Опыт с инерционными электронами

[VPD]

    В работе Гришаева А.А.  [1]    и моей статье [2]    рассчитана концентрация электронов, создающих ток в медном проводнике n₁ = 2,7×10¹⁷ м^-3 и  n₂ ~ 5×10²² м^-3 соответственно. Это на 11 и 6  порядков меньше общего числа электронов в зоне проводимости меди n_m = 10²⁸ м^-3. 
    Такое соотношение концентраций мне показалось необычным и  заставило  экспериментально проверить  полученные расчёты.
     Напомню, что ток

I = Q/τ (1)

где, Q – заряд, протекающий в проводнике; τ- время движения заряда.
    Известно, так же, что

I = enVS (2)

где, e – заряд электрона; n – концентрация электронов; V - линейная скорость движения электронов; S –  площадь сечения проводника.
     Из (1) и (2) следует

n = Q/τeVS  (3).

    Спроектируем  источник тока, электроны  которого двигаются только по инерции, что   позволит считать их  «свободными», а не оторванными от атома электрическим полем источника.
    Заряд, движущихся по  инерции электронов, будем накапливать на конденсаторе C, подключённому параллельно движущемуся и резко затарможенному проводнику, и, учитывая, что  Q = UC, получим

n ≈ 10¹³U/τ  (4),

при   C ≈ 1,2 ×10^-10Ф; S ≈ 10^-6м²; скорость проводника – это скорость окружности диска с проводящим медным витком; перед остановкой измерить её не удалось (нет скоростной видеокамеры), но я её оценил, как среднюю скорость вылета стрелы арбалета с пружиной из рессорной стали (50…100м/с) и посчитал  V ≈ 70 м/с. Параметры U =3,5 мВ и τ =  8 мс взяты из осциллограммы напряжения  на конденсаторе (Рис.1).

Рис.1 Осциллограмма напряжение на конденсаторе

    В результате

n ≈ 0,44×10¹³  (5).

    На Фото 1 показана экспериментальная установка, в которой скорость проводника задаётся     пружиной, собранной из торсиона автомобиля «Запорожец».  Двигающийся проводник представляет собой один виток медного проводника, выполненный из  медной фольги на   диске диаметром 500мм. У диска есть упор, при резком  торможении о  который,  в витке начинает  протекать ток.
   Генерируемый данным  источником заряд составил   Q = UC = 4,2×10^-13 Кл.

Фото.1 Пружинный источник конвенционного тока

  Выводы.
    1.Проведён опыт, показывающий, что только небольшая   часть электронов проводимости (электронного газа, формирующего металлическую связь) участвует в создании электрического тока.
   2.Измерения концентрации двигающихся электронов (5) близко к  моим расчётам в [2] .
   3.Реализован простой  импульсный источник конвенционного тока (Фото 1).

[VPD]

   Закрывал тему потому, что обнаружил ошибку.
 Масштаб оси напряжений Рис.1 в мВ, а не в В.

[VPD]

А я    вам  об этом писал ранее . Как вы реагировали со своим умопомрачительным количеством движущихся электронов, порядка 6Е23.?

  Читайте внимательно.
   Общее количество электронов в том опыте притяжения проводников было, действительно, 10²³ шт.
  А концентрация, то есть количество электронов в единице объёма, 10¹⁷, что намного ближе к опытным значениям. Эту цифру я  привёл в своей статье. Смотрите  последнюю строчку текста.
 Еду на работу. Продолжу разбирать вашу портянку попозже.

[VPD]

  ...0Вт и Гришаев пишет о том же! "Два механизма переноса электричества в металлах.
Эксперименты по измерению подвижности свободных электронов в металлах дают, что, при протекании постоянного электрического тока, скорость перемещения роя электронов составляtnмиллиметры в секунду [5,17]. Теперь представим двухпроводную линию с длиной, скажем, 10 км, к дальним контактам которой присоединён конденсатор, а к ближним её контактам можно подключить источник постоянного напряжения. После замыкания рубильника, подключающего этот источник, напряжение на конденсаторе появится с задержкой во времени, которая определяется, практически, скоростью света. По традиционной логике, заряды на пластинах конденсатора могут появиться, в данном случае, лишь благодаря перемещениям по проводам свободных электронов. Но, перемещаясь, в совокупности, на миллиметры в секунду, свободные электроны никак не смогут обеспечить то молниеносное установление напряжения на конденсаторе, которое наблюдается на опыте. При таком положении дел, как может наука заявлять, что ей понятен механизм переноса электричества в металлах?" А вы упорствовали!

