Obwód elektryczny i OTW

[lkosz]

59 minut temu, dobrychemik napisał:

elektrony w części obwodu bliżej czarnej dziury będą miały większą energię, a tym samym będzie tam wyższe napięcie niż w części naprzeciwległej

<domysł>bardziej spodziewam się wzrostu gradientu pola EM</domysł>

Co do napięcia - rozważmy przewodnik ustawiony wzdłuż promienia czarnej dziury i zwiększamy napięcie na jego końcach. Prąd elektryczny bierzemy z baterii. Normalnie powstanie fala, jakieś oscylacje napięcia na wysokich częstotliwościach, ale po chwilce prąd się ustabilizuje. Mierząc napięcie na końcach drutu zmierzymy pośrednio rezystancję przez spadek napięcia.

W pobliżu czarnej dziury jak damy baterię to ona sama będzie podlegać wpływowi jako ogniwo elektrochemiczne albo się wręcz uszkodzi. Niech to nawet będzie kondensator foliowy, bez elektrolitu, dostatecznie wytrzymały. Patrząc "z zewnątrz" będzie się powoli rozchodziła fala po przewodnikach. A patrząc od wewnątrz? Tzn. czym jest wówczas akt pomiaru napięcia jeśli miernik podlega wpływowi czarnej dziury? Dostatecznie szybko przesuwając się po przewodniku złapiemy górki oscylacji rozchodzące się powoli? No też nie, to będzie "widać" zdala od dziury. W punkcie X prąd będzie płynąć normalnie, w punkcie X+100cm też, ale pomiędzy tymi punktami z oddali będzie widoczna różnica. Chaos panie. W normalnym życiu to pomijamy lub odfiltrowujemy kondensatorem

[ZbyT]

3 godziny temu, dobrychemik napisał:

 

Prędkość fali nie może być większa niż prędkość jej nośnika. Gdyby tak było, to możliwe by była komunikacja w czasie zerowym. W przypadku światła te prędkości są równe. Elektron jako cząstka masowa musi mieć oczywiście prędkość niższą.

 

Nośnikami fali są fotony  a nie elektrony

 

Ruch elektronów w przewodniku jest tylko efektem ubocznym przepływu energii, która odbywa się w przestrzeni wokół przewodnika

 

pozdrawiam

[dobrychemik]

8 minut temu, ZbyT napisał:

 

Nośnikami fali są fotony  a nie elektrony

Ruch elektronów w przewodniku jest tylko efektem ubocznym przepływu energii, która odbywa się w przestrzeni wokół przewodnika

pozdrawiam

 

To już wygląda bardzo ezoterycznie: fotony lecą zatem równolegle do kabla elektrycznego, ale poza nim i przenoszą energię? Dodatkowo lecą z prędkością 50000 km/s czy 300000 km/s? A skoro ruch elektronów ma być jedynie efektem ubocznym w leżącym obok kablu, to po cholerę kabel?

 

Weźmy prosty obwód elektryczny zbudowany z bateryjki i opornika. Opornik grzeje się, bateria powoli się rozładowuje. A gdzie są fotony, które były nośnikami fali i przenosiły energię w przestrzeni wokół przewodnika? Jaką miały energię?

[Behlur_Olderys]

2 godziny temu, dobrychemik napisał:

 

To już wygląda bardzo ezoterycznie: fotony lecą zatem równolegle do kabla elektrycznego, ale poza nim i przenoszą energię? Dodatkowo lecą z prędkością 50000 km/s czy 300000 km/s? A skoro ruch elektronów ma być jedynie efektem ubocznym w leżącym obok kablu, to po cholerę kabel?

 

Weźmy prosty obwód elektryczny zbudowany z bateryjki i opornika. Opornik grzeje się, bateria powoli się rozładowuje. A gdzie są fotony, które były nośnikami fali i przenosiły energię w przestrzeni wokół przewodnika? Jaką miały energię?

