ОПЫТ ПО ДОКАЗАТЕЛЬСТВУ ИЛИ ОПРОВЕРЖЕНИЮ КЛАССИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ


 

ИДЕЯ ОПЫТА

  Построим простейшую полную (замкнутую) цепь, состоящую из источника тока (аккумулятора) и сопротивления R (рис. 1).

Рис_1

  Рассмотрим металлически проводник АВ с позиции классической теории электропроводности металлов. Как только внутри проводника АВ появится электрическое поле Е, свободные электроны придут в упорядоченное движение со скоростью V, следовательно через определённое сечение проводника будет переносится электрический заряд. Заряд, перенесённый в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока (рис. 2). 

Рис_2

Рис. 2

  Теперь представим, что у нас есть некая внешняя сторонняя сила F, препятствующая движению электронов, то есть эта сила имеет направление противоположное скорости движения электронов V. Конечно необходимым условием должно являться то, что эта сила F, не должна обладать не магнитным, не электрическим полем. Исходя из того, что сила тока зависит от количества заряда, перенесённого в единицу времени, то следует предположить, что из-за воздействия внешней сторонней силы F, препятствующей движению электронов, сила тока в электрической цепи должна уменьшиться (рис. 3).

Рис_3

Рис. 3

  Если же внешняя сторонняя сила F,  будет совпадать с направлением скорости движения электронов V, то есть будет способствовать увеличению  скорости движения электронов, то тогда, сила тока в электрической цепи должна увеличиться (рис. 4).

Рис_4

Рис. 4

  Принимая во внимание всё выше сказанное, давайте для начала попробуем создать источник электрического тока (генератор) в котором сторонние силы не должны принадлежать не к электромагнитным полям и не к химическим реакциям. В 1912 году Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси доказали, что  у носителя электрического тока, электрона имеется масса и то, что электроны подчиняются законам механики, в частности закону инерции. Создадим генератор, в котором электроны приходили бы в упорядоченное движение за счёт механических сил, тем самым мы развеем всякие сомнения со стороны скептиков.

 

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

   Возьмём металлический диск и закрепим его на оси. Раскрутим диск до достаточно больших оборотов с окружной скоростью V (рис. 5). Так как электроны обладают массой, то под действием центробежной силы F, электроны начнут смещаться от центра диска к его периферии. На периферии диска появиться отрицательный потенциал, а в центре положительный, это легко можно будет проверить любым индикатором электрического поля. Как только заряды перераспределяться под действием центробежной силы F, то сразу же возникнет противоположно направленная сила Fk, действующая на эти заряды со стороны электрического поля E. Поэтому как только мы остановим вращение диска, то под действием кулоновских сил Fk, положительные и отрицательные заряды не испытывая более на себе влияния внешней сторонней центробежной силы F, взаимно скомпенсируются и электрическое поле E исчезнет, то есть наш центробежный генератор — разрядится.

Рис_5

  Итак при создании центробежного генератора электрического тока, мы выполнили главное условие, мы нашли стороннею центробежную силу которая приводит в движение заряженные частицы (электроны), в данном случае от центра диска к его периферии.

  Теперь добавим к  центробежному генератору электрического тока внешнею цепь, состоящею из скользящих контактов установленных на периферии и оси диска, проводника и гальванометра (амперметра) (рис. 6).

Рис_6

  Для чистоты эксперимента необходимо скомпенсировать магнитное поле земли и применить жидкометаллические струйные (ртутные) контакты, что бы избежать вредного трения в местах токосъёма.

  Зная массу электрона, материал из которого изготовлен диск, радиус диска, нетрудно рассчитать с какой скоростью V надо раскрутить диск, чтобы центробежная сила F привела электроны в упорядоченное движение от центра диска к его периферии. На основе предварительных расчётов при определённой скорости вращения диска мы получим соответствующий ток в цепи. Увеличение окружной скорости диска должно приводить к увеличению тока в цепи, а уменьшение окружной скорости диска должно приводить к уменьшению силы тока в цепи. Если теоретические расчёты совпадут с полученными практическими результатами, то говорить о том, что электрический ток в металлах, есть упорядоченное движением заряженных частиц (электронов) всё же будет несколько преждевременно. Для окончательного подтверждения теории  необходимо продолжить эксперименты с центробежным генератором электрического тока. Для этого добавим в электрическую цепь аккумулятор, то есть дополнительный источник электродвижущей силы (ЭДС) (рис. 7). Подключим его таким образом, чтобы движение электронов в данной цепи было от периферии диска к его центру.

Рис_7

  Приведём во вращение наш генератор. Центробежная сила F начнёт препятствовать движению электронов. Как только скорость движения электронов под воздействием центробежной силы начнёт замедляться, то ток в цепи должен  уменьшиться, а при определённой скорости вращения, ток в цепи и вовсе должен упасть практически до нуля.

  Поменяем полярность подключения источника электродвижущей силы (ЭДС). В этом случае движение электронов в цепи будет от центра диска к его периферии. Опять приведём во вращение наш генератор, теперь центробежная сила F, будет способствовать увеличению скорости движения электронов, следовательно должна будет приводить к возрастанию тока в  цепи (рис. 8).

Рис_8

  Если же влияние центробежной силы F, будет ничтожно мало, или уменьшение скорости движение электронов за счёт центробежной силы F, будет приводить не к уменьшению электрического тока в цепи, а наоборот к его увеличению, то тогда будет следовать признать, что перемещение разного рода носителей электрических зарядов вдоль цепи является лишь вторичным явлением.

  Во всех моих опытах центробежная сила F, выступает в качестве сторонней силы, она не обладает не магнитным, не электрическим полем, а так как электроны обладают массой, то они подчиняются законам механики, значит центробежная сила F, будет воздействовать на них.

 

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

         К сожалению в моих домашних (технически слабых) условиях и в полном отсутствии необходимых денежных средств, невозможно осуществить данный опыт. Я буду признателен всем тем, кто сможет осуществить этот практический опыт. Реализация этого опыта окончательно докажет или опровергнет утверждение, что электрический ток в металлах, есть упорядоченное движение заряженных частиц (электронов).

 

Заранее благодарен, с уважением Эдуард Лисовик.

19.06.2013

Комментарии закрыты.