ОБЪЯСНЕНИЕ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ДИПОЛЬНОЙ ТЕОРИЕЙ

© Скакодуб Г.А.

Контакт с автором: [email protected]

В природе достаточно много явлений, которым наука физика даёт объяснения. Все объяснения базируются на электронной теории, в основе которой лежит признание электрона стабильной монопольной частицей. К одному из таких явлений относится пьезоэлектрический эффект. Суть этого явления состоит в том, что при механическом сжатии или растяжении образца вещества в нём возникает электрический ток, который регистрируется, например, гальванометром. Этот эффект был экспериментально открыт учёными-братьями Кюри в 1880 году. В природе на сей день насчитывается более 1500 веществ, обладающих этим свойством - эти вещества называют сегнетоэлектрическими.

__________________________________________________________________________________________________

Рассмотрим такой эксперимент: из кристалла вещества вырезают образец - прямоугольный параллелепипед или куб, причём стороны образца строго ориентированы по отношению к форме кристалла вещества. Две определённые противоположные грани образца металлизируют и к ним присоединяют провода, подключённые к гальванометру. При сдавливании (сжатии) образца со стороны металлизированных граней стрелка гальванометра отклоняется от нейтрального положения.

Напомню, что традиционная физика признаётся в том, что до настоящего времени не может дать достоверного определения электрическому току. Она объясняет, что в образце возникает электрический ток в результате того, что “одна из этих граней при сдавливании зарядилась положительным электрическим зарядом, а противоположная ей грань зарядилась отрицательным электрическим зарядом - произошла поляризация образца. Такое явление назвали прямым пьезоэлектрическим эффектом. Оказалось, что величина плотности поляризационного заряда прямо пропорциональна силе сдавливания и не зависит от величины образца”. Поскольку электроны являются, по утверждению науки, носителями электрических зарядов, то следует считать, что на одной грани образца скопились электроны, а на другой грани образца - неизвестно откуда взявшиесяпозитроны. Учёные убеждены, что электроны и позитроны являются монопольными частицами. Вот тут-то невольно напрашивается вопрос:откуда взялись позитроны, если их нет в атомах вещества? В процессе эксперимента было также установлено, что на результаты эксперимента, то есть на свойства веществ существенно влияет интервал температур. Пьезоэлектрический эффект для разных материалов проявляется в широком диапазоне температур.

Если образец не сжимать, а растягивать, то заряды на гранях образца поменяют знаки, при этом стрелка гальванометра отклонится в противоположную сторону. Как понимать такое превращение? Что, позитроны превращаются в электроны, а электроны - превращаются в позитроны, или они просто меняются местами? Почему наука не объясняет эту удивительную перестановку зарядов? В частности, этот эксперимент подтвердил справедливость присутствия в природе принципа обратимости: при приложении к граням образца переменного электрического напряжения образец переменно сжимается и растягивается.

Теперь привожу объяснение явления пьезоэффекта современной физикой:

“Все пьезокристаллы не имеют центра симметрии и состоят из положительных и отрицательных ионов, при этом положительные и отрицательные ионы в кристалле образуют как бы две самостоятельные подрешётки, вставленные друг в друга. Когда параллелепипед сжимают, то эти решётки сдвигаются друг относительно друга, поэтому одна поверхность заряжается положительным зарядом, а другая - отрицательным зарядом”.

Такое объяснение является общепринятым и признаётся правильным. Во всех учебниках и книгах этот эффект объясняется однозначно. Но вникните в это объяснение - оно довольно сумбурное. Считаю такое объяснение неверным, поскольку оно порождает вопросы, ответов на которые наука не даёт. Кристалл вещества имеет определённую форму - такое единичное образование (ячейку) можно считать элементарным кристаллом этого вещества.. Например, сегнетоэлектрическое вещество титанат бария ( ВаТiО₃ ) состоит из трёх элементов, причём этот кристалл состоит, как сказано в объяснении, из положительных и отрицательных ионов (атомов) этих элементов. Значит, каждый из ионов (атомов) обладает конкретным знаком заряда, то есть все ионы являются монополями. Но вне кристалла каждый атом этих элементов является нейтральным, тогда что заставило их стать в кристалле ионами, монополями и при этом обзавестись такой величиной и знаком заряда, чтобы кристалл в целом стал нейтральным? Причём, если сам кристалл является нейтральным, то подрешётки так же должны быть нейтральными. Неизбежны вопросы: Что такое “самостоятельные подрешётки” и как представить их вставленными друг в друга? Как представить сдвиг подрешёток друг относительно друг друга и почему при сдвиге подрешёток заряжаются зарядами разных знаков грани образца? Ведь подрешётки, составленные из нейтральных элементарных кристаллов, также являются нейтральными. Неужели положительные ионы сами переходят на одну грань образца, а отрицательные ионы - на другую грань? Неужели устойчивые атомы элементов бария, титана и кислорода попросту порвали связи друг с другом и разбежались по граням? Кроме того, слово подрешётка предполагает наличие решёток, что ещё больше делает такое объяснение неубедительным, сумбурным. Следовало бы, объясняя процесс поляризации образца, представить рисунок этих подрешёток, вставленных друг в друга и предположительно составляющих решётку.