 

@dobrychemik, jeśli chcesz rozważać obwody w okolicach czarnej dziury to musisz mieć elektrodynamikę w małym paluszku a nie pytać się o takie rzeczy
 

Ale zamiast iść gdzieś w maliny zastanówmy się, co można policzyć znając proste wzory? Niekoniecznie będzie miało to jakiś fizyczny sens, ale na pewno da pewne wyobrażenie co do wielkości, o których mówimy.

 

Wyobraźmy sobie taką śmieszną bateryjkę, że ma plus i minus oddalone od siebie o metr. Na metrze prostego przewodu, którym łączymy bieguny umieszczasz dodatkowo rezystor 1k Ohm.

Między plusem a minusem baterii mamy różnicę potencjału 5V. Powoduje to, że wzdłuż przewodu dostajemy stałe pole elektryczne E o wartości 5V/m. Każdy elektron o ładunku czuje więc siłę elektromotoryczną F = eE. 

Wychodzi liczbowo jakieś 8e-19 N dla pojedynczego elektronu.

I ta siła powoduje, że elektron się rusza w przewodniku, dając prąd 5mA. Jest oczywiste, że prąd ten będzie wprost proporcjonalny do siły F. 

( w przypadku gdy kabel nie jest prosty to oczywiście rozważanie jest bardziej skomplikowane, ale najważniejsze jest to, że prąd płynie na skutek istnienia pola elektrycznego między biegunami baterii).

Jeśli więc oprócz F będzie działała siła grawitacji Fg to w zależności od jej kierunku prąd odpowiednio się zwiększy lub zmniejszy. W polu ziemskim Fg będzie równe jakieś 9e-30N dla pojedynczego elektronu.

W takim razie w polu grawitacyjnym 10^11 razy silniejszym, niż ziemskie prąd płynąłby z dwa razy większym napięciem "w dół" i w ogóle nie płynął "w górę". 

Akurat mniej więcej tak silne pole występuje na powierzchni gwiazdy neutronowej.

Zatem w gołym przewodzie umieszczonym pionowo na powierzchni gwiazdy neutronowej teoretycznie mógłby płynąć prąd o napięciu 5V z góry w dół

.... tak, jakby na przestrzeni tego 1m była różnica potencjałów 5V.

.... tak jakby gwiazda generowała stałe pole elektryczne o wartości 5V/m przy swojej powierzchni

Ciekawe

 

 

[dobrychemik]

12 minut temu, Behlur_Olderys napisał:

 

@dobrychemik, jeśli chcesz rozważać obwody w okolicach czarnej dziury to musisz mieć elektrodynamikę w małym paluszku a nie pytać się o takie rzeczy
 

 

Nie wymądrzaj się Bartek tylko mi to wytłumacz, proszę. Śmiem twierdzić, że po tym można odróżnić osobę orientującą się od tej dogłębnie rozumiejącej dane zagadnienie, że ta druga jest w stanie przestawić wytłumaczenie odwołujące się do prostych, podstawowych pojęć i mechanizmów, by w miarę kumaty odbiorca był w stanie się zorientować w tymże temacie.

[bartolini]

6 godzin temu, dobrychemik napisał:

 

To już wygląda bardzo ezoterycznie: fotony lecą zatem równolegle do kabla elektrycznego, ale poza nim i przenoszą energię? Dodatkowo lecą z prędkością 50000 km/s czy 300000 km/s? A skoro ruch elektronów ma być jedynie efektem ubocznym w leżącym obok kablu, to po cholerę kabel?

 

Weźmy prosty obwód elektryczny zbudowany z bateryjki i opornika. Opornik grzeje się, bateria powoli się rozładowuje. A gdzie są fotony, które były nośnikami fali i przenosiły energię w przestrzeni wokół przewodnika? Jaką miały energię?

Co ciekawe izolacja wpływa na to jak „szybki” jest prąd. Znalazłem tabelę z współczynnikami prędkości propagacji (VOP - jako % c) i moje 50000km/s strzelone z pamięci, to trochę za mało

 

 

https://www.picwire.com/resources/technical-articles/velocity-factor/

 

Wnioskuję że najszybszy prąd będzie na gołym drucie w próżni.

