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L'ampoule brûle contre les lois de la physique
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Vidéo: L'ampoule brûle contre les lois de la physique

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Anonim

Les principes de fonctionnement des ampoules nous semblent si clairs et évidents que presque personne ne pense à la mécanique de leur travail. Néanmoins, ce phénomène cache un immense mystère, qui n'a pas encore été entièrement résolu.

Tout d'abord, un avant-propos sur la façon dont cet article est né.

Il y a environ cinq ans, je me suis inscrit à un forum d'étudiants et j'y ai publié un article sur les erreurs que notre science universitaire fait dans l'interprétation de nombreuses dispositions de base, comment ces erreurs sont corrigées par la science alternative et comment la science universitaire lutte contre l'alternative, en collant une étiquette lui " pseudoscience "et l'accusant de tous les péchés mortels. Mon article est resté dans le domaine public pendant environ 10 minutes, après quoi il a été jeté dans le puisard. J'ai été immédiatement envoyé à une interdiction indéfinie et interdit de comparaître avec eux. Quelques jours plus tard, j'ai décidé de m'inscrire sur d'autres sites étudiants pour réessayer avec la publication de cet article. Mais il s'est avéré que j'étais déjà sur la liste noire sur tous ces sites et mon inscription a été refusée. Autant que je sache, il y a un échange d'informations sur les personnes indésirables entre les forums étudiants et être mis sur liste noire sur un site signifie un vol automatique de tous les autres.

Ensuite, j'ai décidé d'aller au magazine Kvant, spécialisé dans les articles de vulgarisation scientifique pour les écoliers et les étudiants universitaires. Mais comme en pratique ce magazine est encore plus orienté vers le public scolaire, l'article a dû être grandement simplifié. J'ai tout jeté sur la pseudoscience à partir de là et n'ai laissé qu'une description d'un phénomène physique et lui ai donné une nouvelle interprétation. C'est-à-dire que l'article est passé d'un article journalistique technique à un article purement technique. Mais je n'ai pas attendu de réponse de la rédaction à ma demande. Et avant, la réponse des rédactions des magazines me venait toujours, même si la rédaction rejetait mon article. De là j'en ai conclu qu'à la rédaction je suis aussi sur la liste noire. Mon article n'a donc jamais vu le jour.

Cinq ans ont passé. J'ai décidé de recontacter la rédaction de Kvant. Mais cinq ans plus tard, il n'y avait aucune réponse à ma demande. Cela signifie que je suis toujours sur leur liste noire. Par conséquent, j'ai décidé de ne plus me battre avec des moulins à vent et de publier un article ici sur le site. Bien sûr, il est dommage que l'écrasante majorité des écoliers ne le voient pas. Mais là, je ne peux rien faire. Alors, voici l'article lui-même….

Pourquoi la lumière est-elle allumée ?

Probablement, il n'y a pas de tel règlement sur notre planète où il n'y aura pas d'ampoules électriques. Grands et petits, fluorescents et halogènes, pour lampes de poche et projecteurs militaires puissants - ils sont devenus si fermement ancrés dans nos vies qu'ils sont devenus aussi familiers que l'air que nous respirons. Les principes de fonctionnement des ampoules nous semblent si clairs et évidents que presque personne ne pense à la mécanique de leur travail. Néanmoins, ce phénomène cache un immense mystère, qui n'a pas encore été entièrement résolu. Essayons de le résoudre nous-mêmes.

Prenons une piscine avec deux tuyaux, par l'un desquels l'eau s'écoule dans la piscine, par l'autre elle en sort. Supposons que 10 kilogrammes d'eau pénètrent dans la piscine chaque seconde, et dans la piscine elle-même, 2 de ces dix kilogrammes sont magiquement convertis en rayonnement électromagnétique et rejetés. Question: combien d'eau sortira de la piscine par un autre tuyau ? Probablement, même un élève de première année répondra qu'il faudra 8 kilogrammes d'eau par seconde.

