A félreismert elektromosság – elektrosztatika I.

Az elektron, az a részecske, amelynek mozgásához minden elektromos jelenség kötődik, a rendszerlogikai világképben is létező részecske, amelyet négy elektrínó alkot térbeli tetraéder formában összeállva. Az elektron nem áthatoló, közegalkotó részecske, amely az olyan tetra-részecskék közé tartozik, mint amilyen az Alfa részecske, vagy a foton is. Az elektromosság kifejezés a rendszerlogikában szintén értelmezhető, mint az elektron mozgásaival létrejövő jelenségcsoport összefoglaló neve. A következő írásunk ebben a keretben értelmezve mutatja be az elektromos jelenségeket a rendszerlogika alkalmazásával. Közben, szokás szerint igyekszünk tisztázni az elektromos jelenségek jelenlegi értelmezése és a tapasztalati valóság között fennálló félreértéseket.Az előző írásunkban már jeleztük, és némileg meg is világítottuk, hogy miért nem létezik a rendszerlogika szerint az úgynevezett „elektromos töltés”. A statikus elektromossághoz sorolt jelenségek tárgyalása során ez remélhetőleg még világosabb lesz. A rendszerlogika szerint statikus elektromosságról (elektrosztatika), ahhoz sorolt jelenségekről akkor lehet szó, ha ezekben a jelenségekben az elektron mozgásformái között nem szerepel a haladó, helyváltoztató mozgás. Ez viszont azt jelenti, hogy az elektron „energiatartalmát”, “töltését” amelynek a rendszerlogikában a gerjesztettség szintje és a mozgásmennyiség felel meg, csupán két mozgásforma, a forgás (perdület) és a pulzáció (önrezgés) hordozhatja. Ahhoz azonban, hogy az anyag felszínén, részecskéiben és szerkezetének hézagaiban „ülő”, nyugalomban levő elektronok mozgásmennyiség növekedésre tegyenek szert, amellyel beindulhatnak a statikus elektromosság anyaghoz kötött jelenségei, a test külső gerjesztésére van szükség. Az elektronok külső gerjesztéssel megnövelt mozgásmennyisége hozza létre azokat a jelenségeket, amelyeket a “töltésnek” tulajdonít a matefizika.

Ez a gerjesztés azonban nem lehet a gerjesztés bármely fajtája. Az anyag külső hővel való gerjesztése tipikusan nem statikus elektromos folyamatokat generál. A lényeg éppen itt van, a gerjesztésnek kell olyan hatással lennie az anyagra, és elsősorban az elektronjaira, hogy azok, és lehetőleg csak azok kerüljenek magasabb mozgásmennyiségű állapotba. Az elektrosztatikában ez a gerjesztés elsősorban a dörzsölés, azaz két szigetelő anyagú test felszínének egymáson való gyors, és a normál gravitációs nyomásnál erősebb nyomás alatti súrlódással létrejövő elmozdulása. Először tehát ennek a mechanikai mozgásnak a hatásait kell megvizsgálnunk az anyagra, és különösen az elektronokra, ha tisztába akarunk kerülni azzal, hogy valójában mi is történik ilyenkor. (A fémek esetében a gerjesztés más formái és más módon hozzák létre az ehhez hasonló gerjesztettségi állapotot.)

Ebben megint az anyag összetevőinek, különösen a felszínének minőségét meghatározó részecskék alakjáról szóló morfológiai ismeretek segíthetnek. Ha megvizsgáljuk az elektrosztatika alapkísérleteiben részt vevő anyagokat, akkor morfológiai szempontból a következő megállapításokat tehetjük:

A megdörzsölt testek között megfigyelt vonzási és taszítási jelenségeket minden esetben olyan anyagokból készült testekkel hozták létre, amelyek a) ma szigetelőnek minősülnek; b) szabályosnak mondható kristályszerkezettel nem rendelkeznek (üveg, ebonit); c) a dörzsölt anyagok felülete érzékszervi észlelésre rendkívül sima; d) a dörzsölő anyag minden esetben szálas szerkezetű (papír, gyapjú, szőr, bőr), nem sima felületű természetes anyag, e) fémeket soha nem használnak erre a célra!

Elsőként tehát vizsgáljuk meg azt, hogy az ilyen anyagok összedörzsölése, amely nem más, mint mechanikai munka végzése az egyik testtel a másikon, milyen szokásosan megtapasztalható hatást képes létrehozni az egyik, és a másik testen.

Ehhez vegyünk egy kéznél levő hasonlatot, a súrolókefét (cirok, gyökér, természetes anyag, szigetelő) és a kád zománcos oldalát (nem kristályos szerkezetű szigetelő anyag). Mi történik, amikor a kefét a kád oldalán erősen odaszorítva mozgatjuk? A kefe a felületen levő részecskéket dörzsöl le a zománc felületéről, ugyanakkor kopik is, azaz maga is részecskéket veszít. Ha ekkor nincs jelen víz, akkor jelentős mennyiségű száraz, és az elektromos eszközökben levő porhoz hasonlóan összegyűlő, tapadós por keletkezik. Ez az elektromos „töltés” makro-világbeli analógiája. A mindkét anyag által elveszített részecskék az egyik helyen szabaddá válva összegyűlnek a dörzsölt test felszínének egy másik, nem dörzsölt részén.

