5.6. Efekt Biefelda-Browna

Na naładowany kondensator płaski działa siła, prostopadła do jego okładek, o zwrocie od okładki naładowanej ujemnie do naładowanej dodatnio. To zjawisko nazywa się efektem Biefelda-Browna. Można je wyjaśnić zakładając proste oddziaływanie pola elektrycznego na wirtualne grawitony.

W podrozdziale 4.3. oszacowano maksymalną siłę działającą na ciało o masie , jeżeli grawitony są absorbowane przez to ciało z kąta bryłowego o mierze (tylko z jednej strony).

 

 

Dla kąta bryłowego o mierze siła działająca na ciało jest razy mniejsza. Weźmy ciało o masie , które z każdego kierunku absorbuje taką samą ilość grawitonów. Na takie ciało nie działa żadna siła. Niech z każdego kąta bryłowego ciało absorbuje grawitonów, w czasie jednej sekundy. Jeżeli z jednego takiego kąta bryłowego ciało absorbuje dodatkowo grawitonów, w czasie jednej sekundy, wówczas działa na niego siła

 

.

 

Jeżeli (), to na ciało o masie 1 kg działa siła 10 N, wystarczająca aby podnieść to ciało z powierzchni Ziemi.

Grawitony absorbowane przez punkt materialny są emitowane z warstwy kulistej o promieniach i , gdzie jest promieniem kuli oddziaływania grawitacyjnego.

Rys. 5.6.1.

W podrozdziale 4.2. obliczono ilość grawitonów oddziałujących z punktem materialnym o masie , w czasie , oraz z cząstkami materii i przestrzeni warstwy kulistej, o środku i promieniach i .

 

 

 

 

Grawiton emitowany z tej warstwy przekazuje do punktu materialnego pęd

 

.

 

Z jednej strony do punktu materialnego jest przekazany sumaryczny pęd

 

.

 

 

Grawitony są absorbowane przez punkt materialny z różnych kierunków, więc wypadkowy pęd przekazany do niego, z jednej strony, jest równy

 

.

 

Na punkt materialny, o masie , z jednej strony działa siła

 

.

 

jest stałą grawitacji i jest średnia gęstością materii i przestrzeni we Wszechświecie.

 

Każda warstwa kulista o grubości , niezależnie od promienia , działa z jednej strony na punkt materialny, o masie , siłą

 

 

proporcjonalną do jej grubości.

 

Weźmy kondensator płaski w którym odległość między okładkami jest mała w stosunku do ich powierzchni.

Rys. 5.6.2.

Założenie 11.

Jeżeli grawiton został wyemitowany z cząstki i zaabsorbowany przez cząstkę , to do cząstki zostaje przekazana energia

 

 

i odpowiednio pęd

.

 

Ponieważ

,

 

więc do cząstki zostaje przekazana energia

 

 

i pęd

.

 

jest natężeniem pola elektrycznego między okładkami kondensatora, i są odpowiednio potencjałami elektrycznymi w punktach i oraz jest dodatnią wartością stałą. Współczynnik jest bardzo mały. Cząstka może należeć do dowolnej z okładek, znajdować się między nimi lub na zewnątrz kondensatora.

Bez obecności pola elektrycznego grawiton przekazuje odpowiednio energię

i pęd

.

 

W Założeniu 2 wprowadzono wartość , która określa jaki pęd i jaka energia mogą być przekazane przez wirtualny grawiton do cząstki.

Punkt materialny może absorbować grawitony, których energia jest mniejsza lub równa od .

Obliczmy siły działające na cząstki okładek naładowanego kondensatora płaskiego oraz na cząstki znajdujące się między okładkami lub na zewnątrz tego kondensatora.

Rys. 5.6.3.

Grawitony , , i , na rysunku 5.6.3., są przedstawione schematycznie. W rzeczywistości mogą poruszać się w różnych kierunkach. Grawitony typu tylko z prawej strony okładki naładowanej dodatnio, tylko z lewej strony okładki naładowanej ujemnie, i między okładkami tego kondensatora.

