Синфазность колебаний векторов е и н (2 видео)

Механизм распространения электромагнитных волн

Конспект написан по материалам сайта К.Б. Канна «Электродинамика. Взгляд физика» [1].Из него же взяты все формулы и рисунки. Цитаты из «Электродинамики» даются без ссылки на источник. Полный вариант конспекта (на «Прозе» только фрагменты без формул) можно скачать на моём сайте http://www.irgeo1.ru

О чём этот сайт

«К настоящему времени накопилось много новых соображений и экспериментальных фактов, которые, как мне кажется, требуют пересмотра основных понятий электродинамики. Вот об этом я и хочу поговорить на страницах этого сайта. Почему — сайт? Ведь есть много научных журналов — как отечественных, так и зарубежных! Пробовал! Публикация в отечественных журналах затягивается на много месяцев (а то и лет!). Ответы из тех журналов, куда я посылал этот материал, приходили уклончивые: не по профилю, не соответствует основам, отправьте в другой журнал и т.п.».
Оn-line и зарубежные издательства работают оперативней, но: «неприемлемо для публикации», «противоречит основам», «не представляет интереса для читателей». Рассмотрение работ по существу полностью отсутствует. «Интернет – единственная возможность изложить новые мысли, которые не упрутся в глухую стену чиновничьей тупости и равнодушия и к науке, и к читателям, и к научно-техническому прогрессу».
«Двигателями прогресса являются «революционные» теории, радикально меняющие существующие представления. Некоторым из них (вроде квантовой механики, теории относительности) удаётся встроиться в «официальную» систему научных знаний. Другие идеи многие годы (десятилетия!) остаются хоть и увлекательными, но непризнанными теориями. Как правило, это теории, которые принципиально меняют основы научного знания. К таким теориям относится, например, «Причинная механика» Н. А. Козырева [2], согласно которой в звёздах «сгорает» время»».
//СТО Эйнштейна, основанная на мышлении обитателей сумасшедших домов, навязана науке сионизмом. Что же касается времени, то оно гореть не может, ибо время – свойство материи.
Здание официальной науки «стоит непоколебимо и необычайно прочно. Немалую роль в этом играют усилия чиновников от науки, которые сегодня берегут «чистоту» научных догм усерднее, чем инквизиция в средневековье берегла догматы религиозные». //Классическая физика в фазе подъёма, а абсурдность релятивизма осознана подавляющим большинство физиков. Она ждут лишь только того, чтобы РАН сделала об этом официальное заявление и покаялась. – Не дождутся! Есть мнение некоторых «академиков» из Рунета: РАН надо во благо научного прогресса ликвидировать, создав новую, достойную и уважаемую всеми Академию наук на общественных началах. Как в США.
«Ошибочные представления об электромагнитных взаимодействиях привели к ряду парадоксальных выводов о природе электромагнитных волн. Распространение электромагнитных волн возможно лишь в материальной среде, содержащей электрические заряды. Предполагается, что «электромагнитное излучение» – это процесс переноса электрической энергии в физическом вакууме».
//«Физический вакуум» – неудачный термин. Давно и неопровержимо доказано, что эфир (в частности, светоносный) существует. Поэтому всюду ниже, где это только возможно, вместо термина «физический вакуум» я буду использовать термин «светоносный эфир» (или просто – «эфир»). ГИПОТЕЗА КАННА о механизме распространения ЭМВ, на мой взгляд, есть ЛУЧШЕЕ ИЗ ТОГО, ЧТО БЫЛО НАПИСАНО ПО ЭТОМУ ПОВОДУ за последнюю сотню лет.