A kérdés az, hogy miért és hogyan teszik ezt. Mi történt ezekkel a részecskékkel? Valójában ők szenvedték el a dörzsölés összes következményét, nem a zománc, és nem a kefe anyaga. Minden befektetett mechanikai munka bennük összpontosult, és egyúttal velük együtt el is távozott („elvezette az energiát”) a dörzsölődő testekről, a testek körüli térbe. Akkora mozgásmennyiséget nem kaptak, hogy szerteszét szálljanak, de (a példában) a gravitációnak engedelmeskedve egy olyan helyen gyűltek össze, amelya még nem kapott dörzsölést, azaz még nem gerjesztett az állapota. Az elektronok valójában a testekhez tapadva mozognak azok felszíne felett. Amennyi teret kitöltenek az anyagukkal és  mozgásukkal, az a statikus elektromos tér, vagy elektrontér.

Az analógiai ugyan nem tökéletes, de lényegében ugyanez történik a dörzsölés hatására az elektronokkal is, DE CSAKIS A FELSZÍNEN, és csak a felszínen levőkkel! Konvencionális nézetben „energiát közöltünk a testtel”, rendszerlogikailag nézve pedig gerjesztést kapott a test felülete, amit az elektronok vettek fel (mert őket érte elsőként), és távolítottak el (mert csak ők voltak szabadok, azaz elmozdíthatók) egy olyan helyre, ahol azt megoszthatták olyan elektronokkal, amelyek még nem kaptak gerjesztést. Magyarul: csak a szükségnek engedelmeskedtek, azaz a legkisebb ellenállás irányába mozdultak el. A dörzsöléssel gyors forgásra (perdület) és heves pulzációra (rezgés) tettek szert, amelyet ütközések (lökdösődés) során részben átadtak a gerjesztetlen társaiknak.

Ezzel – az egyik nézet szerint – elektrontöbblettel és elektronhiánnyal rendelkező helyek (szigetszerű statikus terek) keletkeztek a szigetelő test felszínén. De csak a felszínén, mert felette még ott vannak! Ez tehát nem valódi hiány! Valójában csak mozgásmennyiség többlettel rendelkező helyek jöttek létre! Ha ezekről a helyekről a gerjesztett elektronokat elvezetjük egy alacsonyabb gerjesztési szintű helyre, akkor helyükön valódi elektronhiány keletkezik, de megint csak gerjesztett elektronokban lesz hiány, mert a helyüket a test más részeiről, de a környezetből is gerjesztetlen elektronok töltik fel!

A felszíni elektronhiánnyal rendelkező részek a dörzsölt részek, amelyek az elektronok eltávozásával már maguk kénytelenek felvenni a gerjesztést, ezért ott az anyag melegedni kezd. A melegedés tovább terjed a test belseje felé, és amennyiben a szerkezet hézagaiban meghúzódó szabad elektronokat ez eléggé gerjeszteni képes, azok kiszivárognak a felszínre, betöltve ezzel eltávozott társaik helyét. Megfigyelhető összefüggés, hogy minél simább egy test felszíne, a dörzsölés hatását annál inkább az elektronok veszik fel, és a test kevésbé. A kevésbé sima felületű testek esetében ez éppen fordítva van, ezért a test jobban melegszik, mert az elektronok nem távolítják el róla a gerjesztést.

A megnövekedett mozgásmennyiségű elektronokkal rendelkező testtel azonban történik valami különös és nem várt dolog is. A rajta eddig békésen szunnyadó, megszokott és kiegyensúlyozott gravitációs nyomás egyszerre felébred, és azokon a helyeken, ahol a gerjesztett elektronburok (a “töltés”) van, hirtelen nagyobb erőt kezd a testre kifejteni, amely az elektronokat az ellenkező oldalra kényszeríti. Hiszen valójában az elektronokra hat erősebben, a testre csak azért, mert az elektronok rajta vannak.  Úgy tűnik, mintha a test és az elektronok tömege (amelyet a gravitáció hatására súlyként érzékelünk) megnövekedett volna, holott erről szó sincs. Csupán annyi történt, hogy az elektronok mozgásmennyisége (a tömegük és mozgásuk együttese) nőtt meg. Ez viszont azt jelenti, hogy hirtelen sűrűbb lyukú hálót alkotnak a gravitációs áramlással szemben, hiszen hevesen mozognak, ezért annak részecskéi többször ütköznek beléjük, és a testtel együtt a Föld felé nyomják őket.

Ezt a jelenséget több kísérlet is igazolja, amelyből az egyiket később ismertetjük. Egy másik azonban olyan egyszerű, hogy érdemes itt kitérni rá. Ha egy vastagabb, 20-30 cm hosszú rézdrót darabot a közepén felkötve, kétkarú mérleghez hasonlóan kiegyensúlyozva fellógatunk egy vékony cérnaszálra, és hozzá megdörzsölt műanyag csövet közelítünk, akkor nem csak azt fogjuk észlelni, hogy a rézdrót közelebbi vége vonzódik a dörzsölt műanyag csőhöz, hanem azt is, hogy amint hozzáér, azonnal erősen lefelé is elmozdul. Ilyenkor hiába is próbáljuk a műanyag cső felfelé mozdításával visszaemelni, egyre lejjebb hajlik mindaddig, amíg az összes elérhető gerjesztett elektront fel nem vette. Ezután ugyan felemelkedik ez a vége is, de lejjebb marad, mint a másik, és egy ideig még nem tér vissza a vízszintes állapotba.

