Добавил:
course-as.ru Авшаров Евгений Михайлович, ejen@course-as.ru Инвестор и Технический директор ООО 'КУРС-АС1', Москва, http://www.course-as.ru, Все наиболее важное обо мне:http://www.course-as.ru/Avsharov.html Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бычков. Зайцев. Математическое моделирование электромагнитных и гравитационных явлений. Изд-3.pdf
Скачиваний:
93
Добавлен:
22.07.2023
Размер:
8.02 Mб
Скачать

Приложение 5. Новые системы единиц измерения, связанные с эфиром

ния (длина, масса, время) = ( , , ), на основе которых строятся размерности других основных физических величин, см.,

В системе СГС используются три базовые единицы измере-

например: [55]. Однако размерности электрических и магнитных

величин в СГС содержат степени 1/2 и 3/2, что может затруднять понимание физического смысла формул, в которых встречаются эти величины.

Система( , , , единиц) СИ имеет четыре базовые единицы измерения: , в которые входит заряд (или сила тока). В этой системе основные физические величины выражаются через це-

лые степени базовых единиц. Однако с математической точки (зрения, , )система СИ является избыточной, так как единиц СГС достаточно для описания физических величин и соотно-

шений между ними. Это приводит к тому, что в одном из физи-

связанную с

 

 

формулой

 

 

0

 

 

0

ческих законов, записанном в СИ, для согласования входящих в

 

0

 

 

 

 

= ( 0 0)

 

 

 

 

 

него величин требуется ввести константу

 

или константу ,

усложняя их

 

0

 

0

 

 

[55, с. 18], где – элек-

тродинамическая постоянная, равная−1скорости/2

света в вакууме.

В результате

 

 

и

 

появляются в различных выражениях,

 

 

вид и интерпретацию. В этом смысле система СИ

оказывается неудобной. Поэтому многие исследователи продолжают использовать СГС, несмотря на требование большинства центральных научных изданий применять единицы СИ.

Устранить главную претензию к системе СГС (использова-

ние трудных для восприятия радикалов) можно с помощью про-

как

[статКулон]

 

[статВольт]

 

стого приёма – введения обозначений для единиц измерения за-

ряда

 

и электрического потенциала

 

,

это сделано, например, в [55, с. 12]. Такой подход с математической точки зрения лишает смысла применение избыточной

715

 

0

 

0

 

 

 

 

системы единиц СИ с искусственно введёнными в ней констан-

тами

 

и

 

[28, п. 85]. По этой причине в теории эфира мы ис-

пользуем более естественную и удобную систему СГС.

Плотность

и скорость

эфира порождают электрическое и

магнитное поля,

плотность

заряда и массу,

см. формулы (20),

( , ( ), )

 

 

 

 

единиц измерения

21),

(66), (197), (247). Поэтому система

, где – заданная функция, будет достаточной для построения размерностей всех основных физических величин систем СГС и СИ.

Рассмотрим два варианта введения новой системы единиц измерения, связанной с эфиром. В данных вариантах размерность массы в эфирных единицах измерения соответствует её

определению, использованному в работе [52]. Если массу ввести

тех или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по формуле (197), то её размерность будет определяться размер-

ностью

 

 

 

. Размерность

 

 

 

может быть выбрана произвольно из

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

иных соображений. Согласно (247), выбор размерности

с

определяет размерность константы

 

 

преобразования фор-

:

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мул из производных (механических) единиц измерения, исполь-

 

 

 

= ,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зующих , в исходные эфирные единицы измерения, связанные

 

 

Вариант 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введём единицу измерения количества эфира

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э = ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которую можно назвать « » от «эфир». В системе

 

 

 

 

размер-

ности плотности эфира, магнитногоэ

и

электрического полей, за-

 

 

 

( , э, )

 

ряда и массы будут иметь вид

[ ] =

 

2, [ ] =

 

 

 

3.

 

 

[ ] =

 

3,

[ ] = [ ] =

 

2

 

2,

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

716

 

 

 

 

 

 

ности

 

и , как и в системе СГС, совпадают,

1ноэ/не

содержат

 

 

 

 

 

 

 

3, а размер-

 

Размерности массы и заряда различаются в

 

ятсяВариант 2.

