ПРИРОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА

         Проведем следующие опыты:

Опыт 1. Металлический стержень укреплен на диэлектрической подставке (изоляторе), а к его концам присоединены два электроскопа.
Натираем фланелью каучуковую палочку и соприкасаем ее с металлом. Листочки обоих электроскопов разойдутся в разные стороны и останутся в таком же положении даже после того, как мы уберем палочку в сторону.

Объяснение: Натирая каучуковую палочку, мы добавили ей энергию. Значит, объемная плотность энергии (проще – давление) в палочке возросла.
Когда мы коснулись палочкой металлического стержня, то избыток энергии от палочки перешел к металлу и далее к листочкам электроскопов. Здесь следует заметить, что металл (как и листочки электроскопа) является хорошим проводником для потока энергии.
Теперь в листочках электроскопов плотность энергии (давление) больше, чем в окружающем их пространстве. Стремясь устранить эту разницу, листочки расходятся в разные стороны.
Понятно, что дополнительная энергия в металле и листочках электроскопов сохраняется и после того, как мы уберем каучуковую палочку в сторону.

Дополнение: Если натереть стеклянную палочку кошачьим мехом, то мы отберем у нее часть энергии. Значит, объемная плотность энергии в палочке уменьшилась.
Далее все происходит аналогично, но с обратным знаком: недостаток энергии, при касании палочки с металлом, переходит к листочкам электроскопов и они тоже расходятся в разные стороны, пытаясь устранить разницу давлений в себе и окружающем их пространстве.

Опыт 2.Теперь мы лишь поднесем предварительно натертую фланелью каучуковую палочку к металлическому стержню, не касаясь его.
Листочки обоих электроскопов и в этом случае разойдутся в разные стороны, но возвратятся в свое нормальное положение, как только мы удалим палочку от металла.

Объяснение: Избыток энергии в каучуковой палочке создает вокруг нее потенциальное поле. Напряженность этого поля убывает с увеличением расстояния от палочки в квадратичной зависимости. Следовательно, ближний к палочке конец металлического стержня взаимодействует с более сильным полем, чем противоположный.
Чтобы уравнять потенциальное поле вокруг металлического стержня, часть энергии от его ближнего к палочке конца перетекает к противоположному. В результате плотность энергии в листочках ближайшего к палочке электроскопа ниже, чем в окружающем их пространстве, а удаленного – выше.
Когда каучуковую палочку убираем от металлического стержня, то плотность энергии в нем и листочках электроскопов выравнивается.

Выводы: Объемная плотность энергии (давление) в замкнутом пространстве относительно окружающего пространства определяет величину электрического заряда. Повышенная плотность энергии определяет отрицательный заряд (так уж принято), а пониженная – положительный заряд.
Разноименные заряды притягиваются друг к другу, а одноименные – отталкиваются.

Объёмная плотность энергии потенциального поля определяется из уравнения:

P = h_wZ²/4πR⁴ Дж/м³

где: h_w = m_ec²r_e = - 2,307*10^-28 Дж*м – квант момента энергии поля;
m_e = 9,1094*10^-31 кг – квант массы поля;
с² = – 8,9876*10¹⁶ Дж/кг – минимально (по модулю – максимально) возможный гравитационный потенциал;
r_e = 2,818*10^-15 м – квант гравитационного радиуса;
Z = q/e – число элементарных электрических зарядов;
е = 1,602*10^-19 Кл – элементарный электрический заряд;
R – расстояние от центра источника поля до данной точки поля.

Любая теория должна приводить нас к новым фактам, экспериментам и явлениям. К примеру, из объяснения опыта 2 следует, что плотность энергии в металлическом стержне не должна восстановиться после удаления каучуковой палочки, если до этого мы разделим стержень на две части.

Эксперимент подтверждает это теоретическое предсказание. Листочки электроскопов в этом случае действительно остаются разведенными и после удаления каучуковой палочки.

на главную

Пивоваров Валерий Иванович
Кишинев, 2001 год.