Электростатика, как известно, изучает взаимодействие неподвижных электрических зарядов. Это взаимодействие зарядов происходит посредством электростатического поля. Заряды создают это поле. Заряды бывают двух знаков, условно говоря, – положительные и отрицательные. Тела, на которых имеются заряды одного знака, – отталкиваются. А тела, на которых имеются заряды противоположных знаков, – притягиваются. Точечные заряды взаимодействуют согласно закону Кулона: сила взаимодействия прямо пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Всё, в общем-то, просто и понятно. Но когда начинается более подробный разбор природы неподвижных электрических зарядов двух знаков – возникают вопросы.
Иллюстративно положительный заряд изображается некой сферической областью, из которой радиально, во все стороны, выходят силовые линии статического поля. Отрицательный заряд изображается таким же образом, только силовые линии входят в эту область. И эти заряды как бы всегда связаны друг с другом: силовые линии выходят из области положительного заряда и входят в область отрицательного заряд. Но если заряды разведены далеко друг от друга, то величина заряда (по одному из уравнений Максвелла) равна плотности заряда и, соответственно, энергии поля на том или ином удалении от источника. Взаимодействие зарядов хорошо показывают опыты с «султанами», на которые подаются потенциалы зарядов. На одиночном «султане» подача положительного или отрицательного заряда вызывает одинаковый эффект – ленточки расходятся радиально во все стороны, как у белого одуванчика. Если имеется два «султана» и размещаются рядом, и они заряжаются одним знаком, то ленточки как бы отталкиваются друг от друга, между ними появляется вроде мёртвой зоны. Если «султаны» заряжаются противоположными знаками, то ленточки, напротив, тянутся друг к другу, пытаясь соединиться. Так ведут себя полюса постоянных магнитов. Если вихревые поля полюсов магнитов имеют одно направление вращения, то тела магнитов «притягиваются» друг к другу. Если же вихревые поля полюсов магнитов имеют противоположную закрутку, то магниты расталкиваются, не соединяются. Поведение разноименных и одноимённых зарядов роднит их с магнетизмом, указывает на общность природы. Но если постоянные магниты так вот просто не перемагничиваются, не меняют полярность, то заряженная втулка из фольги на нитке или шарики из фольги легко меняют свой заряд, из положительного на отрицательный, или наоборот. Это говорит о том, что заряд на втулке или шарике из фольги – поверхностный, внешний. Тогда как магнетизм постоянного магнита обусловлен всей суммой круговых токов во всём теле магнита. Чтобы перемагнитить магнит, изменить его полюса местами – нужно поместить его в очень сильное магнитное поле.
Ключевым моментом не только в электростатике, но и в электродинамике вообще, является разделение зарядов, получение зарядов положительного и отрицательного знака. Без этого разделения зарядов не было бы ничего, что мы называем электричеством и магнетизмом. Самый простой способ – трение. Опыты с электроскопом наглядно, убедительно показывают двойственную природу зарядов. Не менее убедительно доказывает подобное электрофорная машина, с которой знаком каждый со школьных лет. Только вот какой вопрос: если отрицательный заряд у нас чётко ассоциируется с отрицательным электроном, который копится на одном из шаров электрофорной машины, то как быть с положительным зарядом? Что копится на втором шаре электрофорной машины? Перечитайте всю информацию об электрофорной машине, какая только имеется, вы не найдёте никакого ответа! Как не найдёте ответа на вопрос о том, что вообще есть положительный заряд… Да, носителем положительного заряда, как принято считать, является тяжелая ядерная частица протон. Но ведь не протоны же при работе электрофорной машины собираются на втором шаре! Есть ещё положительная частица позитрон, античастица электрона. Но, говоря о разделении зарядов, никто и никогда не говорит о позитроне, как участнике этого действа наряду с электроном! А почему, собственно?! Ведь когда-то при электризации, при разделении зарядов положительная частица электричества была на равных правах в физике наряду с отрицательной. Но потом почему-то решили, что при электризации, при разделении зарядов разными способами должна остаться только одна отрицательная частица. И разность потенциалов стали рассматривать, как избыток отрицательных электронов на одном контакте и недостаток отрицательных электронов – на другом. А положительный заряд тут как бы и не при чём. Но верно ли это?!