    Он, как и вы, совершает элементарную ошибку
    Конденсатор заряжают не электроны, находящиеся в начале линии, а электроны, находящиеся на её конце, которые пришли в движение от пришедшей сюда со скоростью света электромагнитной волны.
  В ваш стакан, при открытии крана, вливается вода, находящаяся рядом с краном, а не вода из водонапорной башни в 10км. Причём,  в движение все молекулы воды приходят со скоростью звука в воде. Здесь имеет место  полная аналогия с электронами.

...Когда до вас дойдет, что не могут электроны двигаться в твердом теле? Электроны могут двигаться в вакууме. Гришаев пишет"Напротив, мы предлагаем модель этого молниеносного процесса. Эта модель является развитием концепции зарядовых разбалансов [10] – волны которых распространяются в веществе именно со скоростью света [10], причём перенос вещества при этом не происходит. В вышеприведённом примере с конденсатором на конце двухпроводной линии, электрические импульсы, которые формируются зарядовыми разбалансами в атомах проводов, бегут к конденсатору, практически, со скоростью света. Добежав до конденсатора, они сразу же создают напряжение между его пластинами – несколько меньшее, чем напряжение источника, из-за падения напряжения на проводах. Таким образом происходит зарядка конденсатора, которую можно назвать реактивной – обусловленной лишь наведёнными на пластинах конденсатора зарядовыми разбалансами противоположного знака, но не притоком электронов на отрицательную пластину и оттоком их с положительной пластины. "   

   Гришаев - отмороженный альт.
  Его идеи (как и ваши) - бред сивой кобылы.
  Я сослался на его работу только с единственной целью - в ней есть перевод статьи R.C.Tolman, L.M.Mott-Smith. Phys.Rev., 28 (1926) 794, который мне никак бесплатно  получить не удалось.
   В этой статье описан опыт по механическому ускорению электронов, выполненный в 1916 году.
    Я сделал другой опыт; описанный в обсуждаемой теме, только  намного проще.

И если вы подключите в цепь проводника вакуумный диод , вот тогда, исходя из скорости электронов в вакууме при конкретном напряжении, сможете посчитать количество электронов одновренно в полете в пространстве Q между катодом и анодом, соответствующих току . И сравните с эквивалентным зарядом в проводнике (последовательная цепь), убедитесь, Q= I*l/c,  а  n=Q/ e, где  n, число элементарных зарядов , одновременно задействованных в  процессе тока , е, заряд электрона. По этой же формуле можно рассчитать количество электронов между катодом и анодом в вакуумном диоде. Вместо С подставить значение скорости электронов при известном напряжнии.

   Я уже вам раз десять писал, что это не верно.
  Я детально  опроверг сие со всех сторон.
  Опровергает вашу "идею-фикс"  и предложенный вами же   опыт по зарядке конденсатора размыкающимся током катушки индуктивности.
   Q = I √LC - где здесь скорость света?
   Сколько бредить ещё будете?

[VPD]

.. Если там и появляется инерционный ток, то электроны к этому отношения не имеют , они, в десяток тысяч и более раз , легче , нежели ядра металла и в торможении практически невесомы, а не болтаются там отдельно от атомов.  Ну как на  этом фоне инерционной деформации вещества  выделить инерцию электронов, которые сами   вряд ли вообще там существуют в свободном состоянии, как частицы.

  Это вы специалистов принимаете за глупышей.
   Первое.
 Катионы металлов очень сильно связаны в кристалле и оторвать их потребуется огромная энергия.
Второе.
Вы в упор не видите знак изменения потенциала на конденсаторе, заряжаемом  тормозящимся витком - он отрицательный - это могут дать только электроны. 

Известный опыт с торможением вращающейся катушки с гальванометром обычная подгонка лабы под желаемый результат.

Так может писать тот, кто никогда не делал опыты и не публиковал их в самом престижном физическом издании, как    Phys.Rev. 

Ваш диск, тоже. Гришаев пишет и я с ним согласен, реакция электронов, если  они там есть, длится доли пикосекунды, вряд ли в гараже это можно обнаужить с помощью рессоры от Запорiжця

  Прежде, чем писать, взяли бы верные формулы Гришаева и посчитали бы.
  С учётом  формулы плазменной частоты t = (wp)-1 = (me/4pnee2)1/2, для электрона имеем t = 20мс . Близкое к этому значения я и видел на экране.