Сокращения и термины

Термины со значком «*» предлагаются автором в порядке обсуждения.
• ЭМВ – электромагнитные волны.
• ЭМИ – электромагнитная индукция.
• ;0 — электрическая постоянная

• индукционный ток – синоним термина «сторонний ток». По Фарадею индукционный ток предшествует возникновению ЭДС индукции. Сегодня мы утверждаем: индукционный ток опережает ЭДС индукции по фазе.
• магнитное поле – поле движущегося электрического заряда, порождаемое деформациями его электрического поля. Возможно, со временем найдут более удачный термин, чем этот – дань догме сложившихся представлений.
• неофициальная физика* – официальная физика за исключением таких гипотез, как теории относительности Эйнштейна, гипотеза Большого взрыва, гипотеза о пустоте отрицание эфира и т.п. «размышлений», выдаваемых за фундаментальные теории.
• сторонний ток (феноменологическая электродинамика) – ток, создающий на концах проводника разность потенциалов – ЭДС. В эфиродинамике – ток, разводящий заряды атома эфира и создающий тем самым локальный источник потенциальной энергии*. Синоним «стороннего тока» – «индукционный ток».
• ток смещения складывается из стороннего и потенциального тока – аналога тока проводимости,

1. Система уравнений Максвелла
Представления о природе ЭМВ заложены в систему уравнений, являющейся основой современной электродинамики. Теория волн разрабатывалась Максвеллом почти два десятилетия (1855 – 1873), и в дальнейшем неоднократно правилась и преобразовывалась другими исследователями: Г. Герцем, О. Хевисайдом, А. Эйнштейном, Г. Лорентцем и др. Существенным правкам подверглись не только уравнения, но и некоторые идеи Максвелла. При этом, «Общеупотребительная ныне система уравнений Максвелла не соответствует ни одной из систем, данных в работах Д. К. Максвелла» [3].
Вывод о существовании ЭМВ и электромагнитной природе света является основным следствием из теории Максвелла.
Сегодня трудно говорить о деталях его творческого метода. Поэтому многие высказывания о ходе мыслей Максвелла сегодня являются не более чем предположениями. Канн полагает, что мысль о существовании ЭМВ была не следствием, а предшествовала разработке системы уравнений электродинамики. Более того, была одной из целей этой работы. Из письма Джеймса к У. Томсону (1861): «. магнитная и светоносная среды идентичны». Есть документальные свидетельства того, что о существовании ЭМВ догадывался и Фарадей.
К середине XIX века все основные законы электродинамики были уже известны: закон Био-Савара-Лапласа, Ампера, закон электромагнитной индукции Фарадея, теорема Гаусса-Остроградского. Максвелл обобщил эти зависимости, сведя их в единую систему из семи уравнений. В основе её два уравнения. которые описывают взаимные превращения электрического поля в магнитное и наоборот.
Опережая своё время, Максвелл остро ощущал дефицит знаний, необходимых для понимания природы электромагнитных взаимодействий. Процесс генерации и распространения ЭМВ требовал симметрии взаимопревращений электрической и магнитной компонент волны. Так появилась максвелловская формула закона электромагнитной индукции, получившая своё отражение во втором уравнении системы (1).

2. Парадоксы системы уравнений Максвелла
Решение системы уравнений электродинамики приводит к волновым дифференциальным уравнениям для напряжённостей электрического и магнитного полей.