Modifions un peu l'exemple. Qu'il y ait des fils électriques au lieu de tuyaux, et une ampoule électrique au lieu d'une piscine. Considérez à nouveau la situation. Un fil dans une ampoule contient, disons, 1 million d'électrons par seconde. Si nous supposons qu'une partie de ce million est convertie en rayonnement lumineux et émise par la lampe dans l'espace environnant, alors moins d'électrons quitteront la lampe par l'autre fil. Que montreront les mesures ? Ils montreront que le courant électrique dans le circuit ne change pas. Le courant est un flux d'électrons. Et si le courant électrique est le même dans les deux fils, cela signifie que le nombre d'électrons sortant de la lampe est égal au nombre d'électrons entrant dans la lampe. Et le rayonnement lumineux est une sorte de matière qui ne peut pas provenir d'un vide parfait, mais qui ne peut venir que d'une autre sorte. Et si, dans ce cas, le rayonnement lumineux ne peut pas provenir des électrons, alors d'où vient la matière sous forme de rayonnement lumineux ?

Ce phénomène de lueur d'une ampoule électrique entre également en conflit avec une loi très importante de la physique des particules élémentaires - la loi de conservation de la charge dite leptonique. D'après cette loi, un électron ne peut disparaître avec l'émission d'un quantum gamma que dans la réaction d'annihilation avec son antiparticule, un positon. Mais dans une ampoule, il ne peut y avoir de positrons porteurs d'antimatière. Et puis nous obtenons littéralement une situation catastrophique: tous les électrons entrant dans l'ampoule par un fil quittent l'ampoule par un autre fil sans aucune réaction d'annihilation, mais en même temps, une nouvelle matière apparaît dans l'ampoule elle-même sous forme de rayonnement lumineux.

Et voici un autre effet intéressant associé aux fils et aux lampes. Il y a de nombreuses années, le célèbre physicien Nikola Tesla a réalisé une mystérieuse expérience sur le transfert d'énergie à travers un fil, qui a été répétée à notre époque par le physicien russe Avramenko. L'essence de l'expérience était la suivante. Nous prenons le transformateur le plus ordinaire et le connectons avec l'enroulement primaire à un générateur électrique ou à un réseau. Une extrémité du fil d'enroulement secondaire pend simplement dans l'air, nous tirons l'autre extrémité vers la pièce voisine et là nous la connectons à un pont de quatre diodes avec une ampoule électrique au milieu. Nous appliquons une tension au transformateur et la lumière s'est allumée. Mais après tout, un seul fil s'y étend, et deux fils sont nécessaires pour que le circuit électrique fonctionne. Dans le même temps, selon les scientifiques qui étudient ce phénomène, le fil allant à l'ampoule ne chauffe pas du tout. Il ne devient pas si chaud qu'un métal avec une résistivité très élevée peut être utilisé à la place du cuivre ou de l'aluminium, et il restera toujours froid. De plus, il est possible de réduire l'épaisseur du fil à l'épaisseur d'un cheveu, et l'installation fonctionnera toujours sans problème et sans générer de chaleur dans le fil. Jusqu'à présent, personne n'a été en mesure d'expliquer ce phénomène de transmission d'énergie à travers un fil sans aucune perte. Et maintenant je vais essayer de donner mon explication de ce phénomène.