Таким образом, представленным объяснением не раскрывается физическая сущность пьезоэлектрического эффекта на уровне атома и не объясняется причина поляризации образца. Объяснение строится лишь на признании “спонтанной (самопроизвольной) поляризации отдельных областей (доменов) вещества до приложения силы сжатия”. По какой причине до влияния внешнего фактора (до сжатия) произошла спонтанная поляризация? По сути, такое объяснение эффекта есть простое фантастическое повествование, основанное, скорее всего, на допущениях и предположениях - допущениями и предположениями пользовался также А.Эйнштейн при объяснении фотоэффекта. Это недопустимо для науки! Применение предположений и допущений при объяснении физических явлений является величайшей афёрой в истории науки.

Перехожу к объяснению пьезоэлектрического эффекта своей дипольной теорией. Суть теории в том, что в мире всё и все (от элементарных частиц до галактик) являются диполями. Моя теория базируется на законе единства противоположностей - при объяснении явлений наукой этот закон, по непонятным причинам, не используется. Слова поляризация и электризация тела имеют одинаковый смысл и означают, что вещество тела обладает свойством порождать статическое электричество при воздействии на него внешних факторов - в нашем эксперименте внешними факторами являются механические силы и электрическое поле. Электронная теория допускает наличие стабильных монопольных частиц – носителей материи, что противоречит закону единства противоположностей. Явление поляризации допустимо только для диполей - само слово поляризация утверждает наличие как минимум двух полюсов (двух составляющих противоположность) в одном целом. Нормальное состояние любого диполя - например, атома, как носителя овеществлённой материи - нейтральное. Диполями являются и компоненты, из которых состоит атом. Нейтрон-диполь может быть или протоном, или антипротоном, а электрон как один из компонентов атома является ситуативным состоянием нейтральной частицы - позитрон-электронного диполя (ПЭД). Этот диполь может проявить себя позитроном или электроном, в зависимости от характера внешнего фактора. Во всех случаях частица, как носитель материи, остаётся диполем (противоположностью), независимо от того, какая составляющая противоположности преобладает – положительная или отрицательная. Если в диполе преобладает положительная составляющая, то частица ПЭД будет позитроном, нейтрон - будет протоном, а атом - положительным ионом. Если в диполе преобладает отрицательная составляющая, то частица ПЭД будет электроном, нейтрон - будет антипротоном, а атом - отрицательным ионом. ПЭД и нейтроны стабильны только в атомах веществ.

Всё диполи стремятся к покою - к сохранению нейтрального, не искаженного, не деформированного состояния собственного энергетического поля. Поэтому все тела нейтральны и обладают нейтральным энергетическим полем, до тех пор, пока на него не подействует внешний фактор. Любое явление, в котором возникает электрический ток, будет правильно объяснено только в том случае, когда будет ясна природа электрического тока и ему будет дано сооветствующее определение - объяснение этого эффекта должно, по сути, свестись к объяснению порождения электрического тока. А природа электрического тока в любых средах одна. Определение электрическому току я дал ранее в статье “Новая версия моделей элементарных частиц”.

При приложении к образцу механической силы сжатия (внешнего фактора) атомы-диполи элементов, из которых состоит вещество образца, должны обязательно отреагировать на это воздействие. Атомы-диполи кристалла обладают энергией, то есть собственным энергетическим полем, находящимся в нейтральном состоянии - это означает, что положительная и отрицательная составляющие кристалла-диполя равны, и система в таком случае уравновешена. Составляющие условно обозначены словами положительная и отрицательная, что означает энергию, а по сути - кинетическую и потенциальную энергии. Атомы-диполи, как и все частицы, являются вращающимися шарами. Атомы-диполи отреагируют на сжатие тем, что увеличится скорость их вращения, то есть увеличится кинетическая энергия, что приведёт к нагреву образца – как известно, сжатие всегда приводит к нагреву. Согласно закону сохранения энергии, увеличение кинетической энергии атомов-диполей будет происходить за счёт уменьшения их потенциальной энергии, поскольку собственная энергия атомов-диполей всегда остаётся по абсолютной величине постоянной, одинаковой. Атомы-диполи не могут обладать только кинетической энергией или только потенциальной энергией - атомы всегда остаются диполями, можно сказать, что энергия и масса не существуют отдельно. Атом-диполь - чрезвычайно стабильное образование, он может разрушиться только в том случае, когда величина внешнего фактора достигнет для него критического значения, и он, как носитель овеществлённой материи, претерпит превращения и распадётся на эфирные диполи (ЭД) – носители тёмной материи, которыми заполнено всё пространство (это обосновывается законом сохранения материи).

