Тема вновь, сугубо физическая, хоть переданная со всей возможной популяризацией.
Пинч-эффект. Самосжимающийся разряд.
Такой эффект хорошо знаком физикам, особенно, работающим в области плазмы и управляемого термоядерного синтеза.
При токах большой силы в ионизированных газах, или жидкостях, наблюдается самостягивание линий тока, которое и получило название "Пинч-эффекта".
Есть несколько видов объяснения этого явления. Лично мне более логичным кажется следующий. Линии электрического тока представляют собой как бы проводники с параллель но текущими токами, которые, согласно закону Ампера, притягиваются друг к другу. В учебнике уже упомниавшегося мной Р.В.Поля это явление демострируется на полоске жидкой ртути, через которую пропускают большой ток, и она при этом стягивается в некий перешеек.
Так вот, размышляя как-то над этим явлением, я вдруг обратил внимание на некое странное "отшнуровывание" своих мыслей в сторону совершенно другого явления. Пришло вдруг объяснение одного странного парадокса, формально далёкого от этого "пинч-эффекта".
Есть такая задача в физике:
Строго параллельно и с одной и той же скоростью движутся два электрона.
Наблюдатель, "сидящий" на одном таком электроне скажет:
Я нахожусь в инерциальной системе отсчёта и рядом со мной находится ещё одн электрон, неподвижный по отношению ко мне. Следовательно, по закону Кулона наши элетроны должны постепенно удаляться друг от друга, ибо действуют силы отталкивания двух одноимённых зарядов.
Наблюдатель же, вне этих элетронов, которые движутся относительно него, скажет нечто другое. Да, оба электрона должны отталкиваться, но будучи также некими линиями электрического тока, они, в силу параллельности токов, должны также и приятыгиаться! Я даже могу подсчитать, с какой скоростью они должны двигаться, чтобы силы магнитного притяжения были равны силе отталкивания! Это скорость света! Но в любом случае, мы видим различие одного и того же паблюдаемого явления. Второй наблюдатель будет утверждать, что электроны не будут просто отталкиваться, а ещё и притягиаться друг к другу. Одно явление в двух инерциальных системах должно быть одним и тем же! А получается, что они РАЗНЫЕ! В этом парадокс.
Описывается оно в разных книгах по электричеству и электродинамике, но объяснения я так и не нашёл.
КТО ПРАВ?
Предполагаемый ответ:
Боковое решение - Боковое мышление.
Сегодня, размышляя над пинч-эффектом по следам моей идеи о гидродинамике струи воды, я, кажется, решил известный парадокс о двух параллельно движущихся электронах. То есть мысль перепрыгнула от одной темы к, ВРОДЕ БЫ, совершеено, другой. На самом деле, наверно, они как-то связались в моём мозгу.
Сам Пинч-эффект в ФЭСе, (Физический Энциклопедический Словарь,том 4, стр 464, Статья академика АРЦИМОВИЧА!!!) растолкован НЕВЕРНО, Там написана откровенная чепуха:
"Ток, текущий по такому газообразному проводнику (Ионизированному газу), окружает себя кольцевыми силовыми линиями магнитного поля. Взаимодействие тока с его собственным магнитным полем создаёт силу, сжимающую разрядный столб. В результате такого сжатия разряд сжимается в узкий шнур",
Получается по Арцимовичу, что ток своим магнитным полем действует на самого себя.
Если распространить этот идиотизм на отдельный электрон, то электрон должен себя сжимать с боков и превращаться в некую продольную чёрточку. И чем быстрее он движется, тем тоньше чёрточка. На самом деле электрон на субсветовых, релятивистских скоростях, превращается для внешнего наблюдателя в тонкий диск согласно преобразованиям Лорентца.
Но эффект-то самосжатия шнура или ртутного столба с большим током наблюдается!!!
Эффект "ошибаться" не может! Он ЕСТЬ! Ошибаемся мы в своих толкованиях! Эффект этот следует объяснять НЕ как САМОДЕЙСТВИЕ магнитного поля на его же создавший ток, а как результат взаимодействия множества линий параллельных токов, составляющих этот проводник с током! Они, эти узкие продольные элементы тока, и притягиваются друг к другу, обнаруживая самосжатие столба ионизированного газа или ртутного столбика! Множество элементов с током за счёт взаимодействия ИХ магнитных полей притягиваются друг к другу!!! Вот правильное объяснение Пинч-эффекта!
Информация по теме: Р.В.Поль, "Учение об электричестве", стр. 421, 428
19 VII 2014
Теперь о двух параллельных электронах.
Обычно это представляется в двух системах отсчёта:
В движущейся с ними (внутренний наблюдатель) и в системе "внешнего наблюдателя", в которой они движутся.
В системе электронов (внутренней) они неподвижны друг относительно друга и должны просто отталкиваться.
В системе внешнего наблюдателя они представляют собой два элемента с током, текущим в одном направлении и должны притягиваться!!! Что будет на самом деле?
Мой сегодняшний ответ:
Будет только отталкивание и для внутреннего и для внешнего наблюдателей! Причём независимо от их скорости.
Почему?
Два покоящихся друг относительно друга электрона НЕ ЕСТЬ ДВА ЭЛЕМЕНТА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ТОКАМИ! В проводах, в пучках, в плазме все электроны ДВИЖУТСЯ хаотически друг относительно друга и, одновременно, "дрейфуют" под действием приложенного электрического поля. Поэтому могут считаться элементами тока. В описываемом опыте электроны неподвижны друг по отношению к другу. Если бы они двигались друг относительно друга, то тогда могли бы считаться элементами тока и наблюдалось бы и отталкивание (Кулоновское) и притяжение (магнитное).
Таков ответ в рамках "классической" физики.
Более того, с точки зрения квантовой механики, такое предположение ПРИНЦИПИАЛЬНО НЕВЕРНО. Ибо, если имеются два электрона, движущиеся строго параллельно с одной скоростью, то в любой системе отсчёта (внешнего или внутреннего наблюдателя) это означает, что мы ТОЧНО знаем величину импульса и координату каждой из частиц, что противоречит Соотношению Неопределённостей Гейзенберга. Отсюда следует, что сама постановка такого мысленного эксперимента принципиально недопустима!