   Что касается вращающегося диска и тока при торможении, то, тоже ошибка.

 Что касается моей  ошибки, которую я упомянул, то здесь произошла такая история.
  Для упрощения опыта я не стал создавать цепь внешней синхронизации осциллографа.
  Поэтому, что бы получить импульс, полностью попадающий на экран осциллографа, приходилось запускать диск пружиной по нескольку раз.
 Однажды я увидел в серии из 6-ти запусков напряжения импульса на конденсаторе с амплитудой до 3,5 В .
 Обрадовался, график осциллограммы нарисовал в этом масштабе и отправил  статью на форум.
 Но, ни на следующий день и, ни через день такие значения напряжения  не повторились. Получал только  напряжения  в 1000 раз меньшие. 
  Предполагаю, что в осциллографе есть плохая пайка, которая генерировала большие напряжения, из-за  сильных ударов  тормозимого диска.

[VPD]

Когда до вас дойдет, что эта аналогия не работает.  Если бы заряд протяженному телу задавался медленными электронами, то, входя в тело, рой электронов распределялся бы по электризуемому телу очень долго , метровый кусок , десятки секунд, пока вошедшие с конца электроны распределились бы по всему образцу. Но все устаканивается за 3 наносекунды. Значит, не медленными электронами передается заряд.

  Вам не по силам понять, что перенос электрической энергии (движения) осуществляется не носителями заряда, а лежащим вне проводника электромагнитным полем. Проводник со свободными зарядами лишь определяет путь к потребителю энергии. Мне это отличие ещё в школьном кружке объяснили: Электрическая энергия - трамвай, провода - рельсы. Да и простая математика это доказывает. Почитайте о векторе Умова-Пойтинга.
https://www.youtube.com/watch?v=6Hv2GLtnf2c 

... в катушке есть длина. пока течет ток , там полно движущихся зарядов. и движутся они со скоростью света. Явно , это не электроны.

  Вот в этом ваше главное заблуждение.  Это никакого отношения к полученным учёными знаниям не имеет.

Как вы смеете так разговаривать? Я полковник!

И я, работая в военном вузе, был бы полковником. Все мои знакомые из ВИЗРУ доценты - полковники.  .

При этом опровергаете самое элементарное, о чем вообще грамотные физики или инженеры спорить не должны из-за очевидности.

  Так не спорьте.
   Очевидность совсем не то, что вы здесь приводите  в виде "потока сознания".
  Для меня очевидность не только верные суждения в учебниках и энциклопедиях. Многие из них были   проверены многолетним  опытом работы  разработчика радиоэлектронных устройств и систем. Да и сейчас очевидность для меня проявляется в моих  гаражных опытах. Они просты и вы то же можете их проверить, улучшить или опровергнуть.
 

[VPD]

Кому что не по силам? Эта модель мне известна.   Только я не верю, что в природе именно так и происходит. Вы предлагаете всем убедиться, что на острие иголки помещается конечное число ангелов. Для учителя в школе нет другого пути.

Всяко лыко в строку.Не принимайте близко к сердцу. Чины , звания, степени, успехи на школьных олимпиадах как аргумент в дискуссии , равноценны нулю.  Отрицате  очевидное логичное. Если в вакуумном диоде электроны покинувшие катод но не достигшие анода находятся в простанстве между в виде пространственного заряда, то это вам  очевидно? А если такое же происходит в проводе , то это вы отвергаете . Логики не улавливаю. Чисто инженерный подход. Библию диктовал господь. Вы мне про электроны между К и А скажите. Есть там  ЛИШНИЙ заряд или нет. А потом, про такой же в проволоке с током в гараже.
[/quote]   Пошли по третьему или четвёртому кругу.
  Ортодоксальность - хороша в меру.
  У вас немалый эффект (а может, синдром) Даннинга-Крюгера.
  Однако, это ваши проблемы.
  Спасибо за обсуждение.

[VPD]

ликбез для особо верующих.

