Обобщенная электродинамика и перспективы развития новых технологий

1.

Томилин А.К.
доктор физико-математических наук, профессор
[email protected]

2.

Нарушение третьей аксиомы Ньютона
при взаимодействии не параллельных токов
А
А
dF12 dF21
А
dF12
J 2 ds 2
J1ds1
r21
Рис. 1
А
dF21

3.

Силы Ампера, действующие на элементы тока
А 0 J1 J 2 ds 1 ds 2 r 12
dF12
3
4
r12
(1)
А 0 J1 J 2 ds2 ds1 r21
dF21
3
4
r21
(2)

4.

Случай ортогонального расположения токов
А
dF12 0,
А
dF21 0
J1ds1
А
dF12
r21
Рис. 2
так как
ds1 r21
J 2 ds 2

5.

Идея Николаева Г.В.
А
*
dF12 dF21
*
dF21
J1ds1
А
dF12
r21
Рис. 3
J 2 ds 2

6.

Общий случай взаимодействия элементов
тока
J 2 ds 2
А
dF12
М
dF12
*
dF12
r21
А
dF21
М
dF21
*
dF21
J1ds1
Рис. 4

7.

Обобщенная магнитостатика
1
H
rot A
(3)
0
H
*
1
0
divA
(4)
H * x , y , z ,t -напряженность скалярного
магнитного поля (СМП)
*
H ,H
- 4-мерный вектор

8.

Уравнения магнитостатики
*
rotH gradH j
divH 0
Уравнение (6) соответствует теореме
Стокса-Гельмгольца
(5)
(6)

9.

Свойства векторного потенциала
A 0 j
при этом
divA 0
(7)
(8)

10.

Свойства векторного потенциала
A 0 j
при этом
следовательно
divA 0
А А А
(7)
(8)
(9)
В rotA rotA
(10)
*
B divA divA
(11)

11.

СМП токового отрезка конечной длины
J r1 r2
J
sin 1 sin 2 (12)
H x ,y ,z
4 r1r2
4 r0
*
x
M x , y , z
r1
O
1
r0
r2
L
y
Рис. 5
2
z

12.

Распределение СМП вдоль отрезка тока
H 0,0, z
*
0
0,5L
Рис. 6
L
z/

13.

Условное изображение магнитного поля
токового отрезка
А
x
Н
*
0
H
А
y
Рис. 7
А
А
Н
L
z
*

14.

Условное изображение магнитного поля
движущегося заряда
V
H*
H
Рис. 8
H*

15.

Опыт Ампера (1)
S
R
A
M
M
P
P
G
Рис. 9a
A
R

16.

Опыт Ампера (1)
S
*
M F
R
A
P
G
P
Рис. 9б
M R
A

17.

Опыт Ампера (2)
Рис. 10

18.

Закон Ампера
А 0 J1 J 2 3
dF21
5 ds1 r21 ds2 r21
4 r21
(13)
2
3 ds1 ds2 r21
r21

19.

Объяснение опытов Ампера на основе
закона Ампера
F21 F12
J 2 ds 2
F12
J1ds1
r12
Рис. 11
F21

20.

Сила Николаева Г.В.
*
*
Fq qB V
(14)

21.

Сила Николаева Г.В.
Н
*
с
*
*
Fq qB V
(14)
Н
V
Рис. 12
*
с
x

22.

Сила Николаева Г.В.
Н
*
с
*
*
Fq qB V
(14)
Н
Рис. 12
*
*
*
f В gradH c
*
с
V
(15)
x

23.

Обобщенный закон электромагнитного
взаимодействия
*
*
f rotH c B B gradH c
(16)
В положительном внешнем СМП продольная
сила направлена по току,
а в отрицательном - против тока

24.

СМП, образованное двумя контурами
y
B1
С1
A1
D1
A2
D2
С2
B2
Рис. 13
М
x
А

25.

СМП, образованное двумя контурами
y
С1
B1
H
*
A1
D1
A2
D2
С2
B2
Рис. 11
H
М
*
А
x

26.

Напряженность СМП на оси x
J r1 r2 r3 r4
*
H x ,0
2 r1r2
r3r4
где
(17)
r1 A1M A2 M
r2 B1M B2 M
r3 С1M С2 M
r4 D1M D2 M

27.

СМП тороида
y
H
H
*
*
О
x
Рис. 14

28.

Напряженность СМП на оси тороида
J r1 r2 r3 r4
*
H x ,0 n
2 r1r2
r3r4
r
1
2
rт
x h
,
r
2
rт
r3
2
Rт
x h ,
r4
2
Rт
2
2
2
(17)
x h ,
2
x h .
2
n – число пар витков обмотки,
rТ , RТ ,h – высота, внутренний и внешний радиусы
тороида

29.

Магнит Николаева Г.В.
y
N
H
*
S
Рис. 15
О
H
*
x

30.

Магнит Николаева Г.В.

31.

Опыт 1 Томилина А.К. и Асылканова Г.Е.
N
S
Рис. 16

32.

Опыт 1 Томилина А.К. и Асылканова Г.Е.
(вид сверху)
H
j
*
F
N
j
*
S
*
F
Рис. 17
H
*

33.

Опыт 2 Томилина А.К. и Асылканова Г.Е.
N
S
Рис. 18

34.

Опыт 2 Томилина А.К. и Асылканова Г.Е.
(вид сверху)
*
F
*
S
H
N
Рис. 19
H
*
F
*

35.

Опыт Томилина А.К. и Тупицына О.В.
Генератор продольного электромагнитного
взаимодействия
Рис.20

36.

Опыт 1
Томилина А.К. и Смагулова А.
N
j
S
Рис. 21
j

37.

Опыт 1 ТомилинаА.К. и Смагулова А.
h
N
j
S
Рис. 21
j

38.