Grawitony i poruszające się w stronę okładek kondensatora, jak na rysunku 5.6.2., przekazują do jego cząstek energię

 

 

i pęd określony wzorem

 

,

 

jak to zostało określone w Założeniu 2 . W wyniku ich oddziaływania z cząstkami okładek działają na te okładki siły i równe co do wartości, ale przeciwnie skierowane.

Przejście grawitonu przez pole elektryczne zmienia energię i pęd przekazywany do cząstki która go absorbuje.

Grawiton wirtualny , poruszający się od okładki naładowanej ujemnie do okładki naładowanej dodatnio, podczas absorbcji przez cząstkę z okładki naładowanej dodatnio, przekazuje do tej cząstki odpowiedni większą energię i odpowiednio większy pęd , niż gdyby poruszał się w przestrzeni bez pola elektrycznego lub przestaje istnieć. Zachowuje się tak, jak gdyby przebył mniejszą odległość od punktu emisji do punktu absorpcji.

 

 

 

 

Cząstka należąca do okładki dodatniej absorbuje mniej grawitonów, ponieważ nie absorbuje tych , które w obecności pola elektrycznego mają zbyt dużą energię. Cząstka absorbuje grawitony spełniające warunek

 

 

 

Rys. 5.6.4

W obecności pola elektrycznego cząstka nie absorbuje grawitonów wyemitowanych z warstwy kulistej o promieniach i i grubości .

Na cząstkę od strony okładki naładowanej ujemnie działa siła

 

,

 

będąca wynikiem absorbowania mniejszej liczby grawitonów, ale które przekazują do cząstki większe pędy.

 

 

Ostatnie dwa wyrazy są bardzo małe w stosunku do trzech pierwszych i można je pominąć.

 

 

Bez obecności pola elektrycznego na cząstkę, z jednej strony, działa odpowiednio siła

 

.

 

Wypadkowa siła działająca na cząstkę, należącą do dodatnio naładowanej okładki w wyniku oddziaływania z grawitonami i , jest równa

 

 

I ma zwrot od okładki naładowanej ujemnie do naładowanej dodatnio.

 

Ponieważ z bardzo dobrym przybliżaniem jest równa jeden, więc możemy przyjąć

.

 

Jeżeli zamiast podstawimy masą okładki, to powyższy wzór przedstawia wartość siły działającej na okładkę naładowaną dodatnio, gdzie jest siłą działającą na okładkę z jednej strony, bez obecności pola elektrycznego.

Grawiton poruszający się w przeciwną stronę, od okładki naładowanej dodatnio do okładki naładowanej ujemnie, podczas absorbcji przez cząstkę z okładki naładowanej ujemnie, przekazuje do tej cząstki odpowiedni mniejszą energię i odpowiednio mniejszy pęd . Zachowuje się tak, jak gdyby przebył większą odległość od punktu emisji do punktu absorpcji, niż gdyby poruszał się w przestrzeni bez pola elektrycznego.

 

 

 

 

Cząstka należąca do okładki ujemnej absorbuje więcej grawitonów w obecności pola elektrycznego niż przy jego braku, ponieważ absorbuje również te grawitony, które bez obecności pola elektrycznego miałyby zbyt dużą energię. Cząstka absorbuje grawitony spełniające warunek

 

 

 

Rys. 5.6.5.

Cząstka absorbuje dodatkowo grawitony wyemitowane z warstwy kulistej o promieniach i oraz grubości .

Na cząstkę od strony okładki naładowanej dodatnio działa siła

 

,

 

będąca wynikiem absorbowania większej liczby grawitonów, ale które przekazują do cząstki mniejsza pędy.

 

 

Ostatnie dwa wyrazy są bardzo małe w stosunku do trzech pierwszych i można je pominąć.

 

 

Bez obecności pola elektrycznego na cząstkę, z jednej strony, działa odpowiednio siła

 

.

 

Wypadkowa siła działająca na cząstkę, należącą do ujemnie naładowanej okładki w wyniku oddziaływania z grawitonami i , jest równa

 

 

i ma zwrot od okładki naładowanej ujemnie do naładowanej dodatnio.