Представление о позитронах у нас устойчиво связано с радиоактивным распадом, с космическими лучами и с сильными электрическими полями, в которых могут рождаться симметрично электрон-позитронные пары. Всё! То есть, речь идёт только о частице позитрон с очень большой энергией. В любых других случаях позитроны как бы участия не принимает. А почему, собственно?! На электрофорной машине достигаются электрические потенциалы в десятки тысяч вольт! Искра разряда пробивает воздух на расстоянии до 10-20 сантиметров, можно и больше. Это говорит об огромной энергии разности потенциалов. И ясно одно, что разряд никак не может быть разрядом потенциала одного знака (минус-минус). В любом случае знаки заряда должны быть полярны, плюс и минус. Заряды взаимно уничтожаются, аннигилируют, превращаясь в свет и тепло, порождая звуковую волну, озонируя воздух (двухатомная молекула кислорода становится трёхатомной). Представляете, какой энергий должна обладать реакция аннигиляции зарядов, чтобы породить новое вещество – озон! Ну как это можно объяснить, используя лишь прежние представления об электроне – носителе отрицательного заряда?! Как ни крути, но без представлений о позитроне, как носителе положительного заряда, здесь не обойтись! Да, позитрон – это тот же электрон, но как бы опрокинутый на 180 градусов, точнее, с противоположным винтом закрутки.
Правильней считать электрон и позитрон – квазичастицами, как бы частицами, но от этого их роль не делается меньше. Реальной частицей вещества по праву может считаться только протон. Тогда как квазичастицы электрон и позитрон – производны, вторичны. Квазичастицы рождаются от возбуждения дополнительной энергией частицы протон. Протон в атомном ядре движется в собственном волновом поле тороидально, с замыканием в кольцо. Вот это кольцо протона и есть диполь, магнетон, имеющий сразу как бы два полюса закрутки – левый винт и правый винт. Когда тор протона колебать дополнительной энергией вдоль главной оси тора, проходящей через центр тора, то тогда и рождаются симметрично квазичастицы электроны и позитроны. Да, электроны и позитроны всегда рождаются вместе, никогда – в одиночку. И аннигилируют электроны и позитроны всегда вместе, становясь фотонами излучения. Надо вернуть позитрону его законное место в физике, перестать не замечать его в известных нам явлениях электростатики и электродинамики. Не надо себя обманывать!
Любое трение, любой разрыв атомных и молекулярных связей приводит к рождению квазичастиц электронов и позитронов. Энергия трения и разрыва связей превращается в энергию квазичастиц. Квазичастица электрон и позитрон – вовсе не покоящийся точечный объект, а именно локальное вихревое возбуждение в среде. И заряд есть распределение этих вихревых квазичастиц по некому объёму. Плотность распределения зарядов может меняться. Квазичастица (электрон, позитрон) дипольна, как вихревое образование, имеет и правый, и левый винт закрутки. То есть, являясь по сути свободным, подвижным магнитиком. На неком объёме (или стороне объёма) с положительным зарядом – квазичастицы ориентированы одним полюсом вихря. На другом объёме квазичастицы ориентированы противоположным винтом вихря, что принимается как отрицательный заряд. Притяжение или отталкивание зарядов аналогично взаимодействию полюсов постоянных магнитов, никакой особой разницы тут нет. В постоянных магнитах вихревые поля правой и левой закрутки вызваны лишь связанными зарядами, токами вращения. Тогда как заряды на объёме или стороне объёма – свободными зарядами позитронов или электронов. В природе, вообще, нет монополей, все частицы и квазичастицы – дипольны, магнитны по своей природе. Хотя, в известном смысле частицу протон можно принимать как монополь, так как она есть локальное радиальное колебание элементов в среде физического вакуума, сжатие-расширение («дыхание вакуума»). Но протон так бы и остался радиальным колебанием, если бы не получил новую степень свободы – движение, как целое, движение в собственном волновом поле с замыканием в тор, в кольцо. Вот это движение и сделало протон той частицей, ставшей основой атомного ядра, диполем и магнетоном. Энергия, которая заключается в родившихся квазичастицах электронах, позитронах, нейтрино, есть энергия дополнительного воздействия на энергию протона. «За здорово живёшь», ниоткуда энергия квазичастиц не берётся, закон сохранения энергии движения работает безупречно.