Azonban ez a jelenség nem csak a testre terjed ki, hanem az alatta levő testekre is, amelyeket eddig a gravitáció elől, ha igen csekély mértékben is, de elárnyékolt. Ezek felett hirtelen lecsökken a felülről érkező gravitációs áramlási nyomás, az alulról érkező viszont nem. Az eddigi egyensúly, ami a helyükön tartotta őket, hirtelen felborul. Így, ha eléggé kicsik, és elég közel vannak hozzá, akkor szépen felugrálnak a megdörzsölt testre. (valójában az alulról jövő G nyomás löki fel őket, bele a test gerjesztett elektronterébe. Ha azonban ott felszednek gerjesztett elektronokat a felszínükre (azok boldogan mennek olyan helyre, ahol a többletüket leadhatják), akkor hamarosan le is esnek a megdörzsölt testről. Ez azonban nem minden esetben igaz!

Itt álljunk meg egy pillanatra. Az előbb leírt jelenséget a matefizika töltéskiegyenlítésnek nevezi. Elfelejtik azonban felhívni a figyelmet arra, hogy ez csakis és kizárólag a fémek felületére felvitt gerjesztett elektronburok esetében létező jelenség. A töltéskiegyenlítődés (és a töltésmegosztásnak nevezett jelenség is) szigetelő anyagok között soha nem jön létre, azaz ezek esetében nem is létezik! Létezik azonban szigetelő és fém, valamint fém és szigetelő között is, tehát a fém (vezető) jelenléte a döntő a jelenség létrejöttében. Mindazonáltal a jelenséget nem lehet kiterjesztően értelmezni, mert van alóla kivétel. Az anyagok fele, azaz minden szigetelő anyag!

Hát, nagyjából ez történik a valóságban az elektronokkal, ha a nem fém gazdatestüket megdörzsöljük. De vajon mi történik a fémek gerjesztése során? A fémek elektromos vezetők, ezért az elektronokat is érő helyi gerjesztés (dörzsölés) hatása az egész testen elterjed, és onnan a földbe vezetődik, vagy elszivárog a levegőbe. Ezért lehet csak a környezettől teljesen elszigetelt fém testeken statikus gerjesztett elektronburkot (töltést) ideiglenesen létrehozni. De akkor is csak úgy, ha nem a fémet gerjesztjük dörzsöléssel, hanem szigetelő anyagú testről visszük rá a gerjesztett elektronokat. (Erre példa a Van de Graaf generátor gumiszalagja és fémgömbje.) A fémek elektromos gerjesztése ezen a módon nem jön létre. Ahhoz fémet kell fémmel érintkező módon mozgatni! (Lásd influencia gép.)

Ezt tisztázva, nézzük meg, hogy mi történik a szigetelőkön felgyűlt gerjesztett elektronburokba bekerült apró szigetelő testekkel (papírszeletke, toll, porcica, stb.), ha a töltéskiegyenlítődés jelensége közöttük nem jön létre? Ezek bizony “örökre” odaragadnak, de legalábbis addig, amíg a gazdatest elektronburka minden gerjesztését el nem veszíti. Sőt, el sem lehet őket tőle távolítani, mert, ha elhúzzuk őket, akkor visszaugranak. Akinek még régi típusú katódsugárcsöves TV-je van, az maga is kipróbálhatja egy darab fogselyemmel vagy cérnával, hogy a képernyő feltöltődött üvege ezeket messziről magához vonzza, és utána sem engedi el. Az elhúzás után újra visszarántja magához. Ez nem elmélet, ez a megtapasztalható valóság!

Most még kalandozzunk el egy kicsit arra, hogy hogyan is jöhetett létre a kétféle elektromosság (pozitív és negatív) létének képzete. Azt megfigyelték, hogy ha két testet összedörzsöltek, akkor azok vagy vonzottak, vagy taszítottak más testeket. Ha pedig másik két testet dörzsöltek össze, akkor azoknál ez másképpen volt. Mivel nem fordítottak elegendő figyelmet arra, hogy ezeket alaposan, lépésről lépésre tanulmányozzák, és a jelenség létrejöttéhez szükséges feltételeket tisztázzák, azaz nem fejezték be, nem vitték végig a kísérletet, hanem azonnal levontak belőle egy következtetést. Ez természetesen elhamarkodott következtetés lett, így nem is vehették észre, hogy egyetlen jelenségről van szó, nem kettőről! És nem látták meg a kivételeket (fémek, vezetők) sem!

Az Öveges professzor féle egyszerűsített, közérthetővé tett magyarázatokban ezt jól tetten érhetjük. A Kis fizika II. című könyvében az a leírás szerepel, hogy a papírral megdörzsölt fésű esetében a két megdörzsölt fésű és a két megdörzsölt papír is taszítja egymást, amire “nem lehet más a magyarázat”, mint hogy a papírról “elektronok mentek át” a fésűre, ezért a papír pozitív, a fésű pedig negatív elektromos lett. Pedig sok egyéb lehetőség is fennáll.