• Уравнения дают для E и H два одинаковых волновых решения. Электрическая и магнитная волны, как утверждают все учебники и пособия по электродинамике, лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях и синфазны. Но, если компоненты ЭМВ синфазны, то возникает коварный вопрос: а возможно ли вообще существование электромагнитных волн? Ведь распространение колебаний в пространстве возможно лишь в том случае, когда существует механизм передачи возбуждения из одной точки среды в соседнюю точку. В упругих средах этот механизм обусловлен взаимодействием молекул среды. В вакууме механизмом близкодействия может быть лишь переход энергии электрических колебаний в энергию магнитных колебаний в соседней точке пространства и наоборот.
В этом заключалась основная идея Максвелла, которая привела его к мысли о существовании электромагнитных волн! Но если колебания синфазны, то электромагнитное зацепление между точками пространства отсутствует и электромагнитные колебаний распространяться в пространстве не могут. Синфазная электромагнитная волна не может быть бегущей.
• Если электрическая и магнитная компоненты ЭМВ синфазны, то плотность потока электромагнитной энергии (модуль вектора Умова-Пойнтинга) пульсирует по гармоническому закону. В таком случае, с точки зрения здравого научного смысла, здесь имеет место нарушение закона сохранения энергии.
• Синфазность компонентов в ЭМВ противоречит самой максвелловской формулировке основного закона электромагнитной индукции, согласно которой напряжённость электрического поля должна быть пропорциональна производной от магнитной индукции.
• И ещё. Для электромагнитного излучения в замкнутой области (например, стоячие волн в резонаторе) уравнения Максвелла дают между компонентами ЭМВ сдвиг в четверть периода [4]. При этом одна из компонент волны должна иметь на стенках резонатора пучность, что невозможно, так как стенки резонатора непрозрачны для электромагнитного поля. Кроме того, полная электромагнитная энергия в такой стоячей волне совершает колебания на отрезке в четверть волны, что также не характерно для стоячих волн.
Таким образом, строгий физический анализ решений современной системы уравнений электродинамики приводит к странным выводам: бегущая электромагнитная волна не может «бежать», а стоячая волна не хочет стоять! Однако официальная теоретическая физика в упор не видит эти парадоксы. Менее уверены в правильности такого решения практики. Например, автор [5], как и другие специалисты по электросвязи, убеждён в том, что «колебания магнитного поля опережают колебания электрического поля на ;/2». Известны также эксперименты, подтверждающие эту точку зрения [6], но нет вразумительного объяснения этому «парадоксу».

3. Ток смещения
Современные представления о природе ЭМВ сводятся к тому, что переменное вихревое магнитное поле создаёт нестационарное вихревое электрическое поле, перпендикулярное магнитному. В свою очередь электрическое поле генерирует вихревое магнитное поле и т.д. Но со времён Эрстеда и экспериментов Био и Савара известно, что магнитное поле создаётся электрическим током!
В исходной системе уравнений Максвелла он есть. В 1837 году Фарадей обнаружил явление поляризации диэлектриков в электрическом поле и высказал мысль о возможности распространения электрического и магнитного действия через промежуточную материальную среду. В 1861 году, анализируя поведение диэлектрика в электрическом поле, Максвелл предположил, что взаимное смещение зарядов в молекулах диэлектрика пропорционально напряжённости внешнего электрического поля E. В современных обозначениях эта зависимость определяет электрическую индукцию D = ;0E.
При изменении электрического поля в диэлектрике кратковременно протекает ток поляризации. Этот ток, ток реальных зарядов, Максвелл назвал током смещения и объединил его плотность jсм с плотностью тока проводимости jпр в общий, полный ток. Максвелл полагал, что эфир, как и диэлектрик, содержит связанные электрические заряды. Исключив заряды из закона электромагнитной индукции, он вынужден был ввести их в процесс распространения ЭМВ. В то время это был единственный разумный выход, позволявший сохранить идею существования электромагнитных волн.

4. Что внесли в уравнения Максвелла релятивисты
После создания СТО Эйнштейна с первым уравнением Максвелла начали происходить чудеса. Вместе с эфиром выплеснули и ребёнка – идею Фарадея о неразрывной связи электрического поля с электрическими зарядами. Казалось бы, с исчезновением эфира должна была обрушиться вся система рассуждений, положенная Максвеллом в основу электродинамики. Ан нет, – релятивисты изобрели вихревое электрическое поле. «Гениальная» находка избавила индукционный процесс (а, следовательно, и ЭМВ) вообще от всяких зарядов. В пустоте не могло быть тока проводимости, поэтому первое уравнение изменилось.
Таким образом, магнитное поле в ЭМВ создавалось теперь только «полем электрического смещения». Авторы этой идеи не заметили, что электрические заряды присутствуют и в величине D, так как по своему физическому смыслу электрическая индукция представляет собой поверхностную плотность зарядов, возникающую в диэлектрике в процессе поляризации. Без зарядов переменное электрическое поле не может ни поляризовать пустоту, ни создавать ток смещения. Отсутствующие в вакууме молекулы заменили несуществующим вихревым электрическим полем, а производную от этого фантома назвали «током смещения в вакууме».
Во втором томе Берклиевского курса физики [7] Парсел приводит любопытный анализ тока смещения в вакуумном конденсаторе. Он показывает, что ток смещения в вакууме магнитное поле… не создаёт. Напряжённость магнитного поля в любой точке пространства внутри и вне конденсатора определяется суперпозицией полей от двух «полутоков» проводимости – втекающего в одну пластину конденсатора и вытекающего из другой.
Сторонники непорочности преобразованной системы уравнений Максвелла утверждают, что способность изменяющегося электрического поля создавать в вакууме ток смещения без участия зарядов есть, мол, эффект релятивистский, а производная dD/dt – релятивистскаяой поправка. Такое Максвеллу, кажется, не могло бы присниться и в кошмарном сне.