Il existe un tel concept en physique - le vide physique. Il ne faut pas le confondre avec un vide technique. Le vide technique est synonyme de vide. Lorsque nous retirons toutes les molécules d'air du récipient, nous créons un vide technique. Le vide physique est complètement différent, c'est une sorte d'analogue de la matière ou de l'environnement omniprésent. Tous les scientifiques travaillant dans ce domaine ne doutent pas de l'existence d'un vide physique, car sa réalité est confirmée par de nombreux faits et phénomènes bien connus. Ils discutent de la présence d'énergie en elle. Quelqu'un parle d'une quantité d'énergie extrêmement faible, d'autres sont enclins à penser à une quantité d'énergie extrêmement énorme. Il est impossible de donner une définition exacte du vide physique. Mais vous pouvez en donner une définition approximative à travers ses caractéristiques. Par exemple, ceci: le vide physique est un milieu spécial omniprésent qui forme l'espace de l'Univers, génère de la matière et du temps, participe à de nombreux processus, a une énergie énorme, mais n'est pas visible pour nous en raison du manque des éléments nécessaires. organes des sens et nous semble donc vide. Il faut surtout le souligner: le vide physique n'est pas le vide, il semble seulement être le vide. Et si vous adoptez cette position, de nombreuses énigmes peuvent être facilement résolues. Par exemple, l'énigme de l'inertie.

Ce qu'est l'inertie n'est toujours pas clair. De plus, le phénomène d'inertie contredit même la troisième loi de la mécanique: l'action est égale à la réaction. Pour cette raison, les forces d'inertie tentent même parfois d'être déclarées illusoires et fictives. Mais si nous tombons sous l'influence des forces d'inertie dans un bus fortement freiné et obtenons une bosse sur notre front, à quel point cette bosse sera-t-elle illusoire et fictive ? En réalité, l'inertie apparaît comme une réaction du vide physique à notre mouvement.

Lorsque nous nous asseyons dans la voiture et que nous appuyons sur le gaz, nous commençons à nous déplacer de manière inégale (accélérée) et par ce mouvement du champ gravitationnel de notre corps nous déformons la structure du vide physique qui nous entoure, lui donnant de l'énergie. Et le vide réagit à cela en créant des forces d'inertie qui nous tirent en arrière pour nous laisser au repos et ainsi éliminer la déformation qu'il induit. Pour vaincre les forces d'inertie, beaucoup d'énergie est nécessaire, ce qui se traduit par une consommation de carburant élevée pour l'accélération. Un mouvement uniforme supplémentaire n'affecte en aucune façon le vide physique et, par conséquent, ne crée pas de forces d'inertie. Par conséquent, la consommation de carburant pour un mouvement uniforme est moindre. Et lorsque nous commençons à ralentir, nous nous déplaçons à nouveau de manière inégale (plus lent) et déformons à nouveau le vide physique avec son mouvement inégal, et il réagit à nouveau à cela en créant des forces d'inertie qui nous tirent vers l'avant pour nous laisser dans un état de mouvement rectiligne uniforme lorsqu'il n'y a pas de déformation sous vide. Mais maintenant, nous ne transférons plus d'énergie au vide, mais il nous la donne, et cette énergie est libérée sous forme de chaleur dans les plaquettes de frein de la voiture.

Un tel mouvement accéléré-uniforme-décéléré de la voiture n'est rien de plus qu'un seul cycle de mouvement oscillatoire de basse fréquence et d'énorme amplitude. Au stade de l'accélération, de l'énergie est introduite dans le vide, au stade de la décélération, le vide cède de l'énergie. Et la chose la plus intrigante est que le vide peut dégager plus d'énergie qu'il n'en recevait auparavant de nous, car il possède lui-même une énorme réserve d'énergie. Dans ce cas, aucune violation de la loi de conservation de l'énergie ne se produit: combien d'énergie le vide nous donnera, exactement la même quantité d'énergie que nous en recevrons. Mais du fait que le vide physique nous semble être du vide, il nous semblera que l'énergie surgit de nulle part. Et de tels faits d'une violation apparente de la loi de conservation de l'énergie, lorsque l'énergie apparaît littéralement du vide, sont connus depuis longtemps en physique (par exemple, à n'importe quelle résonance, une énergie si énorme est libérée qu'un objet en résonance peut même s'effondrer).