 

[dobrychemik]

To jak najbardziej ma sens: elektron "wlecze" wokół siebie pole elektryczne, które oddziałuje z innymi znajdującymi się w pobliżu cząstkami, których wpływ makroskopowo opisuje przenikalność elektryczna ośrodka.

[ZbyT]

7 godzin temu, dobrychemik napisał:

 

To już wygląda bardzo ezoterycznie: fotony lecą zatem równolegle do kabla elektrycznego, ale poza nim i przenoszą energię? Dodatkowo lecą z prędkością 50000 km/s czy 300000 km/s? A skoro ruch elektronów ma być jedynie efektem ubocznym w leżącym obok kablu, to po cholerę kabel?

 

 z grubsza

 

przewodnik jest czymś w rodzaju prowadnicy ale nawet nie jest potrzebny jeśli trzeba energię przekazać po linii prostej. Energia za pośrednictwem pola e-m dociera do nas ze Słońca bez żadnych kabli i jakoś daje radę

 

w energetyce przepływ prądu jest niepożądany bo powoduje straty energii. W elektronice jest dokładnie na odwrót bo wykorzystujemy ten prąd do konkretnych celów czyli przetwarzania sygnałów elektrycznych

 

wracając do tematu wątku to niestety cokolwiek byśmy to nie napisali to będą to tylko spekulacje bez możliwości weryfikacji. Co prawda nie wiemy dokładnie o jaką czarną dziurę chodzi, a każda jest inna. Najbardziej interesujące są dziury o małej masie bo w ich pobliżu zakrzywienie czasoprzestrzeni będzie największe ale one raczej rozerwą każdą elektronikę na atomy więc trudno tu coś sensownego wymyślić

 

musimy rozpatrzyć zachowanie układu w silnie zakrzywionej czasoprzestrzeni. Niestety teoria Maxwella jest sformułowana w płaskiej przestrzeni z czasem jako niezależnym bytem. Nawet gorzej bo równania tej teorii są I rzędu względem czasu podczas gdy względem zmiennych przestrzennych są to równania II rzędu. Nieco lepiej jest w przypadku Modelu Standardowego bo on jest przynajmniej sformułowany w czasoprzestrzeni ale niestety jest to czasoprzestrzeń euklidesowa. Można by tu spróbować jakichś przybliżeń dla bardzo małych obszarów płaskiej czasoprzestrzeni ale na ile to będzie bliskie rzeczywistości to całkowita zagadka, której nie ma jak zweryfikować ... w każdym razie nie licząc promieniowania Hawkinga nikomu nic sensownego w tym temacie nie udało się wymyślić

 

pozdrawiam

[Behlur_Olderys]

1 godzinę temu, ZbyT napisał:

Nawet gorzej bo równania tej teorii są I rzędu względem czasu podczas gdy względem zmiennych przestrzennych są to równania II rzędu.

Tutaj mówisz o równaniu Schroedingera a nie Maxwella. Po co ten trolling?

 

 

 

 

 

6 godzin temu, dobrychemik napisał:

Nie wymądrzaj się Bartek tylko mi to wytłumacz, proszę.

Przepraszam, jeśli brzmi to jak wymądrzanie, nie to miałem na celu. Chodziło mi o to, że zaczynasz wątek na dość zaawansowany (albo nawet bardzo zaawansowany) temat, a następnie okazuje się, że potrzebujesz rozwiać wątpliwości w kwestiach dużo bardziej fundamentalnych. 

Jak chcesz to przy najbliższej okazji astropiwka przyniosę "Podstawy Elektrodynamiki" Griffithsa i może uda się znaleźć porozumienie 

 

 

3 godziny temu, dobrychemik napisał:

To jak najbardziej ma sens: elektron "wlecze" wokół siebie pole elektryczne, które oddziałuje z innymi znajdującymi się w pobliżu cząstkami, których wpływ makroskopowo opisuje przenikalność elektryczna ośrodka.

 

Niemniej to pole - różnica potencjałów (np. z baterii) jest powodem, dla którego płynie prąd, a nie na odwrót.

 

 

[ZbyT]

5 minut temu, Behlur_Olderys napisał:

Tutaj mówisz o równaniu Schroedingera a nie Maxwella. Po co ten trolling?