5. Механизм формирования электромагнитной волны
Электромагнитные волны — это очень важный для практики, сложный и плохо изученный природный процесс. Ошибочные представления об электрической энергии и о процессах её генерации и расходования привели к ряду противоречивых утверждений о природе ЭМВ.
Нет необходимости доказывать то, что электромагнитная индукция имеет непосредственное отношение к образованию и распространению ЭМВ. Один из двух процессов взаимопревращений в ЭМВ – это процесс генерации электрической энергии из энергии магнитной, требующий участия электрических зарядов и сторонних сил.

• Как в нейтральном эфире возникают заряды
Эфир не является проводящей средой и не содержит свободных зарядов. Поэтому единственным током, генерирующим магнитное поле в ЭМВ, может быть только ток смещения. Но это не тот иллюзорный ток, который возникает в умах релятивистов при дифференцировании так называемого вихревого электрического поля, а ток смещения реальных зарядов с противоположными знаками. Это тот самый единственный постулат, который Максвелл положил в основу всей системы уравнений электродинамики, и чего упорно не желают замечать его последователи.
Сегодня об этих зарядах можно сказать лишь только то, что они существуют и как-то заполняют эфир. Известно, например, реально существующее электронейтральное образование – позитроний. Его и считает Канн, до лучших времён, источником зарядов противоположного знака.

• Возникновение тока смещения
Допустим, в некоторой области плоскости YОZ появилось возмущение – заряды позитрония оказались разнесёнными на некоторое расстояние (Рис.1). //Источником возмущения частицы эфира могут стать: электрическая дуга, колебательный контур антенны, релаксирующий атом и т.д. В процессе разведения зарядов возникает
Система двух разнесённых неподвижных зарядов обладает потенциальной электрической энергией. В предоставленная самой себе системе электрические заряды устремятся навстречу друг другу, а запасённая потенциальная энергия начнёт переходить в кинетическую энергию движущихся зарядов. //Так возникает потенциальный (или кулоновский ток эфира).
Положим теперь, что потенциальная энергия изменяться по гармоническому закону. Возникающий при этом ток, по аналогии с гармонической индукцией, естественно считать отстающим по фазе от ;; на ;/2.

• Формирование плоской поляризованной магнитной волны
Для образования волны необходимо передать энергию движения в соседнюю точку пространства. Согласно существующим представлениям передача энергии в ЭМВ осуществляется посредством магнитного поля. Эта модель используется в электродинамике уже более 100 лет и даёт хорошие результаты как при качественной интерпретации, так и при проведении расчётов.
В соответствии с электромагнитной моделью распространения ЭМВ ток смещения создаёт в перпендикулярной ему плоскости магнитное поле, распространяющееся в пространстве в виде волны. По закону ЭМИ Фарадея магнитный поток (а, значит, и напряжённость магнитного поля H) отстаёт по фазе от индукционного тока на ;/2. Осцилляции атомов «позитрония» можно рассматривать, как колебания тока в «микрогенераторе», с той разницей, что в эфире энергия движения не рассеивается, а целиком переходит в потенциальную энергию.