  Только неучам может нравится такая хрень.
 Ни к чему необязывающий трындёж какого то нуднейшего  анонима, присвоивший себе знание абсолютной истины.
  Популистская смесь фактов и домыслов.
  Тупое нытьё, прикрывающееся псевдо научной терминологией. Полное непонимание ни сути науки, ни результатов, полученных учёными и инженерами.
 Цель - принизить науку и продемонстрировать свою "значимость". Лай крыловской  "моськи".  Расчёт на такого же, как автор,  неграмотного обывателя.
  Об электричестве человечество  знает намного больше, чем, например,  о человеке.   
  Вычеркнутое из жизни  время. 

[Дробышев]

ликбез для особо верующих.

Самое мерзкое в том, что этот еблан залил свой опус с помощью современной техники. И более производительный компьютер с помощью своих стенаний никогда не построит.

Ну а те, кто распространяет эти видео, такие же ебланы.

[VPD]

Ну, наконец, кто то вменяемый посетил тему! А что скажет уважаемый Дробышев по существу вопроса? Есть ли в пространстве вакуумного диода  при протекании тока  избыточный заряд между анодом и катодом? И какова его приблизительная величина?

  Не вижу связи с моей темой.
  Откройте тему об  электровакуумных приборах. Хотя не вижу смысла: там всё давно и детально   изучено...

[VPD]

   ...ВЫ выкручиваетесь. ...

Вам нужен диод, а я выкручиваюсь?
  Тему свою открывайте и "гениальничайте" на всю катушку.
   Можете и электротехнику и что вашей широкой душе захочется...
 

[VPD]

    Повторил опыт с инерционными электронами на усовершенствованной установке (Фото 2).

Фото 2. Новый источник инерционных электронов

   На Фото 2  обозначено: 1 – алюминиевый виток (разрезанный обод велоколеса)   диаметром 400мм; 2 -торсион для  разгона витка;  3 – резистор R = 24 кОм, через который до величины U заряжается входная ёмкость осциллографа.
   Напомню.  Если проводник  в виде окружности (виток) раскрутить до  линейной скорости  V , а затем резко затормозить, то за счёт инерции электронов в нём появится  импульс тока, максимальное значение которого

I = enVS (6)

  где, e – заряд электрона; n – концентрация инерционных электронов;  S –  площадь сечения проводника.
  Из (6) следует, что

n = I/eVS (7)

   Для алюминиевого витка сечением  S ≈ 1,4×10^-4м²   и  скоростью V ≈ 60 м/с, получилось U =   15 мВ.
   Поскольку U ≈ IR

n ≈ U/ReVS ≈ 5*10¹⁴     (8).

  Полученная величина концентрации инерционных электронов  близка к данным предыдущего опыта (см. формулу (5)), однако погрешность  результатов измерений резко уменьшилась.
   К тому ж, реализация нового  генератора конвенционного тока  стала намного проще предыдущей.

[Олег Владимирович Лавринович]

  Вам не по силам понять, что перенос электрической энергии (движения) осуществляется не носителями заряда, а лежащим вне проводника электромагнитным полем. Проводник со свободными зарядами лишь определяет путь к потребителю энергии. Мне это отличие ещё в школьном кружке объяснили: Электрическая энергия - трамвай, провода - рельсы. Да и простая математика это доказывает. Почитайте о векторе Умова-Пойтинга.

Приятно общаться с умным человеком, знающим и умова и пойтинга со школы! . А теперь с высоты своих знаний поясните неучу  где перетекает энергия ,например в кардановом вале.Простая математика УП это легко доказывает, но понятия не имеет каким полем переносится энергия в кардане.  Согдасно умовупойтингу , явно же, где-то вокруг кардана(гдеж еще, естественно, кардановым полем) . А железяка, лишь, рельсы. Может вы путаете инженерные представления, выраженные математически  с фундаментальными процессами?

[VPD]

Приятно общаться с умным человеком, знающим и умова и пойтинга со школы! . А теперь с высоты своих знаний поясните неучу  где перетекает энергия ,например в кардановом вале.Простая математика УП это легко доказывает, но понятия не имеет каким полем переносится энергия в кардане.  Согдасно умовупойтингу , явно же, где-то вокруг кардана(гдеж еще, естественно, кардановым полем) . А железяка, лишь, рельсы. Может вы путаете инженерные представления, выраженные математически  с фундаментальными процессами?

  Откройте свою  тему, в которой сформулируйте интересующий вас  вопрос и я попробую  ответить.
    Очевидно же - моя  тема здесь совершенно  о другом.