Опыт 1 ТомилинаА.К. и Смагулова А.
(вид сверху)
j
H
*
*
F
N
B
S
Рис. 22
j
*
F
H
*

39.

Опыт 2 Томилина А.К и Смагулова А.
Н
*
N
S
Н
Рис.23
*

40.

Возникновение продольной магнитной
силы в положительном СМП
F
F
j0
Рис. 24

41.

Возникновение продольной магнитной
силы в положительном СМП
F
*
F F
j0
Рис.24
Н
*

42.

Возникновение продольной магнитной
силы в положительном СМП
F
F
Н*
*
F
*
F
Рис.24
j0

43.

Возникновение продольной магнитной
силы в положительном СМП
Н*
*
F
*
F
Рис.24
j0

44.

Возникновение продольной магнитной
силы в отрицательном СМП
F
*
F F
j0
Рис.25
Н
*

45.

Возникновение продольной магнитной
силы в отрицательном СМП
*
F
Н
*
F
Рис.25
j0
*

46.

Индукция тока в проводнике , движущемся
в СМП
B
*
М
EMN
Vпер
N
B
0
t
B
0
t
*
*
Рис.26
x

47.

Аналог правила Ленца
Ток, индуцированный
в проводнике за счет изменения внешнего СМП,
создает собственное СМП, которое стремиться
скомпенсировать
изменение внешнего СМП, его породившего

48.

Аналог закона электромагнитной
индукции
B
divE
t
*
Точка пространства, в которой создано
нестационарное СМП,
является источником или стоком
электрического поля
(18)

49.

Уравнения обобщенной электродинамики
D
*
rotH gradH j
t
B
rotE
t
*
B
divD 0
t
divH 0
(19)
(20)
(21)
(22)

50.

Обобщенное уравнение неразрывности
B
0 2 divj 0
t
t
2
*
(23)
В точке, являющейся источником (стоком)
электрического тока, имеется переменный
электрический заряд, и в ней обязательно
создается нестационарное СМП

51.

Обобщенный закон сохранения энергии
Обобщенный вектор Умова-Пойтинга:
*
p p p|| E H EH
(24)

52.

Обобщенный закон сохранения энергии
Обобщенный вектор Умова-Пойтинга:
*
p p p|| E H EH
(24)
Плотность энергии электромагнитного поля:
1
* *
w E D H B H B
2
(25)

53.

Обобщенный закон сохранения энергии
Обобщенный вектор Умова-Пойтинга:
*
p p p|| E H EH
(24)
Плотность энергии электромагнитного поля:
1
* *
w E D H B H B
2
w
Q p dS
t
S
(25)
(26)

54.

Условие Лоренца
В классической электродинамике:
divA 0 0
0
t
(27)
В обобщенной электродинамике:
1
H x , y , z ,t
divA 0
0
t
*
(28)

55.

Волновые уравнения для потенциалов
2 A
A 0 0 2 0 j
t
(29)
0 0 2
t
0
(30)
2
A,
- 4 - мерный электродинамический потенциал

56.

Волновые уравнения для вектора
E
2
E
j
1
E 0 0 2 0
grad (31)
t
t 0
E
1
E 0 0
grad
2
t
0
2
E
j
E 0 0
0
2
t
t
(32)
2
(33)

57.

Волновые уравнения для
H
и
2
H
H 0 0 2 rotj
t
H
*
(34)
H
(35)
H 0 0
div
j
2
t
t
2
*
*

58.

Типы электромагнитных волн
E , H
- поперечные волны
*
E , H
- продольные Н-волны
*
H ,E
- продольные Е-волны

59.

Экспериментальные исследования
1. Еньшин А.В. и Илиодоров В.А. Способ изменения
свойств парамагнитных газов. Патент № 2094775 от 27.10.97
по заявке № 93050149/25 от 03.11.93.
2. Еньшин А.В., Илиодоров В.А. Генерация продольных
световых волн при рассеянии бигармонического лазерного
излучения на магнонных и вращательных поляритонах
в атмосфере. В сб. "Горизонты науки 21 века", 2002 г.
3. Monstein и J. P. Wesley. Euro physics Letters, 59
(4), pp. 514-520 (2002).

60.

Выводы:
1. Классическая электродинамика является частной
теорией: она описывает только электромагнитное
поле бесконечного или отдельного
замкнутого тока

61.

Выводы:
1. Классическая электродинамика является частной
теорией: она описывает только электромагнитное
поле бесконечного или отдельного
замкнутого тока
2. Обобщенная электродинамика описывает
электромагнитное поле электродинамических
систем

62.

Выводы:
1. Классическая электродинамика является частной
теорией: она описывает только электромагнитное
поле бесконечного или отдельного
замкнутого тока
2. Обобщенная электродинамика описывает
электромагнитное поле электродинамических
систем
3. Самой общей теорией является 4-мерная
обобщенная квантовая электродинамика

63.

Выводы:
1. Классическая электродинамика является частной
теорией: она описывает только электромагнитное
поле бесконечного или отдельного
замкнутого тока
2. Обобщенная электродинамика описывает
электромагнитное поле электродинамических
систем
3. Самой общей теорией является 4-мерная
обобщенная квантовая электродинамика
4. Физически содержательными являются все
три типа электромагнитных волн

64.

Перспективные направления практического
использования:
- электротехника на основе продольного
электромагнитного взаимодействия
- создание новых средств связи, в частности
работающих в электропроводных средах
- возможность изменения свойств вещества
путем организации квантовых (спинорных)
комплексов (нанотехнологии)

65.

Перспективные направления практического
использования:
- воздействие на биологические объекты и водные
структуры
- альтернативная электроэнергетика
на основе использования энергии
эфира (физического вакуума)