A rendszerlogika azonban megmutatja, hogy mit felejtettek el itt figyelembe venni. Azt, hogy ilyen távolhatású taszítást csakis egy gerjesztett közegburok képes létrehozni (lásd a mágneses térnél), és csak egy másik gerjesztett közegburokkal szemben. És azt is megmutatja, hogy taszító távolhatást csakis olyan közegek hozhatnak létre, amelyekben heves mozgás zajlik! A taszításhoz, amely mozgást hoz létre (a mozgás fékezése is az), “energia” kell, aminek valahonnan jönnie kell. Az “energia” az elektronok mozgásából jön az elektronburkokon belülről, amit viszont a dörzsöléskor befektetett munkánk vitt be oda!

De a rendszerlogikai szemlélet még azt is megmutatja, hogy a dörzsölés mindkét testre, tehát a papírra és a fésűre is egyaránt hatott (lásd a kád-kefe példát). Tehát mindkettő gerjesztett lett, azaz mindkettő felületén létrejött a taszító teret alkotó, belül heves mozgású elektronburok. Ezért természetes közöttük a taszítás. Nem keletkezett kétféle elektromosság, és elektronok sem mentek át egyik testről a másikra, mert nem vezetők. De sajnos a kísérletet utólag értékelők odáig már nem jutottak el, hogy nem kell elektronoknak átmenniük az egyik testről a másikra ahhoz, hogy a jelenség létrejöjjön. Mindezt azért, mert matefizikai a gondolkodás, és a kísérletet sem vitték végig. Erre a matefizikában rengeteg példát találtunk, amelyeket majd az “El nem végzett kísérletek” című írásunkban mutatunk majd be.

De sajnos még azt sem vették észre, szintén azért, mert nem vitték végig a kísérletet, hogy a két taszító tér képes egyesülni, és a két testet egymáshoz vonzva közös burokba zárni, ha a testeket a taszítást legyőzve tovább közelítjük egymás felé. Ennek a ténynek a hivatalos tudományos (egyelőre egyedi) elismerésére csak nemrég került sor, amint arról alább beszámolunk. (Ennek tökéletes párhuzama a félreértett mágnességnél tárgyalt azon eset, amikor a két, egymást taszító mágnes tere a közéjük tett vasban egyesülve vonzássá változtatja azt, és a három test – a taszítás ellenére – mágnesesen mégis egyesül!)

Azt pedig, hogy ez az egész gravitációs közreműködés a statikus elektromosság jelenségeiben csak egy mese-e, vagy a valóság hű képe, azt bárki maga eldöntheti, ha és amikor a következőkben leírt kísérletet maga is elvégzi. De ne tessék csalni! A gondolatkísérlet nem elég, mert az mindaddig nem más, mint alaptalan spekuláció, amíg a kísérletet valóban el nem végzik.

A kísérlet pedig a következő. Vegyünk egy tizedgrammos pontosságú mérleget, amit már 4000 forint körül megkaphatunk. Ha már van otthon, annál jobb. Vegyünk néhány felfújatlan léggömböt is. Ezután keressünk valamilyen gyurma, vagy gyurmaragasztó darabkát, amit a mérleg tányérjának közepére ragaszthatunk. Ehhez fogjuk majd rögzíteni a mérendő léggömböt. Ezután kapcsoljuk be a mérleget, ha digitális, és a gyurmadarabbal együtt tárázzuk ki. Ezután mérjünk meg egy üres léggömböt, amit majd fel fogunk fújni. Ezt jegyezzük fel, majd fújjuk fel, és kössük csomóra a léggömb száját (ez a legbiztosabb, és nem igényel külön súlyt jelentő zsinórt). Mérjük meg most újra a léggömböt, amely a belefújt levegő és vízpára súlyával nehezebb lesz. Ezt is jegyezzük fel. Eddig tartottak az előkészületek, és csak most jön a kísérlet maga.

Dörzsöljük meg jól a hajunkon a felfújt léggömböt, és a csomónál fogva ragasszuk oda a mérlegen levő gyurmához, majd mérjük meg a súlyát. (Fordítva is lehet mérni! Ha kikapcsolt állapotban tesszük rá a mérlegre, akkor tárázzuk ki a lufival együtt, majd vegyük le a lufit. Ekkor a mérleg mínuszban fogja mutatni az elvett súlyt.) A mi tapasztalatunk (és hajunk, ami már kevés van) szerint a mérleg a dörzsölés sikerétől függően akár 3 grammal is több súlyt fog mutatni, mint előtte.

Megjegyzés: A lufit nyugodtan lehet kézzel fogdosni, nem mennek el róla az elektronok csak azon a ponton, ahol éppen fogjuk. A szigetelő anyagokról a „töltés” ugyanis csak ott jön le, ahol hozzáértek, nem pedig mindenhonnan az összes. A szigetelők ugyanis nem vezetik az elektronokat, csak tartják. Éppen ezért nem vezetők!

Egy mérés azonban nem mérés, és ráadásul mi nem mérni akarunk, hanem kísérletezni. Ezért tessék nyugodtan megismételni a mérést. Akár egy másik mérleggel is. Mi is ezt tettük. Ezzel a kettővel dolgoztunk.

Mérlegek

Amikor a hajunkból már nem tudunk többet kihozni, akkor lehet folytatni gyapjú pulóverrel, düftin nadrággal, kordbársony zakóval, flanel inggel, akril takaróval, szőrmével, stb. Minél többféle anyaggal próbálkozunk, annál jobb.

