Динамические объекты вакуума

Квант в [10,15,25] рассматривается мной как динамическая неоднородность поля, которая возникает при наличии в среде напряженностей электрического Eи магнитного H

полей. Поскольку динамическая неоднородность поля обладает определенными физическими характеристиками, то ее можно рассматривать как физический объект. Исходным для определения физических характеристик динамических объектов вакуума являются векторы напряженности электрического Eи магнитного H

полей. В работе [10] показано, что при равенстве скалярных произведений векторов и их роторов в виде HrotE = E

rotH

, энергия электромагнитного поля локализуется в пространстве в виде кванта.

Рассмотрим подробнее какими физическими характеристиками может обладать динамическая неоднородность поля. Плотность энергии w

электромагнитного поля определяется согласно следующему соотношению [4]:

(1)

Энергия поля E

в объеме V

с учетом бинарной сущности динамической неоднородности [10,12,13] равна:

(2)

Скорость изменения энергии в данном объеме определяется соотношением:

(3)

Вместо производных по времени подставим их значения в виде rotE

и

rotH

из уравнений Максвелла. С учетом этого получим:

(4)

Выражение в скобках есть дивергенция векторного произведения [EхH]

,

поэтому:

(5)

Условием, при котором энергия в данном объеме будет оставаться постоянной, является равенство нулю производной dE/dt

. Из соотношения (5) следует, что производная dE/dt

будет равна нулю при div [ExH]=0

.

Поскольку векторное произведение [ExH]

есть вектор Умова-Пойнтинга:

[ExH] = P, (

6)

то из формулы Остроградского - Гаусса, при нулевой дивергенции, следует:

(7)

Это означает, что поток вектора Пойнтинга через поверхность S

, ограничивающую

объем V

, равен нулю. Поскольку div [ExH] = 0

, а вектор Пойнтинга не равен нулю, то поток вектора Пойнтинга остается в объеме Vи не выходит за пределы поверхности S

, ограничивающей данный объем.

Исследуем поведение потока вектора Пойнтинга внутри данного объема. Пользуясь теоремой разложения Гельмгольца [5] вектор Пойнтинга Р

можно представить суммой двух составляющих Р

1 и P2из которых одна является вихревой, а другая потенциальной.

P = P1 + P2.

Тогда rotР = rotР1, rotР2 = 0, div P = div P2, div P1 =0

.

Из соотношения (7) следует, что в рассматриваемом нами случае существует только вихревая составляющая вектора Пойнтинга. Из теоремы Стокса следует что:

(8)

Поток ротора Р

через поверхность S

равен циркуляции вектора Рпо замкнутому контуру. Таким образом, при определенных условиях энергия локализуется в заданном объеме.

В общем случае, когда H rotE <> E rotH

, приходим еще к двум вариантам в поведении энергии внутри динамических объектов вакуума. При H rotE > E rotH

получаем положительное значение дивергенции вектора Пойнтинга div P > 0

. При положительном значении дивергенции вектора Пойнтинга энергия покидает объем, что приводит к уменьшению вихревой составляющей вектора Пойнтинга.

При H rotE < E rotH

получаем отрицательное значение дивергенции вектора

Пойнтинга div P < 0.

При отрицательном значении дивергенции вектора Пойнтинга энергия возрастает в заданном объеме, что приводит к росту вихревой составляющей вектора Пойнтинга и к росту циркуляции вектора. Изменение вихревой составляющей вектора Пойнтинга сопровождается изменением циркуляции вектора, что непосредственно следует из теоремы Стокса. Таким образом, изменение энергии приводит к изменению частотной характеристики динамического объекта вакуума.

Из соотношения (5) непосредственно следует, что скорость изменения энергии тем больше, чем больше величина div P

. При этом, положительному значению divP

соответствует убывание энергии, а отрицательному значению divPсоответствует возрастание энергии. Поскольку энергия и размеры области ее локализации связаны обратной пропорцией [10,13], то отсюда следует, что скорость изменения размеров невещественных динамических объектов поля в пространстве пропорциональна дивергенции вектора Пойнтинга.

Перейти на страницу: 1 2

Дополнительно

Ремонт колесных пар
Из-за больших статических и динамических нагрузок, которые возникают в условиях эксплуатации колёсной пары, возникают различные дефекты. Для обеспечения надёжной работы на железной дороге создана система выявления дефектов колёсных пар. Основой такой системы является выявление дефек ...

Галактика как уровень мегамира
Актуальность, цели и задачи ответа по настоящей контрольной работе будут обусловлены следующими положениями. Нас интересует не только звездное население того дома, в котором мы живем. Нас интересует и архитектура этого дома и его размеры; интересует, как его обитатели расселены, где жилищная тесно ...

Меню сайта