• Формирование волны индукционного тока
В соответствии с механизмом индукции магнитная волна создаёт волну индукционного тока, опережающую её на четверть волны.
По аналогии с током в разомкнутом микрогенераторе, ток смещения складывается из стороннего i* и потенциального i’ тока – аналога тока проводимости, являющегося продолжением стороннего тока. Сторонний и потенциальный токи сменяют друг друга каждую четверть периода.
Разность потенциалов, создаваемая сторонним током, играет здесь роль обратной ЭДС – Эi. Как и в разомкнутом микрогенераторе, она опережает индукционный ток по фазе на ;/2 и образует волну, опережающую ток смещения на четверть волны.
Сторонние (магнитные) силы приводят к поляризации эфира, а потенциальные создают пульсирующий ток.

Таким образом, то, что сегодня называют электромагнитными волнами, согласно сказанному представляет собой волны электрической энергии. Распространение этих волн обусловлено процессом перехода электрической энергии из потенциальной формы в форму кинетической электрической энергии и обратно.
Механизмом, связывающим соседние точки пространства и обеспечивающим движение электрических волн, следует сегодня считать модель с участием магнитного поля. Оно не обладает собственной энергией и выполняет в этом процессе лишь роль посредника, передающего электрическую энергию в соседнюю точку пространства.
Вопрос о физической природе электрической упругости эфира остаётся открытым. Понять природу этого процесса можно будет лишь тогда, когда определится структура эфира. Автор [8] считает, что эфир состоит из перемежающихся положительных и отрицательных зарядов, образующих кубическую структуру, подобную структуре NaCl. В такой модели передача энергии движения в соседнюю точку пространства будет происходить в результате обычного кулоновского взаимодействия разноимённых зарядов.

Видео:Урок 336. Векторное представление колебанийСкачать

ПЛОСКАЯ МОНОХРОМАТИЧЕСКАЯ ВОЛНА, ЕЕ ПАРАМЕТРЫ И СВОЙСТВА

СВЕТ КАК ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА

Физическая природа света.

В рамках волновой теории свет представляет собой электромагнитные волны. Под светом в настоящее время понимают электромагнитное излучение оптического диапазона, включающего видимое, инфракрасное (ИК) и ультрафиолетовое (УФ) излучение.

Границы оптического диапазона, а также границы между его участками установлены на основе экспериментальных данных и не являются абсолютно точными. Диапазон видимых длин волн: 380 нм = =760 нм, частота колебаний порядка Гц, период колебаний с (фемтосекунды).

Электромагнитная волна – колебания напряженности электрического и магнитного полей, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью.

Математическое описание оптических явлений строится на основе базовых уравнений электромагнетизма – уравнениях Максвелла.

Из уравнений Максвелла следует

1) факт существования электромагнитных волн,

2) распространение электромагнитных волн в вакууме со скоростью

, (1)

3) распространение электромагнитных волн в однородной изотропной среде со скоростью

(2)

4) Частные решения в виде плоской и сферической волн

ПЛОСКАЯ МОНОХРОМАТИЧЕСКАЯ ВОЛНА, ЕЕ ПАРАМЕТРЫ И СВОЙСТВА

Плоская монохроматическая волна– частное решение Уравнений Максвелла. Напряженность электрического поля такой волны описывается выражением:

(3)

– волна распространяется вдоль оси z,

(4)

– волна распространяется в направлении, задаваемом вектором . Здесь – волновой вектор, длина которого равна волновому числу, а направление совпадает с направлением распространения волны (т.е. с нормалью к волновому фронту).

В комплексном виде

. (5)

Параметры плоской монохроматической волны. (см. рис 1).

– амплитуда волны, в общем случае, комплексная.

— фаза волны,

– начальная фаза волны,

– циклическая частота волны,

, где — частота волны (Гц),

, где – период волны,

– волновой вектор, направлен в направлении распространения волны (в частном случае – вдоль оси z), перпендикулярно к волновой поверхности (поверхности равных фаз).

— волновое число, ,

— длина волны или ее пространственный период, υ – фазовая скорость волны (скорость распространения волнового фронта волны)

где n — показатель преломления среды,
— длина волны в вакууме,
величина Δ, равная произведению показателя преломления на геометрическую длину пути Δ = nz , называется оптической длиной пути.