 

 

и массы .

 

 

 

радикалов. Размерности оставшихся физических величин стро-

 

на основе размерностей заряда

 

 

 

 

 

 

 

 

( , , )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наиболее интересным представляется вариант системы еди-

ниц

 

 

 

, в которой плотность эфира является безразмерной

величиной. Тогда

 

 

2, [ ] = 2.

 

 

 

 

[Э]

= 3, [ ] = [ ] = 2, [ ] =

 

 

 

 

В такой системе размерности

всех

основных

физических

ве-

личин будут выражаться только через время

 

и длину . При

этом размерности массы и заряда не различаются, что подчёрки

-

вает их общее происхождение из эфира. Размерность количества

эфира совпадает с размерностью объёма. Кроме того, в рассмот-

ренной системе размерности всех основных величин в СГС и СИ

совпадают и выражаются через целые степени и . При этом, конечно, единицы измерения длины в СГС и СИ различны.

717

Приложение 6. Концентрации электронов и ионов в воздухе при низком давлении

В п. 23.9.1 рассмотрен эксперимент при~10низком14 [1/смдавлении3] воздуха, когда плотность частиц составляет . Для анализа этого эксперимента требуется знать концентрации электронов и ионов в остаточном воздухе. Найти такие данные в известной нам литературе не удалось. Поэтому проведём здесь необходимые вычисления. Воспользуемся работами [1–10], см. ниже список литературы к этому разделу.

Учтём следующие основные элементарные процессы с участием электронов и положительных и отрицательных ионов в воздухе при различных~ 1 давлениях2 [В/см] и относительно низких электрических полях .

1.Атмосферная фоновая ионизация быстрыми частицами, прилетающими из ионосферы и образующимися при разложении радона:

 

 

 

 

 

2

2

+ + .

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

+ 2 2+

 

 

+

 

 

 

2

 

2

 

Здесь

и

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

и

 

 

 

– быстрые и медленные электроны,

 

 

молекулы кислорода и азота,

2

и

2

– молекулярные

ионы кислорода и азота.

3

 

 

 

 

 

=

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

[3, 4],

 

 

 

 

 

В воздухе скорость фоновой ионизация зависит от

/ 0

 

 

= 4 10 [1/(с см )]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

давления

 

и

 

может быть описана соотношением

 

 

10 [1/см ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

концентрация

молекул

 

воздуха

при

данном

давлении,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– концентрация молекул

воздуха при атмо-

сферном19

 

 

 

 

 

 

0

= 2.687

давлении3

(число Лошмидта).

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Трёхчастичное прилипание медленного электрона к молекулам кислорода [9]:

718

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

2

2

[см /c]

 

(2)

 

 

ратуре электронов

 

 

2 10

при темпе-

 

 

 

 

 

 

 

 

скорости

 

 

 

 

6

 

 

с константой

 

 

 

порядка комнатной−30 .

 

 

 

 

 

3.

Отлипание электрона от отрицательного иона кислорода

 

при столкновении с молекулой

[8, 10]:

 

 

 

 

(3)

 

 

пературе газа порядка

det 10

[см /c]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с константой скоростикомнатнойи15низком3

 

[10] при тем-

 

значении элек-

 

трического поля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Баланс положительных ионов,

определяемый реакциями

 

электрон-ионной и ион-ионной рекомбинации с участием

 

положительных ионов

2+:

 

 

 

 

 

 

(4)

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

2+

:

+ .

 

 

 

 

 

(5)

+

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздухе происходит быстрая перезарядка ионов

 

 

 

 

2

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что

 

на молекулах кислорода с образованием иона

+, так 2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[5,

 

под

+ здесь подразумевается

положительный ион кис-

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

лорода .