Le mouvement circonférentiel est également un type de mouvement irrégulier, même à vitesse constante, car dans ce cas, la position du vecteur vitesse dans l'espace change. Par conséquent, un tel mouvement déforme le vide physique environnant, qui réagit à cela en créant des forces de résistance sous forme de forces centrifuges: elles sont toujours dirigées de manière à redresser la trajectoire du mouvement et à la rendre rectiligne lorsqu'il n'y a pas de vide. déformation. Et pour vaincre les forces centrifuges (ou pour maintenir le vide causé par la rotation), il faut dépenser de l'énergie, qui va dans le vide lui-même.

Nous pouvons maintenant revenir au phénomène de la lueur des ampoules. Pour son fonctionnement, un générateur électrique doit être présent dans le circuit (même s'il y a une batterie, elle a quand même été une fois chargée depuis le générateur). La rotation du rotor du générateur électrique déforme la structure du vide physique voisin, des forces centrifuges apparaissent dans le rotor et l'énergie pour surmonter ces forces quitte la turbine primaire ou une autre source de rotation dans le vide physique. Quant au mouvement des électrons dans un circuit électrique, ce mouvement se produit sous l'action des forces centrifuges créées par un vide dans un rotor en rotation. Lorsque les électrons pénètrent dans le filament d'une ampoule, ils bombardent intensément les ions du réseau cristallin et commencent à vibrer fortement. Au cours de telles vibrations, la structure du vide physique se déforme à nouveau et le vide réagit à cela en émettant des quanta de lumière. Puisque le vide lui-même est une sorte de matière, la contradiction précédemment notée de l'apparition de la matière de nulle part est levée: une forme de matière (rayonnement lumineux) naît d'une autre de son espèce (vide physique). Les électrons eux-mêmes dans un tel processus ne disparaissent pas et ne se transforment pas en autre chose. Par conséquent, combien d'électrons entrent dans l'ampoule par un fil, exactement la même quantité sortira par l'autre. Naturellement, l'énergie des quanta provient également du vide physique, et non des électrons entrant dans le filament. L'énergie du courant électrique dans le circuit lui-même ne change pas et reste constante.

Ainsi, pour la luminescence de la lampe, ce ne sont pas les électrons eux-mêmes qui sont nécessaires, mais les vibrations aiguës des ions du réseau cristallin du métal. Les électrons ne sont qu'un outil qui fait vibrer les ions. Mais l'outil peut être remplacé. Et dans l'expérience avec un fil, c'est exactement ce qui se passe. Dans la célèbre expérience de Nikola Tesla sur la transmission d'énergie à travers un fil, un tel instrument était le champ électrique alternatif interne du fil, qui changeait constamment sa force et faisait ainsi vibrer les ions. Par conséquent, l'expression « transfert d'énergie à travers un fil » dans ce cas n'est pas réussie, voire erronée. Aucune énergie n'a été transmise à travers le fil, l'énergie a été libérée dans l'ampoule elle-même à partir du vide physique environnant. Pour cette raison, le fil lui-même ne chauffe pas: il est impossible de chauffer un objet si l'on ne lui fournit pas d'énergie.

En conséquence, une perspective plutôt tentante d'une forte baisse du coût de construction des lignes électriques se profile. Premièrement, vous pouvez vous en tirer avec un fil au lieu de deux, ce qui réduit immédiatement les coûts d'investissement. Deuxièmement, au lieu de cuivre relativement cher, vous pouvez utiliser n'importe quel métal le moins cher, même du fer rouillé. Troisièmement, vous pouvez réduire le fil lui-même à l'épaisseur d'un cheveu humain et laisser la résistance du fil inchangée ou même l'augmenter en l'enfermant dans une gaine en plastique durable et bon marché (en passant, cela protégera également le fil des précipitations atmosphériques). Quatrièmement, du fait de la réduction du poids total du fil, il est possible d'augmenter la distance entre les supports et ainsi de réduire le nombre de supports pour toute la ligne. Est-ce réaliste de faire cela ? Bien sûr que c'est réel. Il y aurait une volonté politique des dirigeants de notre pays, et les scientifiques ne vous laisseront pas tomber.

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