Интересно рассмотреть случай вращения системы, содержащей взаимно неподвижные электрические и магнитные элементы (например, молекула, обладающая одновременно дипольным электрическим и магнитным моментом или твёрдоё тело, состоящее из таких молекул). Тогда скорость изменения электрического поля будет dE/dt = [w E] и основная формула для безреактивной силы F = [m(dE/dt]/c² (см. Часть 3, (16)) примет вид:

        Учитывая, что магнитный момент намагниченного образца твёрдого тела, имеющего объём V равен m = MV (M - вектор намагниченности), получим:

        Первый член правой части (2) имеет максимальное значение когда внутримолекулярные поля параллельны и вращение происходит вокруг оси, перпендикулярной их направлениям. При этом тело будет испытывать действие силы, направленной вдоль оси вращения. Назовем её подъёмной силой. Частное от деления этой силы на вес образца rVg (r - плотность, g - ускорение свободного падения; 9,8 м/с²), даст коэффициент подъёмной силы k - безразмерное число, показывающее во сколько раз величина безреактивной силы превышает вес образца, k = w ME/r gc².

        Оценим величину k для при некоторых технически достижимых параметрах. Примем значения электрических и магнитных полей, характерные для внутримолекулярных масштабов - E = 10¹¹ В/м, M = 10⁶ А/м, w - равным 10⁵ рад/с (в интернете есть сообщения о создании миниатюрных двигателей внутреннего сгорания для питания 

90

мобильных электронных устройств, содержащих турбинку, вращающуюся с частотой 2,4 млн. оборотов в минуту, значит w превышает 10⁵ рад/с), r = 10⁴ кг/м³. Получим k = 1.

        Особенно интересен случай, когда размеры частиц одновременно намагниченного и электрически поляризованного вещества становятся соизмеримыми с размерами молекул. При этом частота вращения будет определяться энергией теплового движения и уже при комнатной температуре составит 10¹⁰ - 10¹¹ радиан в секунду. Коэффициент подъёмной силы достигнет миллиона, ускорения превысят величины, которые имеют снаряды в стволах орудий. Длительно двигаясь в свободном пространстве и за считанные минуты достигая релятивистских скоростей, такие частицы смогут приобрести колоссальные энергии.

        Второй член формулы (2) определяет вращательное ускоренное движение (тангенциальное ускорение) и достигает максимального значения в том случае, когда векторы E и M взаимно перпендикулярны, а вращение осуществляется вокруг оси, параллельной направлению M. Может быть реализовано как ускорение вращения (режим самоускорения), так и его замедление. Если частица имеет характерный размер порядка 10^-9 м (диапазон молекулярных размеров), и характерные для внутримолекулярных масштабов намагниченность (M = 10⁶ А/м) и напряжённость электрического поля (E = 10¹¹ В/м), то в режиме самоускорения она удваивает свою энергию от начального значения, соответствующего тепловому вращательному движению при температуре около 300⁰ К за время, измеряемое несколькими микросекундами.

        Очень интересен режим замедления вращения при котором частица теряет свою тепловую энергию, как бы переводя её из вещественной формы в пространственную. Это явление можно назвать аннигиляцией энергии. Оно может получить практическое использование при необходимости избавиться от лишнего тепла (средство борьбы с энергетическим загрязнением и др.).

        Эффекты линейного и углового самоускорения или аннигиляции энергии могут быть вызваны не только вращательным, но колебательным движением (температурные колебания, ультразвук и др.). Это открывает перспективы появления в будущем, таких необычных материалов, которые без видимых внешних воздействий создают силу тяги в определённом направлении, вращающий момент относительно

91

 определённой оси, выделяют или поглощают энергию, переводя её из пространственной формы в вещественную и обратно и т п.

В заключение отметим, что формула (1), в определённой степени, применима и к атомным ядрам, многие из которых обладают электрическими и магнитными параметрами  и достигают уровней энергии вращения до 100 кэв , что соответствует частотам вращения 10²⁰ и более об/с (квадрупольные электрические моменты особенно велики у ядер редкоземельных элементов). Если ядра таких атомов, составляющих структуру твёрдого тела, вращаются вокруг одинаковых осей, то оценка плотности подъёмной силы по формуле (1) даёт поражающую воображение величину - 10¹⁶ тонн на грамм эквивалент или коэффициент подъёмной силы10¹⁹. Один килограмм вещества, содержащего подобные ядра, в сто раз превзошёл бы по энерговыделению наше светило -Солнце. Можно предположить, что причиной ориентации   осей вращения ядер атомов  в одном направлении могут быть гироскопические эффекты, возникающие при вращении твердого тела как целого. Поэтому при благоприятном сочетании   соответствующих параметров от ядерной компоненты можно ожидать эффектов возникновения значительных подъёмных сил при сравнительно малых (технически достижимых) скоростях вращения макроскопических твёрдых тел.

 92

Конец книги

Размещено на сайте 12.02.2016.

Статьи других авторов
На главную