Свойства плоской монохроматической волны

1. Волна монохроматическая – колебания напряженностей электрического и магнитного полей происходят на одной частоте, т.е гармонические (по закону sin, cos).

2. Волна плоская –волновая поверхность (поверхность равных фаз, или поверхность постоянной фазы) – плоскость(см. рис 2), т.е. удовлетворяет уравнению плоскости: z=const (в общем случае ). Волновой фронт – это волновая поверхность на границе между возмущенной и невозмущенной частью пространства.

3. Поперечность электромагнитной волны – колебания векторов и перпендикулярны направлению распространения волны (см. рис. 2, 3, 4);

Рис. 2. Волновой фронт (плоскость) и структура плоской монохроматической волны (правая тройка векторов)

Рис.3. Волновой фронт (сфера) и структура сферической монохроматической волны (правая тройка векторов)

4. Правая тройка векторов – векторы , образуют правую ортогоналъную тройку векторов(cм. рис. 2, 3.);

5. Связь между векторами и – синфазность колебаний этих векторов(см. рис. 4);

Рис. 4. Синфазность колебаний напряженностей электрического и магнитного полей

6. Связь между амплитудами векторов и :

;(6)

7. Поляризация электромагнитной волны. Поляризация – свойство света, обусловленное поперечностью электромагнитных волн. Поляризация характеризует структуру колебаний вектора напряженности электрического поля в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны (cм. рис. 5). Конец вектора в этой плоскости может описывать различные фигуры (линию, эллипс, круг). Если с течением времени эти фигуры не изменяются, свет полностью поляризован (линейно, эллиптически, циркулярно). Если состояния поляризации (фигуры) с течением времени изменяются случайным образом, свет не поляризован;

Рис. 5. Состояния поляризации плоской монохроматической волны

8. Интенсивность плоской монохроматической волны пропорциональна квадрату ее амплитуды;

9. Связь между волной и лучом.Световые лучи – это нормали к волновой поверхности (поверхности постоянной фазы волны) (cм. рис 6).

Рис. 6. Волновые поверхности в различные моменты времени и световые лучи:
в случае плоской (cлева) и сферической (справа) волн

Видео:Урок 337. Сложение колебаний одной частоты. Метод векторных диаграммСкачать

Синфазность колебаний векторов е и н

Синфазная интерференция электромагнитных волн и трансгенерация энергий.

Согласно классической электродинамике Максвелла и теории электромагнитных полей и волн, при интерференции волн в пространстве происходит не простое суммирование энергии волн, а более сложный процесс. В интерференционных максимумах интенсивность результирующей волны больше интенсивности падающих волн, а в интерференционным минимумах меньше их суммы. Под интенсивностью здесь понимается энергия электромагнитного поля.

При интерференции складываются и вычитаются амплитуды электромагнитного поля. А энергия поля пропорциональна квадрату амплитуды результирующего электромагнитного поля. W

A2. При сложении двух амплитуд энергия колебаний возрастает в четыре раза, а не просто складывается. При вычитании двух равных амплитуд энергия результирующих колебаний становится равной нулю. Закон сохранения энергии при интерференции локально нарушается, но в целом по большому объему пространства сложение и вычитание электромагнитных волн взаимно компенсируют дуг друга, и общая энергия — это сумма энергий всех интерферирующих волн.