 

 

 

równanie Shroedingera wywodzi się wprost z równań Maxwella więc po co ten trolling?

to dokładnie takie samo równanie falowe, a różnica jest tylko w tym, że zamiast wielkości opisujących pole elektryczne i magnetyczne mamy tu amplitudę prawdopodobieństwa ... zresztą Shrodinger tego nawet nie postulował bo sam zadawał sobie pytanie co "faluje" w tym równaniu. Interpretacja, że funkcją falową jest amplituda prawdopodobieństwa pojawiła się później

 

pozdrawiam

[Behlur_Olderys]

14 minut temu, ZbyT napisał:

to dokładnie takie samo równanie falowe,

 

a jednak równanie falowe w elektrodynamice ma same podwójne pochodne. Jak w równaniu Kleina-Gordona, a nie Schroedingera.

Przykro mi, ZbyT, nie tym razem....

 

 

 

[wiatr]

kurde przypomniało mi się coś z zamierzchłej przeszłości, w ramach studiowania na chemii miało się zajęcia także na pracowni fizycznej u fizyków. Było tam też kila ćwiczeń z elektryczności - prowadzący krążyli tam czujni jak ważki ale ręce w kieszeniach fartucha i dystans traktowany poważnie ( nie jak teraz). Dowiedziałem się dlaczego - krążyła tam przekazywana z pokolenia na pokolenie mądrość ludowa że jak chemiki zaczynają coś podłączać to trzeba mieć oczy z tyłu głowy i zawsze wiedzieć którędy uciekać

[ZbyT]

16 minut temu, Behlur_Olderys napisał:

 

a jednak równanie falowe w elektrodynamice ma same podwójne pochodne. Jak w równaniu Kleina-Gordona, a nie Schroedingera.

Przykro mi, ZbyT, nie tym razem....

 

 

 

 

uczyć się nie chciało czy pamięć szwankuje?

tu koszulka Ekologa z równaniami Maxwella (bo o nich była mowa, a nie o elektrodynamice kwantowej) w postaci różniczkowej, która była już prezentowana na forum

 

oczywiście podpis, że to Teoria Względności jest błędny

 

 

elektrodynamika kwantowa jest częścią Modelu Standardowego, a jak już wcześniej pisałem Model Standardowy jest sformułowany w czasoprzestrzeni, podczas gdy teoria Maxwella nie jest

 

pogubiłeś się zupełnie

żeby twierdzić, że równanie Shroedingera nie jest równaniem falowym ...

 

pozdrawiam

[dobrychemik]

2 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

Niemniej to pole - różnica potencjałów (np. z baterii) jest powodem, dla którego płynie prąd, a nie na odwrót.

 

No to jednak inaczej patrzymy na naturę obiektów fizycznych. W opisie fizycznym stosowane są pojęcia o różnym poziomie abstrakcji. Z jednej strony mamy pojęcia absolutnie podstawowe typu cząstek elementarnych, ale i są też pewne konstrukty teoretyczne powstałe na potrzeby zrozumienia interakcji między obiektami fizycznymi - funkcje falowe, potencjały elektrochemiczne, stopnie utlenienia, wektory i wiele innych. Myślę, że wiele osób wpada pułapkę myślenia o tych pomocniczych pojęciach jako o podstawowym poziomie fizycznej rzeczywistości. Tutaj moglibyśmy przeanalizować czym jest potencjał i skąd się bierze. Wydaje mi się, że podchodzisz do tego pojęcia "holistycznie". Bach! Jest różnica potencjałów i prąd płynie. Ale potencjał to właśnie taki teoretyczny, makroskopowy konstrukt będący jedynie narzędziem ułatwiającym opis ilościowy zjawisk, a nie tłumaczący istotę elementarnych procesów stojących u podstaw danego zjawiska. Jeśli jakiegoś zjawiska nie potrafimy wyjaśnić odwołując się do elementarnych składowych i ich interakcji, to tak naprawdę ich nie rozumiemy. Analogicznie: chcąc zrozumieć jak działa samochód trzeba poznać działanie jego składowych, a nie studiować przepisy ruchu drogowego. Ja jestem zatwardziałym atomistą - wszystko staram się zrozumieć poprzez odwołanie do poziomu cząstek - gdy nie widzę takiego wytłumaczenia, czuję dyskomfort. Dla mnie "różnica potencjałów" to nie wyjaśnienie, to dopiero preludium do niego. 