 

 

 

 

 

 

 

 

2 10

 

[см /c]

 

 

 

6], а коэффициент ион-ионной

 

 

 

 

 

Коэффициент

диссоциативной

рекомбинации при

 

комнатной температуре равен рекомбинации−7

с участием3

 

положительных

[5, 6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 10

−7

[см /c]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

и отрицательных ионов кислорода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем уравнение баланса заряженных частиц при реак-

циях (1)–(5)

( ) + det+ 2 ( ) 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

(6)

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ( ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

719

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

=

2 () 2 ( )

det 2 ( ) 2,

 

 

 

 

(8)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7)

 

2 ( )

=

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

( ) 2 ( ) ( )

2

( ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

– частота процесса трёхчастичного прилипания

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2),

 

 

 

 

 

 

 

 

– коэффициенты электрон-ионной и ион-ионной ре-

комбинации,

 

 

 

2

 

константа

 

скорости

процесса

отлипания

концентрация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

+

,

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

+.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электронов (3), det

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

– концентрация молекул кислорода

 

 

 

2

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

– концентрация ионов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ионов кислорода

 

 

 

 

 

вившееся при

 

 

 

 

 

2

 

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система уравнений (6)–(8), дополненная условием квазиней-

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

→ ∞

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9)

 

тральности плазмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, имеет следующее устано-

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

решение [7]

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= /

 

=

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(10)

 

 

 

 

 

2

 

 

= det 2

 

+

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11)

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

det 2

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

det 2

+

 

 

10

 

 

 

 

 

 

=

0/50000

,

 

 

4,

/ 0

 

8 10−5

 

 

 

 

 

,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[1/(.с см3)]

 

 

2

0.21

 

 

В

условиях

уменьшения

давления

в

 

 

 

 

4

 

раз:

 

 

 

1.1 10

 

[1/см ]

2.5 10

 

 

[1/с]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

2

 

3

 

 

 

 

2

 

 

−2

 

16.3 [1/см ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

3.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4

формулы (9)–( 1) дают результаты

 

 

 

 

 

=, 0

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

.

2

4.5

3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 , что близко к

4.5 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

10

 

Отметим, что при атмосферном давлении

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

0.4 [1/см ]

 

 

 

 

 

 

 

 

~ 10

[1/см ]

 

 

 

 

 

 

 

 

172]. Это подтверждает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

результатам [1, 2], а также

соответствует данным для ионов

 

 

 

 

 

 

 

(9)3

 

из [185, с. 625,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правильность формул3

–(11).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

720

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература к приложению 6

1.N.V. Ardelyan, V.L. Bychkov, K.V. Kosmachevskii. On Electron Attachment and Detachment Processes in Dry Air at Low and Moderate Constant Electric Field. IEEE Transactions on Plasma Science. 2017, v. 45, N 12, p. 3118–3124.

2.N. Ardelyan, V. Bychkov, A. Belousov, K. Kosmachevskii. Processes of electron attachment and detachment in near breakdown conditions in air plasma. IOP Journal of Physics: Conf. Series. 2017, v. 927, N 012012.

3.N. Ardelyan, V. Bychkov, D. Bychkov and K. Kosmachevskii. Plasma assisted combustion, gasification and pollution control. Ed. I. Matveev (Denver, Colorado: Outskirts press). 2013, v. 1, p. 183–372.

4.V. Konovalov and E. Son. Plasma chemistry. Ed. B. Smirnov (Moscow: Energoatomizdat). 1987, v. 14, p. 194–227.

5.Y. Akishev, A. Deryugin, V. Karalnik, I. Kochetov, A. Napartovich and N. Trushkin. Plasma Phys. Rep. 1994, v. 20, p. 511– 524.

6.I. Kossyi, A. Kostinsky, A. Matveyev, and V. Silakov. Plasma Sources Sci. Technol. 1992, v. 1, p. 207–220.

7.B. Smirnov. Reference Data on Atomic Physics and Atomic Processes. – Berlin: Springer-Verlag, 2008.

8.A. Mnatsakanyan and G. Naidis. Reviews of Plasma Chemistry. Ed. B. Smirnov (New York: Consultants Bureau). 1991, p. 259– 285.

9.N. Aleksandrov. Plasma chemistry. Ed. B. Smirnov. – Moscow: Energoizdat, 1981, v. 8, p. 90–122.

10.A. Ponomarev and N. Aleksandrov. Plasma Sources Sci. Technol, 2015, 24 03501.

721

Соседние файлы в предмете Эфиродинамика