Итак, сжатие образца приводит к искажению, деформированию энергетических полей (электромагнитных полей) атомов-диполей, и возникает разность потенциалов и сила электромагнитного поля, стремящаяся вернуть систему в нейтральное состояние, при этом вектор силы направлен от минуса к плюсу. Такое направление силового вектора показывает, как положительная энергия как бы поглощает, втягивает в себя отрицательную энергию, а отрицательная энергия - пытается отторгнуть, уменьшить положительную энергию и тем самым привести систему в нейтральное, равновесное состояние. Таким образом, атомы-диполи вещества обладают свойством противиться внешнему фактору стремлением к нейтральному энергетическому состоянию, порождая силу электромагнитного поля и ориентируя эти силы в одном направлении.

По сути, выше мы рассмотрели процесс порождения электрического тока в образце, выполненном из сегнетоэлектрического вещества. Значит, электрический ток есть ни что иное, как порождение в веществе векторов электромагнитных полей атомов вещества под воздействием внешнего фактора с выстраиванием векторов в одном направлении. Это и есть определение электрическому току, справедливое также для любых токопроводящих сред.

Теперь рассмотрим вариант растяжения образца. Науке известно, что при достаточно быстром растяжении, расширении веществ температура понижается (адиабатический процесс без теплообмена со средой). При понижении температуры происходит уменьшение кинетической энергии атомов-диполей с повышением их потенциальной энергии. Процесс порождения электрического тока при растяжении такой же, как и при сжатии, только векторы электромагнитных полей атомов-диполей будут сориентированы в противоположном направлении.

Сравните моё логичное и простое объяснение пьезоэлектрического эффекта с заумным объяснением традиционной физикой (почему большинство веществ – не сегнетоэлектрики, надо обсудить отдельно). Происходит всего лишь порождение силы электромагнитных полей атомов-диполей в результате деформации нейтральных состояний их энергетических полей и ориентация в одном направлении векторов этих сил в результате смены характера (направления силы) внешнего фактора. Так я объяснил прямой пьезоэлектрический эффект, этим свойством обладают также все токопроводящие среды.

Дипольной теорией можно объяснить также увеличение тока при увеличении силы сжатия для данного образца: по мере увеличения силы сжатия векторы атомов-диполей всё более принимают одно направление, а ток увеличивается до тех пор, пока векторы всех атомов-диполей примут одно направление - дальнейшее увеличение сжатия не приведёт к росту тока, а может привести либо к разрушению образца, либо к исчезновению тока в результате перегрева образца, что подтверждается экспериментом. Увеличение образца также приведёт к увеличению тока, поскольку в образовании тока будет участвовать большее число атомов-диполей.

Обратный пьезоэлектрический эффект – механическая деформация образца под действием веншнего электрического поля. Он.вызван тем, что внешним фактором является электрическое напряжение, приложенное к металлизированным граням образца. Внешнее электрическое поле искажает энергетические поля атомов-диполей вещества, что приводит к сжатию и расширению образца в случае приложения переменного тока разной частоты. Прямой и обратный эффект утверждают справедливость существования в природе принципа обратимости процессов.

В хавершение хочу сказать, что дипольной теорией я объяснил также секрет адсорбции влаги корнями растений, что наука пока не может объяснить. Многие явления традиционная физика объясняет аналогично рассмотренному эффекту – удивительной, надуманной фантастикой без объяснения применяемых терминов и действий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Во всех явлениях, в каких бы средах они не происходили, когда мы сталкиваемся с порождением электрического тока, мы должны понимать, что природа, физическая сущность порождения электрического тока - одна для всех сред. Поскольку учёные все явления объясняют по-разному, то есть по-разному представляют природу тока, они тем самым отрицают единство мира. Но природа не настолько глупа и расточительна, чтобы допускать исключительность и изменять своей гениальной простоте и рациональности.

Скакодуб Г. А.

01. 06. 2015 г.

Дата публикации: 17 июня 2015
Источник: SciTecLibrary.ru