Локально нарушение закона сохранения энергии происходит из-за того, что при сложении электромагнитных волн складываются не сами энергии волн, а только амплитуды (напряженности) электромагнитного поля. Энергия же суммарной волны пропорциональна квадрата результирующей амплитуды (напряженности E, H). Наглядный опыт: если взять две или три узконаправленные (например, рупорные) антенны и синфазно направить их на приемную антенну, подключенную к ваттметру, то мощность на приемной антенне возрастет не в 2 — 3 раза по сравнению с одной передающей антенной, а в 4 — 9 раз соответственно. Одно из условий опыта — антенны не должны влиять друг на друга через эфир или фидерную линию. Такие опыты автором ставились неоднократно. Вопрос, почему мощность на приемной антенне возрастает в 9, а не в три раза при трех передающих антеннах? Дело в том, что на приемной антенне в три раза возрастает наведенная ЭДС, а мощность пропорциональна квадрату ЭДС. P=E2/ RН, где Е — ЭДС, RН — сопротивление нагрузки. Поэтому мощность на приемной антенне возрастает в девять раз, а не в три раза, как можно было бы подумать. Обычная классическая интерференция является многофазной, — в разных областях пространства электромагнитные волны складываются в разных фазах, где-то складываются, где-то вычитаются. Поэтому в целом эти два эффекта взаимно компенсируют друг друга и приращения энергии не происходит. Однако есть так называемая синфазная интерференция, при которой происходить только сложение (синфазное) амплитуд электромагнитных волн в нагрузке. При этом в нагрузке генерируется дополнительная энергия в виде тепла или электрического тока.

Синфазная интерференция электромагнитных полей и волн происходит например, в резонаторах, — объемных, диэлектрических коаксиальных, а также при образовании стоячих волн в катушках (т.н. трансформаторы Тесла). При этом радиомагнитные волны складываются строго в фазе (синфазно) в резонаторе. Если рассмотреть переходный процесс в идеальном (без потери затухания) резонаторе, то обнаружится весьма интересный энергетический эффект. Амплитуды радиоволн вошедших в резонатор суммируются арифметически (без потерь), но энергия внутри резонатора пропорциональна квадрату амплитуды (напряженности) электромагнитного поля. Энергия же потреблённая резонатором во время переходного процесса растёт линейно. Так как амплитуда в резонаторе растёт линейно то энергия растёт квадратично, т.е. энергия внутри идеального (без затухания) резонатора растёт из-за не линейности значительно быстрее чем энергия потреблённая от генератора, через фидерную линию. Так как фидерная линия больше длинны радиоволны то генератор и резонатор полностью развязаны.

Эту энергетическую особенность резонаторов можно использовать в специальных устройствах с высокочастотным сбросом энергии из резонатора в нагрузку.

Разработан ряд схем, на них имеются патентные заявки Р.С.Т. Принцип действия хорошо демонстрируется и доказывается математически.

Рассмотрим опыт. В прямоугольном волноводе находится диэлектрическая нагрузка. В качестве нагрузки может быть вода. На эту диэлектрическую нагрузку с двух сторон падают две СВЧ — волны. Параметры нагрузки подобраны так, что две электромагнитные волны почти полностью поглощаются в нагрузке. Такая нагрузка называется согласованной. Размеры нагрузки так же подобранны так, что амплитуды электромагнитных волн перекрывают друг друга и складываются в нагрузке. Так как амплитуды складываются, а мощность пропорциональна квадрату амплитуды W(P) = E2/R = T2 R RН, Pm

E2 то мощность в нагрузке будет больше, чем просто сумма двух падающих электромагнитных волн на нагрузку с двух сторон. Например, при подаче с двух каналов мощности по W1,2 = 100 Вт, всего 100+100 = 200 Вт. В нагрузке при частично перекрытых амплитудах измерялась мощность в интервале от 200 до 400 Вт » 300 Вт в среднем, при частотах от 2-104 Hz в разных волноводах fn= 2-104 Hz Мощность в нагрузке превышала мощность падающую на нагрузку с 2-х сторон в 1,5-2 раза. Этот результат является следствием синфазной интерференции СВЧ волн (SHF) в фидерной линии. В качестве фидерной линии может быть волновод: полосковая или коаксиальная линия и даже двухпроводная линия.