Az eredmények garantáltan szenzációsak lesznek. Lesz ugyanis olyan anyag ezek között, amelytől a lufi nem nehezebb, hanem éppenséggel sokkal könnyebb lesz! És lesz olyan, amitől hihetetlenül megnő a súlya. Sok sikert hozzá, magamról tudom, hogy nagy élmény!

És most vissza a megismeréshez, a rendszerlogikához. Mit is igazoltunk ezzel a kísérlettel? Elsőként azt, hogy az elektronok mozgásmennyiségének megnövelése látszólagosan a tömegüket változtatta meg, valójában csak a gravitációs áramlást áteresztő képességük csökkent le a heves mozgásuk miatt. Ezért hatott rájuk erősebben a gravitáció, és ezért nőtt meg a test súlya is, amin rajta voltak. Azt nem tudtuk ezzel megállapítani, hogy vittünk-e fel a lufira többlet elektronokat a dörzsöléssel, csak azt, hogy a rajta levők gerjesztett állapotba kerültek. Az viszont biztos, hogy ekkora mennyiségű anyagot a dörzsöléssel nem tudtunk volna átvinni a lufira (3 grammot 7-8mm átmérőjű ólomgolyó nyom, a legkisebb légpuskagolyó is fél gram!), tehát biztosak lehetünk benne, hogy az elektronok és a gravitáció működött össze. Abban az esetben pedig, amikor a lufi könnyebb lett, a lufi volt a dörzsölő, és a másik anyag volt a dörzsölt. Tehát vagy a lufi elektronjai nem kaptak gerjesztést, vagy azok mentek át a másik anyagra.

És most nézzünk meg még egy kézzelfogható bizonyítékot arra, hogy csak egyféle töltés létezik, és egyúttal arra is, hogy hol, milyen anyagon található meg ez a töltés. A kísérletet a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói végezték el, és itt nézhető meg: http://www.youtube.com/watch?v=9ckpQW9sdUg

A videón egy Wimshurst influencia géppel feltöltött, szétszedhető leideni palackot (kondenzátor) láthatunk. A szétszedés során nyilvánvalóan bebizonyosodik, hogy a két fém fegyverzeten NINCS rajta a töltés. Sem azonos, sem különböző. Az újbóli összerakás után a leideni palack mégis hatalmas szikrával kisül. Tehát a töltés a dielektrikumon (itt egy laboratóriumi üveg főzőpohár) tárolódott, nem a fémen! Ezt a MIT demonstrátorai a következőképpen írják le:

“Next we have a three-piece dissectible Leyden Jar consisting of two metal cups separated by a glass cup. When charged with the Wimshurst machine, we see by touching it with the shorting rod that it holds a large amount of charge. However, when disassembled, the metal cups can be brought into contact with each other and no spark will be generated. When the jar is reassembled it can then be discharged. This demonstrates that, in this situation, the charge actually resides on the surface of the glass (a dielectric), not on the metal.” (Forrás: MIT demonstráció)

Mivel a demonstrációban látható tények nem egyeznek meg a statikus elektromosság tudományos közmegegyezés által elfogadott elméletével, a szöveg írója szükségesnek tartotta hozzátenni, hogy csak “ebben az esetben” van így. Ez van kiemelve a fenti szövegben. És, hogy miért is tartottuk szükségesnek ezt kiemelni?

Azért, mert mi azokat a félreértéseket kutatjuk, amelyek miatt a természet megismerése nem haladhat tovább, amíg ki nem küszöbölik. És ez az eset éppen a tudományos vizsgálatok két leggyakoribb hibájának az egyikét példázza. Azt az esetet, amikor egy sor kísérletet elvégezve (azaz a kísérletet végigvíve) ÁLTALÁNOSÍTANI kellene. Az egyik nagy hiba ugyanis az, hogy ott ahol kellene, nem általánosítanak. A másik még ennél is gyakoribb, és nagyobb tévedésekhez tud vezetni. Az az eset, amikor egyetlen, csakis különleges körülmények között létrejövő jelenségből általánosított következtetést vonnak le. Kiterjesztik az esetet olyan esetekre is, ahol az abban meglevő feltételek nem állnak fenn.

Pedig ennek a kísérletnek igen nagy jelentősége van a jelenség megértésében, és lesz majd az elektromos áramnál is a kondenzátorok működésének megértésében. A kísérlet eredményéből ugyanis nagyon sok minden következik. Elsősorban az, hogy a fém felületek töltésmegtartó képessége (kapacitása) nem létezik, tehát a kapacitás a fémek esetében csak egy tudományos közmegegyezéssel elfogadott virtuális fogalom. Ugyanakkor a dielektrikumok esetében, amelyeket dielektromos állandóval szoktak jellemezni, valódi kapacitásról van szó. Azt is beláthatjuk azonban, hogy a jelenség létrejöttéhez mind a fémfelületekre, mind a dielektrikumra szükség van, csak éppen a szerepük nem az, amit nekünk eddig tanítottak!