 

 

Ponieważ z bardzo dobrym przybliżaniem jest równa jeden, więc możemy przyjąć

 

.

 

Jeżeli zamiast podstawimy masą okładki, to powyższy wzór przedstawia wartość siły działającej na okładkę naładowaną ujemnie, gdzie jest siłą działającą na okładkę z jednej strony.

Energia i pęd są emitowane jednakowo w każdym kierunku, więc wypadkowa siła działająca na cząstki kondensatora, w wyniku emisji grawitonów, jest wektorem zerowym.

W wyniku absorbowania grawitonów przez cząstki okładek kondensatora, na kondensator działa siła .

 

 

 

Wartość jest siłą działającą na cząstki okładki kondensatora, o masie , tylko z jednej strony. Jest to bardzo duża siła.

 

Promień kuli oddziaływania grawitacyjnego

 

 

gdzie

 

jest stałą Plancka i

 

jest ilością grawitonów oddziałujących z jednym kilogramem materii w czasie jednej sekundy.

 

 

Otrzymany wzór jest bardziej dokładny jeżeli odległość między okładkami kondensatora jest bardzo mała w stosunku do powierzchni okładek.

Siła zrównoważy ciężar kondensatora, o masie na powierzchni Ziemi, gdy

 

 

 

 

Rys. 5.6.6.

Do cząstki znajdującą się między okładkami kondensatora grawiton , wyemitowany w punkcie i zaabsorbowany w punkcie , przekazuje pęd

 

,

 

inny niż wówczas gdy między okładkami nie ma pola elektrycznego.

Na cząstkę ze strony okładki naładowanej ujemnie działa siła

 

gdzie jest siłą działającą na cząstkę tylko z jednej strony, bez obecności pola elektrycznego.

Grawiton wyemitowany przez cząstkę i zaabsorbowany przez cząstkę przekazuje do cząstki pęd

 

 

Na cząstkę ze strony okładki naładowanej dodatnio działa siła

 

 

Na cząstkę znajdującą się w punkcie w wyniku oddziaływania z grawitonami działa siła

 

,

 

,

 

prostopadła do okładek, zwrócona w stronę okładki naładowanej dodatnio (analogicznie jak na cząstki okładek).

Niech między okładkami naładowanego kondensatora znajduje się izolator. Na układ kondensator i izolator działa wypadkowa siła , wszystkich sił działających na cząsteczki okładek i izolatora o zwrocie od ujemnie naładowanej okładki do dodatnio naładowanej. Jeżeli dwa kondensatory mają takie same rozmiary i między ich okładkami jest takie samo napięcie, to na kondensator z dielektrykiem działa większa siła niż na kondensator wypełniony próżnią.

Weźmy cząstką znajdującą się na zewnątrz kondensatora po stronie okładki naładowanej dodatnio.

Rys. 5.6.7.

Grawiton wyemitowany przez cząstkę i zaabsorbowany przez cząstkę przekazuje do niej pęd

 

.

 

Na cząstkę od strony kondensatora działa siła

 

 

dla . Z drugiej strony na cząstkę działa siła .

Na cząstkę znajdującą się na zewnątrz kondensatora blisko okładki naładowanej dodatnio działa wypadkowa siła

 

 

zależna od jej położenia w stosunku do kondensatora, malejąca w miarę wzrostu odległości tej cząstki od okładki kondensatora, gdzie oznacza odległość dla której przestaje działać siła . Siła ma zwrot od okładki naładowanej ujemnie do okładki naładowanej dodatnio. Podczas zmiany odległości , cząstki , od kondensatora zmienia się kąt bryłowy pod jakim widać kondensator z tej cząstki. Dlatego w miarę oddalania cząstki od kondensatora, maleje siła .

Również na cząstkę znajdującą się po drugiej stronie kondensatora działa odpowiednia siła mająca taki sam zwrot jak siła działająca na cząstkę .

© Copyright 2009-2017 by Ryszard Wałek