Это касается и превращения электронов и позитронов при аннигиляции (взаимном уничтожении) в кванты так называемого электромагнитного излучения. А чем эта волна является по сути?! Переменная магнитная волна, где правый вихрь магнитной закрутки периодически меняется левым винтом магнитной закрутки. Распространение переменной магнитной волны в среде физического вакуума происходит с максимальной скоростью, скоростью света, так как здесь нет обменного механизма энергии со средой, как то есть у протона и отчасти – у квазичастиц. Часто можно встретить неверное толкование распространения так называемой электромагнитной волны в пустом (!) пространстве, мол, электрическая составляющая волны рождает магнитную составляющую, магнитная составляющая волны рождает электрическую и так далее. Это не так! Друг друга они не рождают. Появление составляющих волны происходит при механизме рождения самой волны. Колебания переменного тока в проводнике, броски тока в прямом и в обратном направлении, и рождают правый винт магнитной составляющей волны, и левый винт магнитной составляющей. Они уходят в пространство от проводника со скоростью света в том виде, в котором родились, без взаимных изменений! Так происходит и при взаимном уничтожении (аннигиляции) электрона и позитрона. Две квазичастицы с левым и правыми винтом магнитной закрутки становятся двумя (или тремя) квантами переменной магнитной волны излучения, разлетающимися в противоположные стороны. Не имея массы покоя, фотоны, между тем, имеют импульс, и переносят энергию. Именно эта энергия, попадая на тела или в среды, колебля там электроны и позитроны, вызывают все видимые или не видимые эффекты.
К видимым эффектам электростатики мы привыкли с детских лет. Натёртая о шерсть пластмассовая линейка или ручка притягивает лёгкие клочки бумаги. Объяснение просто: отрицательный заряд на линейке «поляризует» молекулы, из которых состоят бумажки (углерод), положительные протоны ядер углерода смещаются в сторону отрицательного заряда линейки. Якобы отрицательный заряд на линейке притягивает положительные протоны бумажек. Бумажки отрываются от поверхности стола и «прилипают» к линейке. Как бы промежуточная среда физического вакуума роли здесь не играет. Всего лишь силы притяжения протонов и электронов. Но так ли на самом деле? Надо заметить, что протон в две тысячи раз тяжелее электрона (позитрона). И могут ли тяжелые протоны углерода, тем более, связанные четырёхвалентной связью, вот так повестись на отрицательный заряд линейки? Это вопрос… Не проще ли допустить, что кроме электронов, в атоме углерода есть и позитроны?! На худой конец, электроны в атоме углерода сильным отрицательным зарядом линейки переворачиваются на 180 градусов и превращаются в позитроны. Тогда легче понять и объяснить «притягательную» силу между линейкой и клочками бумаги. Поляризация атомов углерода бумаги происходит, но не протонов и электронов, а позитронов и электронов. И тогда притяжение тут объясняется магнетизмом вихревых полей позитронов и электронов, интерференцией, наложением однонаправленных вихревых полей, которая приводит к падению плотности и давления среды между телами. Прилипание, притяжение в любом случаем должно быть результатом изменения плотности и давления среды, как и в случае с полюсами постоянных магнитов. Роль среды физического вакуума тут ключевая. Резюмируя, можно сказать, что электростатика – одно из проявлений магнетизма в мире частиц, квазичастиц, атомов и молекул. Магнетизм создаётся круговой, кольцевой формой движения частиц, которое порождает вихревые поля правой и левой закрутки. И потому правильней изображать плюс-заряд и минус-заряд не исходящими и входящими линиями, а круговыми стрелками правого и левого винта. И вообще, нет в электростатике никакой статики, нет покоя, всё в движении… И вся электростатика является по сути магнитодинамикой.
Когда этот опус был закончен, неожиданно в сети нашел интересный материал с названием «Если свет не состоит из частиц, то как он разряжает электроскоп?». Как раз по теме электростатики. Сделал такой комментарий: «Если электроскоп зарядить и ничего с ним не делать – через какое-то время он сам разрядится. Хоть воздух и плохой, но всё же проводник тока. Так что электроны, точнее, плотность этих зарядов сама со временем «рассосётся». Увеличь влажность воздуха рядом с электроскопом – он разрядится за считанные минуты. Влажность увеличивает проводимость. Точно также и свет. Энергия фотонов увеличивает энергию атомов и молекул воздуха, слабо ионизирует их, что увеличивает проводимость воздуха. Заряды здесь легко «рассасываются» в атмосфере, частично поглощаются атомами и молекулами воздуха, частично аннигилируют с позитронами... Природа фотона, действительно, двойственна: цуг переменной магнитной волны (правый, левый винт), ограниченный в пространстве. Ограниченность в пространстве обусловлена механизмом излучения – он мгновенный».