Kiderül, hogy a dielektromos állandó valójában nem más, mint a dielektrikumok kapacitásának mértéke, míg a kapacitás nem más, mint a fémeknek a felület nagyságától függő azon képessége, hogy egy időegység alatt mekkora töltést képesek a közöttük lévő dielektrikumról elvezetni. Látható, hogy mindkét esetben a felszínek nagysága a döntő, tehát egyértelmű lesz az is, hogy a statikus elektromosság egy testfelszíni elektromos jelenség, amely a test belsejébe nem hatol be! Ennek kapcsán rájöhetünk annak a tudományosan közmegegyezéssel elfogadott alaptételnek a valótlanságára is, amely szerint a fémek felületén sok szabad elektron található. Éppen ellenkezőleg! A fémek, elektromos vezető tulajdonságuk miatt nem megtartják a felületükön a szabad elektronokat, amikor azokat gerjesztés éri, hanem elvezetik őket magukról a legközelebbi dielektrikumra. Éppen, hogy a dielektrikumok felszínén található sok szabad elektron, amelynek a dörzsölési elektromos tapasztalatok fényében már régen nyilvánvalónak kellett volna lennie.

Továbbá: Láthattuk, hogy a sztatikus feltöltő gép mindkét elvezető vezetéke egy-egy leideni palack középső elektródáját “töltötte”, és a kisülés e kettő között jött létre. A kísérlet második felében láthattuk azt is, hogy a szétszedhető leideni palackot szigetelt vezetékeken keresztül a szikraközhöz vezető fém rudakról töltötték fel. Mindkét esetben azonos volt a töltés, a szikra mégis mindkét esetben létrejött. Ennek kapcsán érdemes észrevenni, hogy a két fegyverzet egyszerre való töltésére csak azért van szükség, hogy ne alakulhasson ki egyirányú elvezetés a töltést felvevő fém – dielektrikum – elvezető fém soron. Ugyanakkor az is kiderült, hogy a statikus töltés szigetelt vezetéken keresztül is vezethető, ha közben “nyomás” alatt áll, azaz egy irányból gerjesztést kap!

Hát egyelőre ennyit a „kétféle”, “pozitív” és “negatív” statikus elektromosságról (töltésről). Az ugyanis ezek után már bizonyos, hogy csakis egyféle létezik. És az sem nem pozitív, sem nem negatív, hanem megnövekedett mozgásmennyiségű, csak éppen láthatatlan, hogy mi is történt, ezért a jelenség félreérthető. (Éppen ezért félre is értették!) Csak ilyen csalafinta módon tudhatjuk meg, hogy csak a szerepek és az elektronok gerjesztési helye cserélődött fel. Azaz, mindig a gerjesztett elektronok hiánya, vagy a gerjesztés hiánya, vagy jelenléte, vagy gerjesztettsége hozza létre a jelenséget. Azaz – konvencionális szemlélettel szólva – mindig “negatív” elektromosság keletkezik, ha a negatív alatt az elektron gerjesztését értik. Csak éppen tudni kell honnan nézni. A rendszerlogika éppen ezért csak elektronhiányos és elektrontöbbletes, vagy gerjesztett és gerjesztetlen állapotokat ismer el. Nem csak az elektronok, de minden részecske tekintetében. Így nem lehet eltévedni a matefizika útvesztőjében.

Ezt érdemes még egy másik módon is bemutatni, hogy biztosan érthető legyen. Ha egy derékszögű koordináta rendszerben akarnánk ábrázolni a jelenséget, akkor a jelenség egyik fele sem kerülne a bal alsó (negatív-negatív) negyedbe, vagy a felette levő negatív-pozitív negyedbe, hanem az egész jelenség a jobb felső pozitív-pozitív negyedben zajlik. A nulla pont az adott helyen a kiinduló (alap) gerjesztettségi állapotot reprezentálja, és ahhoz képest minden változás (gerjesztés) csak pozitív lehet. Ez a mai kettős szemléletünkben nehezen érthető, mert a hőgerjesztési nullánk az abszolút nulla fokhoz kötődik, de a kísérleti nullánk mindig valahol a földi átlagos hőmérséklet körül van, hacsak mesterségesen mást nem hozunk létre. (Lásd Kelvin és Celsius skála.) Mivel a gerjesztést általában csak a hőgerjesztésre korlátozzuk a szemléletünkben, ebbe valahogy nem fér bele a dörzsölés, mint a gerjesztés egyik formája, amely ugyanúgy ábrázolható, mint a hőgerjesztés, még ha “elektromos” jelenség keletkezik is.

Összefoglalva: Ha tehát valamely testet megdörzsölünk, vagy más módon gerjesztünk, amelynek eddig nem volt “töltése”, akkor a “töltés” – akár  gerjesztésben, akár “energiatartalomban”, akár mozgásmennyiségben nézzük – pozitív irányú változás, mert hozzátettünk a test “energiatartalmához”, azaz, a mozgásmennyiségéhez. Ezért ennek az ábrázolása, és az ennél nagyobb, vagy kisebb “töltéseknek” az ábrázolása is, a derékszögű koordináta rendszer pozitív-pozitív negyedében jelenhet csak meg. Azaz, kizárólag pozitív elektromosság létezik, csak van kevésbé pozitív és erősebben pozitív is. A kevésbé pozitív viszont semmiképpen nem tekinthető negatívnak.

