергает опасности существование атома. С другой стороны, предел, который представляет собой обретение равенства с базовым движением атома, обладает более глубокой значимостью. Здесь следует помнить, что вращение – это не свойство самого скалярного движения; это свойство привязки движения к системе отсчета. Например, базовая составляющая незаряженного электрона – это единица скалярного движения вовнутрь в пространстве. Такое движение не обладает никакими другими свойствами, кроме единицы величины вовнутрь, но оно привязывается к системе отсчета так, что становится вращением в контексте данной системы, сохраняя свое скалярное направление вовнутрь. Если электрон заряжен, привязка модифицируется так, что на движение накладывается противоположно направленная вибрация вращения. Аналогично, заряженный позитрон – это единица движения вовнутрь во времени, привязанная к системе отсчета.

Сближаясь, заряженный электрон и заряженный позитрон притягиваются друг к другу электрическими силами. Когда они вступают в контакт, две вибрации вращения равной величины, но противоположной полярности, уничтожают друг друга. Противоположно направленные единицы вращений делают то же самое. Это убирает все аспекты привязки движения к системе отсчета, кроме самой точки отчета, сводя частицы к излучению и приводя их в состояние покоя в естественной системе отсчета. Как видно в пространственной системе отсчета, они становятся двумя фотонами, движущимися наружу в противоположных направлениях от точки в системе отсчета, в которой происходит нейтрализация.

Процесс нейтрализации или “аннигиляции” достигается труднее, поскольку частицы увеличиваются в размере и сложности. Он происходит в значимых масштабах только в субатомной области. Однако целые единицы магнитного смещения атомной скорости смещения вращения вовнутрь можно нейтрализовать комбинацией со смещениями равной величины наружу. Движениями наружу, доступными для этой цели, являются ионизация и тепловое движение. Когда общее смещение этих движений достигает равенства со смещением целой единицы магн

⇐ Предыдущая32333435363738394041Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: