Dlaczego świeci żarówka?

Zasady działania żarówek elektrycznych wydają nam się na tyle jasne i oczywiste, że prawie nikt nie zastanawia się nad mechaniką ich pracy. Niemniej jednak, w zjawisku tym kryje się ogromna zagadka, która nie została jeszcze w pełni rozwiązana.

Na początek wprowadzenie jak w ogóle ukazał się ten artykuł.

Jakieś pięć lat temu zarejestrowałem się na jakimś forum studenckim i opublikowałem tam artykuł o tym, do jakich błędów dopuszcza nasza nauka akademicka w traktowaniu wielu podstawowych pojęć, jak te błędy próbuje naprawiać nauka alternatywna i w jaki sposób nauka akademicka walczy z alternatywną, przylepiając jej etykietę “pseudonauki” oraz oskarżając ją o wszystkie śmiertelne grzechachy. Mój artykuł dostępny tam był koło 10 minut, po czym został wyrzucony do poczekalni. Sam natomiast zaraz po tym dostałem bana i zakaz pojawiania się u nich. Po kilku dniach postanowiłem zarejestrować się na innych studenckich witrynach, żeby ponownie opublikować mój artykuł. Ale okazało się, że znajduję się na czarnej liście wszystkich tych witryn i odmówiono mi rejestracji. Zrozumiałem, że fora studenckie zajmują się wymianą informacji o niepożądanych personach i trafienie na czarną listę jednej witryny skutkuje automatycznym zakazem na wszystkich pozostałych.

Wtedy postanowiłem pójść do pisma “Kwant”, specjalizującego się w popularyzowaniu artykułów naukowych dla uczniów i studentów. Ale ponieważ w praktyce pismo to w większości zorientowane jest na audytorium szkolne, artykuł należało znacznie uprościć. Wyrzuciłem stamtąd wszystko to co dla pseudonauki i zostawiłem opis tylko jednego zjawiska fizycznego i dałem mu nową interpretację. Oznacza to, że artykuł ewoluował z techniczno-dziennikarskiego w czysto techniczny. Na moje zapytanie nie doczekałem się żadnej odpowiedzi od redakcji do dziś. Wcześniej zawsze dostawałem odpowiedzi od redakcji pism nawet jeśli redaktorzy odrzucali mój artykuł. Wyciągnąłem stąd wniosek, że najwyraźniej w tych redakcjiach również znajduję się na czarnej liście. Tak więc mój artykuł nigdy nie ujrzał tam światła.

Upłynęło pięć lat. Postanowiłem jeszcze raz zwrócić się do redakcji „Kwant”. Ale od pięciu latach nie otrzymałem odpowiedzi na moje zapytanie. Wynika z tego, że nadal znajduję się u nich na czarnej liście. Dlatego postanowiłem nie walczyć z wiatrakami i opublikować artykuł na tej witrynie. Oczywiście szkoda, że zdecydowana większość uczniów go nie przeczyta. Ale nie mogę nic z tym zrobić. Tak więc, oto sam artykuł ….

Dlaczego świeci żarówka?

Z pewnością, niema takiego zaludnionego miejsca na naszej planecie, gdzie nie znajdziemy żarówek elektrycznych. Duże i małe, luminescencyjne i halogenowe, do latarek kieszonkowych i o wielkiej mocy reflektory wojskowe – są one tak mocno zakorzenione w naszym życiu, że przyzwyczailiśmy się do nich jak do powietrza, którym oddychamy. Zasady działania żarówek elektrycznych wydają się nam tak jasne i oczywiste, że prawie nikt nie myśli o mechanice ich pracy. Niemniej jednak, w tym fenomenie kryje się ogromna zagadka, która dotychczas nie została rozwiązana do końca. Spróbujemy rozwikłać ją sami.

Mamy basen z dwoma rurami, jedną z nich wlewamy wodę do basenu a z drugiej rury się wylewa. Przyjmijmy, że do basenu w każdej sekundzie wlewa się 10 kilogramów wody, a w samym basenie 2 kilogramy z tych dziesięciu jakimś czarodziejskim sposobem przeistacza się w promieniowanie elektromagnetyczne i wychodzi na zewnątrz. Pytanie: ile wody wypłynie z basenu z drugiej rury? Być może nawet pierwszoklasista na to odpowie, że wyjdzie 8 kilogramów wody na sekundę.

Nieznacznie zmieńmy przykład. Niech zamiast rur będą to przewody elektryczne, a zamiast basenu żarówka elektryczna. Ponownie to rozpatrzmy. Jednym przewodem do żarówki wchodzi, powiedzmy, 1 milion elektronów na sekundę. Jeżeli część tego miliona przekształci się w promieniowanie świetlne i wyjdzie z lampy do otaczającej przestrzeni, wtedy drugim przewodem powinno wyjść z lampy mniej elektronów. A co pokazują pomiary? Pokażą, że prąd elektryczny w układzie nie zmienia się. Prąd – to przepływ elektronów. I jeżeli prąd jest taki sam dla obydwu przewodów to znaczy, że ilość wychodzących z lampy elektronów równa jest ilości elektronów wchodzących do żarówki. Promieniowanie świetlne – to rodzaj materii, który nie może pojawić się z pustki, ale tylko z innej przemiany. A jeśli w tym przypadku emisja światła nie może pochodzić od elektronów, to skąd się bierze materia w formie promieniowania świetlnego?

Fenomen świecenia żarówki jest sprzeczny również z bardzo ważnym prawem fizyki cząstek elementarnych – prawem zachowania tzw. ładunku leptonowego. Zgodnie z tym prawem, elektron może zniknąć z emisją promieniowania gama-kwant tylko w reakcji anihilacji ze swoją antycząstka pozytronem. Ale w żarówce żadnych pozytronów jako nośników antymaterii być nie może. Mamy taką sytuację: wszystkie elektrony wchodzące do żarówki jednym przewodem, bez reakcji anihilacji wychodzą z żarówki innym przewodem, do tego w samej żarówce powstaje nowa materia w formie promieniowania świetlnego.

I jeszcze inny ciekawy efekt związany z przewodami i lampami. Wiele lat temu znany fizyk Nikola Tesla dokonał tajemniczego eksperymentu przesyłu energii pojedynczym przewodem, który w naszych czasach powtórzył rosyjski fizyk Awramienko. Istota eksperymentu była następująca. Bierzemy najzwyklejszy transformator i pierwotnym uzwojeniem podłączamy go do generatora lub sieci. Jeden koniec przewodu wtórnego uzwojenia po prostu wisi w powietrzu, drugi koniec przeciągamy do sąsiedniego pomieszczenia i tam podłączamy do mostka z czterech diod z żarówką w środku. Dajemy napięcie do transformatora i żarówka się zaświeca. Potrzeba do tego jednego przewodu, a przecież do pracy obwodu elektrycznego potrzeba dwóch. Przy tym jak twierdzą badający ten fenomen naukowcy, idący do żarówki przewód całkowicie nie nagrzewa się. Na tyle nie nagrzewa się, że zamiast miedzi lub aluminium można wykorzystać dowolny metal o bardzo dużej rezystancji (oporze), a on pomimo wszystko zostanie zimny. Mało tego, można grubość przewodu zmniejszyć do grubości ludzkiego włosa i wszystko będzie działać bez problemów i bez nagrzewania przewodu. Do tej pory nikt nie potrafi wytłumaczyć tego fenomenu przesyłania energii jednym przewodem bez jakichkolwiek strat. Postaram się wyjaśnić te zjawisko.

Jest w fizyce takie pojęcie jak próżnia fizyczna. Nie należy jej mylić z próżnią techniczną. Techniczna próżnia – to synonim pustki. Kiedy usuniemy ze zbiornika wszystkie molekuły powietrza to stworzymy próżnię techniczną. Fizyczna próżnia – to zupełnie coś innego, to niejako analog wszech przenikającej materii lub środowiska. Wszyscy naukowcy pracujący w tej dziedzinie nie wątpią w istnienie próżni fizycznej, ponieważ jej istnienie potwierdza wiele dobrze znanych faktów i zjawisk. Istnieje spór co do obecności w niej energii. Jedni mówią o wyjątkowo małej ilości energii, inni mówią o ogromnej ilości energii. Nie da się dokładne określić próżni fizycznej. Ale można podać jej charakterystykę. Na przykład taką: próżnia fizyczna – to szczególne wszech przenikające środowisko, które kształtuje przestrzeń wszechświata, tworzy substancję i czas, bierze udział w wielu procesach, posiada ogromną energię, ale nie widoczną dla nas z powodu braku odpowiednich zmysłów i dlatego wydaje nam się pustką. Należy szczególnie podkreślić: próżnia fizyczna nie jest pustką, ona się tylko taką wydaje. I jeżeli założymy, że tak jest, to rozwiązanie bardzo wielu zagadek będzie dość łatwe. Na przykład, zagadka inercji.

Co to jest inercja dotychczas nie zostao wyjaśnione. Co więcej, zjawisko inercji jest sprzeczne z trzecią zasadą mechaniki: akcja równa się reakcji. Z tego powodu siły inercyjne nie raz próbowano ogłosić iluzorycznymi i fikcyjnymi. Ale jeżeli gwałtownie w autobusie upadniemy z powodu działania sił inercji i nabijemy sobie guza na czole, to na ile będzie ten guz iluzorycznym i fikcyjnym? W rzeczywistości inercja powstaje jako reakcja próżni fizycznej na nasz ruch.

Kiedy siedzimy w samochodzie naciskając na gaz, zaczynamy poruszać się nierównomiernie i poprzez taki ruch pola grawitacyjnego swojego organizmu deformujemy strukturę otaczającej nas fizycznej próżni, oddając jej część energii. A próżnia reaguje na to utworzeniem sił inercji, które ciągną nas do tyły żeby pozostać w stanie spoczynku i tym samym usunąć z niej deformację. Do przezwyciężenia siły inercji potrzeba dużo energii, co skutkuje wysokim zużyciem paliwa na rozpęd. Ponadto równomierny ruch nie ma wpływu na fizykę próżni i nie tworzy sił inercji, dlatego nakłady paliwa przy równomiernym ruchu są mniejsze. Kiedy zaczynamy hamować, jesteśmy ponownie przesuwani nierównomiernie i znów deformujemy swoim nierównomiernym ruchem fizykę próżni, a ona ponownie reaguje na to stworzeniem sił inercji, które pchają nas do przodu żeby pozostać w stanie równomiernego ruchu, kiedy deformacja próżni jest nieobecna. Ale teraz już nie oddajemy energię próżni a ona oddaje ją nam, a ta energia uwalniana jest w formie ciepła w szczękach hamulcowych samochodu.

Takie przyspieszenie jednostajnie opóźnione samochodu jest niczym innym, jak jednostkowym taktem ruchu wahadłowego o niskiej częstotliwości i ogromnej amplitudzie. W fazie przyspieszania energia wchodzi w próżnię, w stadium spowolnienia próżnia oddaje energię. Najbardziej intrygujące jest to, że próżnia może dać więcej energii niż wcześniej otrzymała od nas, ponieważ ona sam posiada ogromny zapas energii. Przy tym nie występuje tu żadne naruszenie prawa zachowania energii: ile energii odda nam próżnia, tyle samo energii z niej otrzymamy. Ale na skutek tego, że fizyka próżni wydaje się nam pustką, będziemy myśleli, że energia pojawia się z niczego. I taki fakt pozornego naruszenia prawa zachowania energii, kiedy energia pojawia się dosłownie znikąd, w fizyce jest od dawna znany (na przykład, przy dowolnym rezonansie tworzy się tak ogromna energia, że rezonujący przedmiot może nawet się rozpaść).

Ruch po obwodzie także jest odmianą ruchu nierównomiernego przy stałej prędkości, tzn. tym przypadku wektor prędkości zmienia położenie w przestrzeni. Tak więc, taki ruch deformuje otaczającą fizyczną próżnię, która reaguje na to stworzeniem sił oporu w formie sił odśrodkowych: zawsze one skierowane są tak, żeby wyprostować trajektorię ruchu i zrobić ją prostoliniową, kiedy deformacja próżni jest nieobecna. Oraz do przezwyciężenia sił odśrodkowych (lub do podtrzymania wywoływanej przez obrót deformacji próżni) aby wydać energię, która idzie w samą próżnię.

Teraz możemy wrócić do fenomenu świecenia żarówki. Do jej pracy powinien być obecny generator (nawet jeśli to będzie bateria, kiedyś była ona naładowana przez generator). Obrót wirnika generatora deformuje strukturę sąsiedniej fizycznej próżni, w wirniku pojawiają się siły odśrodkowe a energia na przezwyciężenie tych sił opuszcza pierwotną turbinę lub inne źródła obrotu w fizycznej próżni. Co do ruchu elektronów w obwodzie elektrycznym, to ruch ten odbywa się pod wpływem tworzonych przez próżnię sił odśrodkowych w obracającym się wirniku. Kiedy elektrony wchodzą w nić żarnika żarówki elektrycznej, to intensywnie bombardują jony sieci krystalicznej a te zaczynają gwałtownie się zmieniać (falować, wahać). Przy wejściu takich wahań struktura próżni fizycznej znowu się deformuje i próżnia reaguje na to wydzielaniem świetlnych kwantów. Tak jak sama próżnia jest odmianą materii, tak zauważona wcześniej sprzeczność pojawienia się materii z znikąd odchodzi: jedna forma materii (promieniowanie świetlne) powstaje z innej jej odmiany (próżni fizycznej). Same elektrony w takim procesie nie znikają i nie transformują się w coś innego. Dlatego tyle samo ile elektronów do żarówki wejdzie z jednej strony żyłki przewodu, tyle samo wyjdzie z drugiej. Naturalnie, że energia kwantów także bierze się z próżni fizycznej, a nie od wchodzących w nić rozgrzanych elektronów. Sama natomiast energia prądu elektrycznego w układzie nie zmienia się i pozostaje stała.

Tak więc, do świecenia lampy potrzebne są nie elektrony same w sobie, a ostre falowania (wahania) jonów sieci krystalicznej metalu. Elektrony grają co najwyżej rolę narzędzia, które sprawia, że jony falują. Ale instrument można zamienić. W eksperymencie z jednym przewodem akurat tak się dzieje. W słynnym eksperymencie Nikoli Tesli po przesłaniu energii jednym przewodem i tym samym instrumentem występowała wewnętrzna zmiana pola elektrycznego przewodu, które stale zmieniało swoje napięcie i tym samym powodowało że jony oscylowały. Dlatego wyrażenie “przesył energii pojedynczym przewodem” w tym przypadku jest nie właściwe, nawet błędne. Żadna energia nie była przenoszona przez przewód, energia brała się w żarówce z otoczenia próżni fizycznej. To z tego powodu przewód nie nagrzewał się: nie da się ogrzać przedmiotu, jeżeli nie doprowadzimy do niego energii.

W związku z tym rysuje się dość kusząca perspektywa gwałtownego obniżenia kosztów budowy linii przesyłu energii elektrycznej. Po pierwsze, możliwe jest zastosowanie tylko jednego drutu a nie dwóch, co natychmiast zmniejsza koszty inwestycyjne. Po drugie, można zastąpić stosunkowo drogą miedź każdym innym nawet najtańszy metalem, choćby rdzewiejącym żelazem. Po trzecie, można zmniejszyć sam przewód do grubości ludzkiego włosa, a wytrzymałość przewodu pozostawić niezmienioną lub nawet ją zwiększyć zamykając w powłoce wykonanej z wytrzymałego i taniego tworzywa sztucznego (to także ochroni przewód przed opadami atmosferycznymi). Po czwarte, ze względu na zmniejszenie całkowitej masy drutu można zwiększyć odstęp pomiędzy podporami i tym samym obniżyć ich ilość na całej linii. Czy jest możliwe aby to wdrożyć? Oczywiście, że tak. Jeśli będzie wola polityczna przywódców naszego kraju to uczeni też nie zawiodą.

źródło

źródło 2