Az a tény, hogy nem létezik két különböző elektromos “töltés” (+ és -) nem jelenti azt, hogy ne létezne két különböző elektromos állapot. Alapesetben ugyanis létezik a gerjesztetlen és a gerjesztett állapot, amelyek között valóban létezik potenciálkülönbség. Ugyanis az a test, amelyik gerjesztett, nagyobb mozgásmennyiséget hordoz, mint az, amelyik a környezetével azonos, azaz a helyi nulla gerjesztettségi szintjén van. Ezért az elektromosan gerjesztett test és a gerjesztetlennek számító környezete között olyan potenciálkülönbség van, amely a kiegyenlítődés során elektromos jelenségeket hozhat létre. A potenciálkülönbség a rendszerlogikai világképben azt jelenti, hogy a gerjesztett test a megnövekedett mozgásmennyisége miatt rendelkezik azzal a “képességgel”, hogy mozgásával más testeket gerjesszen, azaz mozgásra bírjon azzal, hogy saját mozgása egy részét nekik átadja. (töltéskiegyenlítődés) Az, hogy az elektromos gerjesztés esetében ez a mozgás a test elektronjainak a nem helyváltoztató mozgásában van jelen, ezen semmit sem változtat.

De komolyra fordítva a szót, reméljük, hogy ezek a kísérletek még egy másik félreértést is eloszlattak. Azt az orbitális félreértést, hogy az anyaggal, ha „energiát közlünk” és ettől a mozgási sebessége megnövekszik, akkor a tömege növekszik meg, vagyis a tömeg energiává, az pedig tömeggé képes alakulni. Ez butaság, helyesebben vakság a valóságra. A tömeg nem nő meg csak akkor, ha tömeget adunk hozzá! A megnövekedett mozgásmennyisége a tömegnek azonban a gravitációval szembeni viselkedés során olyan hatást kelt – SÚLYNÖVEKEDÉST EREDMÉNYEZ – ami mértékében azonos azzal a hatással, amit a megnövekedett tömeg mutatna, ha valóban megnöveltük volna. Ettől azonban még nem kellene félreérteni. A SÚLY ugyanis nem más, mint a gravitáció hatásának mérhető mértéke a mozgásmennyiségen. (Akinek nem volna világos: a mozgásmennyiségben Newton óta benne van a tömeg is!)

És akkor még két, igaz közvetett bizonyíték arra, hogy helyesen látjuk az elektrosztatika jelenségeit. Ugyan a kísérletező elmék ezt már régen tudták, de előbb egy egyetemi professzornak is „fel kellett fedeznie”, hogy az azonos „töltések” két azonos méretű fémgömb között nem úgy viselkednek, ahogyan ő tanítja. Amikor vonzani kellene egymást, akkor taszítják, amikor taszítani kellene, akkor vonzzák egymást. És erről egy rangos tudományos szaklap számolt be nemrégiben (2012, május), mintha csodaszámba menne. Az tényleg csodaszámba megy, hogy egy fizika professzor hajlandó volt maga kipróbálni, és utána nem tagadta le a jelenség létét, ahogy általában szokták. Itt olvasható a magyar nyelvű híradás a “felfedezésről”: http://www.origo.hu/tudomany/20120531-elektrosztatika-elektromos-toltesu-femgombok-fizika-a-hasonloak-vonzak-egymast.html

Hasonló “felfedezésről” számol be egy másik egyetem hallgatója, aki a professzorával együttműködve két papírlap összedörzsölése esetében fedezte fel, hogy csak egyetlen fajta “elektromos töltés” létezik, és hogy az elektrosztatikában minden másképpen van, mint ahogyan tanítják. Persze, azonnal kitaláltak egy megoldást a jelenség magyarázatára, amely beleerőszakolható az elektromosság tudományos keretébe, de ez a tényen nem változtat. Azonos anyagú testeket összedörzsölve is létrejön a “töltés”, amely mindkettőn azonos “előjelű”. Ez pedig arra utal, hogy töltés nincs, csak gerjesztés, annak pedig nincs két előjelű változata. A cikk itt olvasható: http://scienceblogs.com/startswithabang/2011/06/29/static-electricity-isnt-what-y/

De visszatérve a statikus elektromosság jelenségeihez, még tisztába kell tennünk, hogy a gerjesztett elektronok mit is „csinálnak”. Az előbb már említettük, hogy lökdösődnek, azaz pörögve-forogva, lüktetve és rezegve folyton egymásnak ütköznek. Vegyük észre, hogy mozgásuk tökéletesen példázza a test felületéhez gravitációsan odanyomott, gerjesztett (meleg) gáz (levegő) részecskéinek hőmozgását. Az elektronok ekkor tényleg úgy viselkednek, mert a gerjesztéstől kapott mozgásuk miatt több helyet igényelnek, mint korábban. Ez a megdörzsölt test felszínéhez közelítve a kezünk hátát, érezhető is. Különösen, ha szőrös is a kezünk, szinte ki tudjuk tapogatni annak a térnek a határát a test felett, amelyet a hevesen mozgó elektronok kitöltenek (Éppen úgy, mint ahogy a mágneses teret le tudtuk tapogatni!).

Ez az, amit a konvencionális (ami nem jelent mást, mint hogy közmegegyezéses) matefizika „statikus elektromos erőtérnek” nevez, noha nem az. Ez a gerjesztett elektronok tere, és nem elektromos, különösen nem elektromágneses „erővonalak” vagy pláne „hullámok” által kitöltött tér. És valójában nem is statikus, csak annyiban, hogy az elektronoknak nincs olyan helyváltoztató, haladó mozgásuk, amivel elhagyhatnák ezt a burkot. Aki ennél többet akar az ilyen tér alakjából látni, az nézze meg azt a videót, amelyet az ISS űrállomáson vettek fel egy megdörzsölt kötőtű statikus elektromos teréről és a tér határán mozgó vízcseppekről az egyirányú gravitációtól mentes (izotróp) térben. Itt látható: http://www.youtube.com/watch?v=qHrBhgwq__Q

Ezen látható az is, hogy a Földön megtapasztalható egyirányú gravitációtól mentes (gömbgravitációs, azaz izotróp) térben a gerjesztett elektronok a földinél sokkal nagyobb és körszimmetrikus teret hoznak létre a hosszú műanyag kötőtű körül. Nem mellékesen megfigyelhetjük az elektromos csúcshatás (a térnek a csúcsnál való beszűkülése és csúcsirányban nagyobb kiterjedése) jelenségét is!

