К объяснению экспериментов Томилина

Показано, что эксперименты Томилина можно объяснить, оставаясь в рамках существующей физической парадигмы.

В [1] рассматриваются эксперименты, которые до настоящего времени не находили объяснения. Для их объяснения в [1] привлекается новая теория. В данной заметке показывается, что указанные эксперименты можно объяснить, оставаясь в рамках существующей физической парадигмы.

Рис. 1.

Основной эксперимент состоит в следующем – см. рис.1. "Линейный проводник с током подвешивается на нитях над торцевым разрезом магнитной пары. При пропускании по проводнику тока, он совершает продольное движение. С изменением направления тока в проводнике направление его движения изменяется на противоположное. Интересно заметить, что при повороте магнитной пары вокруг вертикальной оси oy на 180 ^o направление движения проводника при том же направлении тока не изменяется".

Для объяснения этого эксперимента вспомним, что на поверхности провода с током в отсутствии внешнего электромагнитного поля существует вектор плотности

Физика и астрономия электромагнитного поля [2], направленный внутрь проводника (назовем его собственным) и равный по модулю (в системе СИ)

5 = EH,(1)

где напряженности электрического и магнитного полей равны соответственно

E = jp.(2)

H = dj/4.(3)

Здесь d - диаметр провода,

ρ - удельное сопротивление провода, j - плотность тока в проводе.

При этом плотность потока электромагнитной энергии, входящего в провод со всех сторон (назовем его собственным ),

5 = dpj ²/4,                                           (4)

Поток электромагнитной энергии, входящий в провод длины L , S L = S • ndL = nLd ² pj ²/4 .                            (5)

Этот поток равен тепловой мощности, рассеиваемой в этом проводе [2]. Тепловая энергия образуется из кинетической энергии электронов, имеющей ту же величину (5). Если провод не закреплен и удары электронов по атомам являются упругими, то кинетическая энергия электронов передается атомам и, при незакрепленном проводе, – всему проводу. Если (как делает Томилин) "проводник с током подвешивается на нитях", то он должен отклониться в сторону движения электронов, т.е. в сторону, противоположную направлению тока. Возможно, кто-то делал такой эксперимент, но возможно также, что ничего не было замечено, т.к. энергия (5) и соответствующая ей сила малы.

Оценим величину силы. Кинетическая энергия электронов W = Nm e v;(2 .                                     (6)

а мощность

P =

dW dt

= Nm e v e a e .

В этой формуле указаны количество свободных электронов в проводе, масса электрона, средняя скорость и среднее ускорение электрона соответственно. Эти величины можно оценить [2].

В нашем случае

P = S l .                                                  (8)

Кроме того, эта же мощность затрачивается на движение провода, т.е.

P = mva .                                              (9)

В этой формуле указаны масса, средняя скорость и среднее ускорение провода соответственно. Отсюда следует, что на провод действует сила

F = S l / v .                                                  (10)

Повторим, что эта сила, действующая на провод и вызванная собственным потоком электромагнитной энергии, мала. Но в опытах Томилина провод находится во внешнем магнитном поле, напряженность которого

H = aH .(11)

где a >>  1 . В этом случае плотность потока электромагнитной энергии, входящего в провод со всех сторон (назовем его внешним ),

Sm = EHm = aEH = aS.(12)

Аналогично, в этом случае поток электромагнитной энергии, входящий в провод длины L ,

SmL = aSL,(13)

и сила, действующая на провод,

F = S /v v = aF.(14)

m mL

Такая сила может быть обнаружена экспериментально, что и наблюдается в экспериментах Томилина.