В любой из этих фидерных линий физические процессы происходят по одинаковым закономерностям. Например, две вечно бегущие электромагнитные волны образуют стоячую электромагнитную волну. В стоячей электромагнитной волне амплитуды прямой и встречной электромагнитной волны складываются, если они равны, то напряженность электрического и магнитного поля удваивается. E1,2=E1+E2 и Н1,2=Н1+Н2 Н0 электромагнитная мощность бегущей и стоячей электромагнитной волны пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля: Р

Е2, в прямоугольном волноводе для волны СВЧ Н10 мощность электромагнитной волны определяется формулой: Рср= Е0*a*b/4*Zc*(1-[Л/2a]**2)**1/2, где a и b размеры волновода, Z — импеданс фидера, Л- длина волны СВЧ, где Е0 — амплитудное значение напряжённости электрического поля, ** — возведение в степень. Итак видно, что при сложении двух встречно-бегущих электромагнитных волн мощность результирующей электромагнитной волны увеличивается в четыре раза. Это приводит к тому, что электрический пробой в фидерных линиях происходит по неаддитивному энергетическому закону. Например, при длине волны l=30см в прямоугольном волноводе (воздушное заполнение) электрический пробой должен происходить при предельной мощности: Рпред=112МВт. Но пробой происходит и тогда, когда мощность Р=28МВт отражается от конца фидерной линии. В сумме мощность прямой волны Рпр=28МВт и отражённой Ротр=28МВт, что в сумме составляет всего Рпр+Ротр=56МВт, что явно недостаточно для электрического пробоя. Но из-за того, что энергия электромагнитных полей и волн неаддитивная, мощность прямой и обратной волны не складываются арифметически, а учетверяются, то происходит увеличение мощности результирующей электромагнитной волны до Р=112МВт. Это доказывает, что энергия электромагнитного поля и волн не складываются просто арифметически, по закону сохранения энергии.

Соответствует ли это теории электромагнитного поля? Рассмотрим возможность этого на простой физической модели. Есть три объема электромагнитного поля.

Условно будет считать энергию каждого объёма (кубика) W=1Дж. Всего три объёма по 1Дж. Всего имеет W=1+1+1=3Дж. Итак, начальная энергия W=3Дж. Теперь сложим все три объёма электромагнитного поля в один объём так, что вектора электромагнитного поля сложились в один объём синфазно. В таком случае напряжённость электромагнитного поля возрастёт в три раза, а объём поля уменьшится в 3 раза. Постоянное или переменное электромагнитное поле не имеет значение. Напряжённость электромагнитного поля возросла при сложении полей в три раза. Энергия поля определяется формулой: W=V0*w=(V0*Е**2)*e0/2=V0*(Н**2)*р/2, где W — энергия электромагнитного поля V0 — объём поля, w — объёмная плотность энергии электромагнитного поля. w0=(Е**2)*e0/2=(H**2)*m0/2.

Как уже говорилось, объем поля уменьшился в три раза, а объемная плотность энергии возросла в 9 раз. В результате получаем, что полная энергия получившегося электромагнитного поля возросла в три раза и составляет 9 Дж, а не 3 Дж. Это в три раза превышает первоначальный запас энергии. Как видно, сложение электромагнитных полей приводит к появлению дополнительной энергии поля. Это логически следует из того, что энергия электромагнитного поля — неаддитивная величина. Поэтому при сложении электромагнитных полей и волн складываются напряженности электромагнитного поля, а не энергии полей. Это справедливо как для волн, так и для постоянных полей. К примеру, если взять три плоских дисковых магнита, каждый — энергией магнитного поля в 1 Дж, и сложить их в плоскую стопку, то магнитные поля магнитов сложатся, и напряженность магнитного поля возрастет в три раза, а энергия магнитного поля — в девять раз. Если такую стопку размагнитить, то магнитная энергия может перейти в контур, охватывающий магнит, при этом энергии выделится в три раза больше, чем было затрачено на намагничивание трех магнитов по отдельности, до соединения. Такой результат не противоречит теории поля, так как энергии полей не складываются арифметически, и закон сохранения энергии в арифметической (аддитивной) форме к электромагнитному и волнам неприменим в принципе.

Получены экспериментальные доказательства возможности получения энергии за счет сложения электромагнитных полей и волн на нагрузке. Разработано более тридцати схем устройств. На изобретение имеются заявки на патенты, в том числе и заявки РСТ. Возможна разработка устройств для получения дополнительной энергии, например, нагрева воды и пр. теплоносителей, а также для преобразования энергии СВЧ-волн в постоянный ток и пр.