Összefoglalva: Tehát minden elektrosztatikus jelenséget az anyag (test) elektronjainak gerjesztett állapota, jelenléte, vagy hiánya, és többlete hoz létre, azaz a gerjesztett és gerjesztetlen, elektronhiányos vagy elektrontöbbletes állapot és ezek lehetséges variációi. Az elektronok a gerjesztést csak perdület és pulzáció formában veszik fel, helyváltoztató, haladó mozgásuk csak annyi van, amennyit az egymással való ütközések során szereznek. A jelenség létrejöttéhez nélkülözhetetlen a gravitációs áramlás nyomása, amely itt a Földön egy irányban torzítja a statikus tér alakját, a Földön kívül viszont egyenletesen, gömbszimmetrikusan hat minden test körül. (Minden odakerült test körül! Ezért tökéletes gömb ott a vízcsepp, de még a láng is!) A gerjesztett elektronok a test körül gerjesztett elektronburkot (elektron-teret) hoznak létre a gravitáció segítségével, amelyet anyagukkal és mozgásukkal gázszerűen töltenek ki. A burok annál nagyobb, minél több elektron van benne, és minél hevesebb azok mozgása. A burokban az elektronok mozgása analóg a gázok hőmozgásával. Ez az a tér, amely más hasonló terekkel „kölcsönhat”, amikor a határfelületükkel egymáshoz érnek. Ennél a buroknál távolabbra az „elektromos tér” nem képes hatni, kivéve a csúcshatás esetét, amely a csúcson közel duplájára növeli a hatótávolságot azzal, hogy a burkot megnyújtja. Tehát az elektromos hatás sem végtelen távolhatás, hanem nagyon is szűk határok közötti, testhez kötött helyi jelenség. Az „elektromos tér” belsejében az elektronok gerjesztett gázhoz hasonlóan viselkednek, és valójában is gerjesztett gázközegként értelmezhető a tér belseje. A sztatikus elektromos tér kizárólag a testek felszínén létrejövő jelenség, amely az anyag belsejébe nem hatol be.  

Egyelőre ennyit az új szemléletű elektromosság alapjait jelentő megfigyelésekből. És most kérdezzük meg magunktól, hogy eddig volt-e ennek a jelenségnek bármi köze is a mágnességhez. Felmerült-e, felmerülhetett-e egyáltalán? A válasz egyértelmű: eddig nem! De arra a kérdésre, hogy a kettő hat-e egymásra, a válasz egyértelműen igen. Kísérleti tapasztalat, hogy egy felfüggesztett mágnes azonnal elfordul, ha a fejünkön át lehúzott, sercegően elektromos pulóverünket közelítjük hozzá. A kérdés csak az, hogy azért-e, mert fém, azaz vezető, vagy azért-e mert mágneses. Annyi bizonyos (kísérleti tapasztalat), hogy ugyanígy tesz a felfüggesztett vörösréz rúd, szénrúd és az alumínium rúd is. Sőt, még az üvegrúd is! Tehát NEM a mágnesség miatt hatott a statikus elektromos tér a mágnesre is, hanem azért, mert fém, azaz vezető.

És mi ennek a tudásnak a gyakorlati haszna? Azon kívül, hogy megláttunk és megértettünk valamit a világ valós működéseiből, eddig legfeljebb annyi, hogy már magunk is le tudjuk vezetni, hogy a porcicák miért és hogyan keletkeznek a lakásunkban, és miért éppen itt, vagy ott szeretnek összegyűlni. Ott, ahol valami dörzsölődik valamihez. Még akkor is, ha azt a valamit nem látjuk, mert csak egy „élő” vezeték a falban, vagy egy működő elektromos berendezés a közelben. A belévitt gerjesztés miatt elhajigált és szintén gerjesztett elektronjait ugyanis a VEZETŐ test soha nem tudja visszaszerezni, mert eltávoznak, nem úgy, mint a statikus tér elektronjai. Éppen ez az egyik  különbség a vezetők elektromossága és  a szigetelők elektromossága között. Viszont a vezető helyettük képes felvenni olyan elektronokat a környezetéből, amelyek nem gerjesztettek. Azok pedig mind boldogan feléje áramlanak mindenfelől, hiszen “hiányos szegény, hát menjünk, segítsünk rajta”. Ez a kép is van olyan jó leírása a jelenségnek, mint a konvencionális magyarázat, csak éppen az nem igaz, amit most már pontosan tudunk. És ez is haszon.

Folytatása következik még több, soha nem látott statikus elektromos jelenséggel.

 
Hozzászólhat, vagy hivatkozhat erre a bejegyzésre.

Szóljon hozzá!

*

Motor: WordPress | Sablon: NewWPThemes | Fordítás, testreszabás: PagonyMedia