Chyba mnie za bardzo poniosło w kierunku filozofii nauki

Przyznam, że zainicjowałem ten temat właśnie w nadziei na dyskusję z osobami o nieco innym spojrzeniu na fizykę i okolice. Jak zwykle tutejsze towarzystwo nie zawiodło dając mi okazję do ciekawej rozmowy i przemyślenia paru zagadnień 

Edytowane 18 Stycznia 2022 przez dobrychemik
precyzja

[Behlur_Olderys]

4 godziny temu, ZbyT napisał:

Niestety teoria Maxwella jest sformułowana w płaskiej przestrzeni z czasem jako niezależnym bytem. Nawet gorzej bo równania tej teorii są I rzędu względem czasu podczas gdy względem zmiennych przestrzennych są to równania II rzędu.

Pokaż mi te równania teorii Maxwella w którym masz I rząd względem czasu i II rząd względem przestrzeni.

Bo w wersji różniczkowej którą sam zaprezentowałeś równania Maxwella są I rzędu zarówno w przestrzeni i czasie.

 

Co więcej, w postaci tensorowej którą wkleiłem widać to nawet bardziej wyraźnie, niż na koszulce ekologa.

Są niezmiennicze względem transformacji Lorentza.

 

W równaniu fali elektromagnetycznej mamy wszystkie pochodne II stopnia również nie traktując czasu w sposób wyróżniony. Jest to zastosowanie dalambercjanu na czteropotencjale.

Dzięki temu zachowujemy niezmienniczość względem tranformacji Lorentza.

 

Podobnie równanie Kleina-Gordona ma postać podwójnych pochodnych zsumowanych przy metryce Minkowskiego, de facto zastosowaniem dalambercjanu na funkcji falowej.

Jest niezmiennicze względem transformacji Lorentza.

2 godziny temu, ZbyT napisał:

równanie Shroedingera (...)

to dokładnie takie samo równanie falowe, a różnica jest tylko w tym, że zamiast wielkości opisujących pole elektryczne i magnetyczne mamy tu amplitudę prawdopodobieństwa ...

Jeśli o czymkolwiek to można by tak powiedzieć o równaniu Kleina-Gordona, a nie Schroedingera.

 

Równanie Schroedingera może i jest wg Twoich definicji równaniem falowym, ale ma niezgodne stopnie pochodnych przy czasowej (I-stopnia)  i przestrzennej (II stopnia) pochodnej. Nie jest dokładnie takim samym równaniem falowym co fale EM, gdzie te pochodne są symetryczne.

Nie jest też niezmiennicze względem transformacji Lorentza. 

 

Stąd powtarzam, że prezentowany na początku tego posta cytat jest nieprawdą. Alternatywnie możesz zaprezentować które równania tej teorii (klasycznego elektromagnetyzmu) są I rzędu względem czasu a II rzędu względem przestrzeni?

 

Jeśli chcesz obrócić wszystko w żart, to niestety właściwa pora już minęła. 

 

 

 

 

 

 

1 godzinę temu, dobrychemik napisał:

Myślę, że wiele osób wpada pułapkę myślenia o tych pomocniczych pojęciach jako o podstawowym poziomie fizycznej rzeczywistości. Tutaj moglibyśmy przeanalizować czym jest potencjał i skąd się bierze. Wydaje mi się, że podchodzisz do tego pojęcia "holistycznie". Bach! Jest różnica potencjałów i prąd płynie. Ale potencjał to właśnie taki teoretyczny, makroskopowy konstrukt będący jedynie narzędziem ułatwiającym opis ilościowy zjawisk, a nie tłumaczący istotę elementarnych procesów stojących u podstaw danego zjawiska.

Cóż, kiedy pytanie dotyczy zachowania obwodu elektrycznego to nie sposób nie założyć, że pytający wie co to potencjał i skąd się bierze. Być może jestem spaczony edukacją ale najpierw uczyłem się o potencjale, a potem o prądzie. Nie zapominam o tym, czym jest potencjał i skąd się bierze, tylko abstrahuję od tego, bo nie wydaje się to istotne dla dalszych rozważań. Zresztą rozważania dotyczące pojedynczych elektronów zwiodły Cię na manowce myślenia o prędkości prądu w przewodniku przez pryzmat samych cząstek. Tymczasem pole elektromagnetyczne które realnie odczuwane jest jako przepływ prądu ma się do ruchu elektronów w przewodniku tak jak fala dźwiękowa ma się do wiatru. Oczywiście można rozważać czym jest to pole i skąd się wzięło, ale nie zmieni to faktu, że to jego prędkość rozchodzenia się, a nie elektronów, jest kluczowa przy przepływie prądu. Tak czy inaczej dobry temat do cokolwiek filozoficznych dyskusji

 

 

[dobrychemik]

Bartek, myślisz, że dla OTW stanowi to jakąkolwiek różnice czy ruch polega na translacji lub oscylacji? W krótkich skalach czasowych różnica się zaciera, a OTW o ile wiem wtedy nadal działa. W Twojej analogii z wiatrem jest tak samo: bez odpowiednio szybkich oscylacji cząsteczek powietrza dźwięk nie byłby tak szybki. Na poziomie mikro cząsteczki powietrza ruszają się o wiele szybciej niż wypadkowy wiatr. Zupełnie jak z prądem.

Wracając do elektronów w przewodniku: nie ważne czy mówimy o ich translacji i oscylacji, to raz mogą mieć "pod górkę" a raz "z górki" w pobliżu czarnej dziury. Tak mi się wydaje.

[Behlur_Olderys]

2 godziny temu, dobrychemik napisał:

Bartek, myślisz, że dla OTW stanowi to jakąkolwiek różnice czy ruch polega na translacji lub oscylacji? W krótkich skalach czasowych różnica się zaciera, a OTW o ile wiem wtedy nadal działa. W Twojej analogii z wiatrem jest tak samo: bez odpowiednio szybkich oscylacji cząsteczek powietrza dźwięk nie byłby tak szybki. Na poziomie mikro cząsteczki powietrza ruszają się o wiele szybciej niż wypadkowy wiatr. Zupełnie jak z prądem.

1. Dla grawitacji oczywiście wszystko jedno. Z drugiej strony nie wiem, czy interesuje nas prosty przewód z prądem stałym, obwód rezonansowy, mrugająca świetlówka a może tranzystor? W różnych przypadkach - moim zdaniem - ruchy chaotyczne, oscylacyjne i translacyjne będą miały inne znaczenie. Wolałbym nie wrzucać wszystkiego do jednego wora, tylko skupić się na jakimś jednym przypadku.

 

2 godziny temu, dobrychemik napisał:

Wracając do elektronów w przewodniku: nie ważne czy mówimy o ich translacji i oscylacji, to raz mogą mieć "pod górkę" a raz "z górki" w pobliżu czarnej dziury. Tak mi się wydaje.

2. To prawda. Nie tylko w pobliżu czarnej dziury, ale w ogóle w polu grawitacyjnym. Efekt będzie liczbowo mniejszy, ale pytanie czy interesuje Cię wpływ tylko siły przyciągania czy też - dodatkowo - siły pływowe?

Oba zjawiska rzecz jasna istnieją także w fizyce klasycznej, może na początku OTW nawet nie jest potrzebna?

 

 

 

BTW:
Efekt Stewarta-Tolmana może Cię zainteresować:

https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=pst.000050421268&view=1up&seq=115&skin=2021

Zatem w silnym polu grawitacyjnym, w postawionym pionowo przewodniku pojawi się nadmiar ładunku ujemnego (elektronów) - ze względu na zasadę równoważności przyspieszenia i grawitacji.

Niestety jest w tym temacie dość mało materiałów...