标量波的理论和实验
---Ing. Konstantin Meyl 教授
简介:
本文将介绍标量波。尽管这种波迄今为止仍然没有被注意,但是它具有一些特殊属性,这在信息传递和能量技术上是十分有用的。实验结果支持数学和物理的推导结论。实验显示以下几点结论:
1、无线能量传输
2、接收器对发射器的反射过程
3、获得能效比约为3的自由能量
4、标量波的波速约为光速的1.5倍
5、法拉第笼对标量波无法屏蔽
特斯拉辐射:
这里有五个特殊的科学实验,这些实验和书本上的经典理论不相容。跟随我的文章,我将向你介绍纵波的传输。
这是历史性的实验,因为100年以前,尼古拉特斯拉已经测量过同样的波的属性,和我一样。追根溯源,特斯拉在1900年[1]发表了无线能量传输的文章。他已经发现接收的能量比发射的能量多,他将其成为“放大传输器”。
依照特斯拉观测到的效应,根据他当时的测量仪器,他发现地球的共振频率是12Hz。既然依照光速传播的舒曼波是7.8Hz,特斯拉下定结论,他的纵波是光速的1.5倍[2]。作为电热疗法的奠基者,特斯拉已经指出了其生物学效应和在医疗上的可能用途。然而直至今天,基于特斯拉辐射的电热疗法依然没有得到应有;后人使用了一种错误的波,它在医疗上几乎没有什么重要性。
特斯拉发现的纵波被否定并且再也没有在课本上提到。这里有两个原因:
1、没有任何一个高校成功重建一台“放大发射机”,这仅仅是因为花费太大。因此,结果
没有被重复,也没有得到立刻的承认。我使用现代电子技术解决了这个问题,方法是利用函数信号发生器代替了火花隙,同时使用2-4V的低电压代替了高电压。我卖这套实验设备以便其他人很容易复制。它适合演示这个实验并且已经卖出了100多套。一些大学已经能够确认这个效应。测量的效率结果在140%到1000%之间。
2、这个重要的发现没有被发现的另一个重要原因是,没有合适的场描述方程。在某种程度
特斯拉实验
上,麦克斯韦方程只能描述横波,在横波里,场只能指向振荡传播方向的垂直方向。如图1。
图1  波方程的矢量部分(源自麦克斯韦方程)
中国电子迷注:      t D J H ∂∂+=×∇→    (全电流安培定理)
t B E ∂∂−=×∇→
(法拉弟定理) 波方程的推导:  2()E E E →
→∇×∇×=∇∇•−∇→
所以,
2()E E E →→∇=∇∇•−∇×∇×→0(即图1的方程)                常规认为,不考虑源的情况下,()E →
∇∇•=,所以,上式简化为亥姆亥兹方程:                  2
2221E E c t →
∂∇=∂G  22221B
B c t ∂∇=∂K K
这显然是数理方程中所讲的波动方程。 现在的问题是,(E →)∇∇•是否在任何条件下都恒等于0?
波方程
通过使用拉普拉斯算子,根据矢量分析的规则,著名的波方程可以分成两个部分:即源自麦克斯韦方程的矢量部分(E →∇×∇×),以及标量部分(()E →∇∇•),因为场的散度指针是一个标量。我们不得不问自己,什么样的波具有这个属性?如何才能发现这个标量波?
图2  波方程的标量部分描述纵波(等离子波)
如果我们从一个标量势ϕ推导场矢量,这将立刻导致一个不同的波方程,称之为等离子波。其解正如大家所知,就像一个电子的等离子波,这是电子密度的纵波振荡(Langmuir 波)。
涡漩模型
特斯拉的实验和我的恢复历史的工作揭示了更多的事实。这样的纵波在真空中没有等
离子体的地方也明显存在。那么问题就是,在这种情况下,使用什么样的E的散度可以描述?脉冲如何经过,才能导致纵驻波的形成?在没有离子存在的情况下,一个波该如何振动,才能导致互相之间的推动?
我已经解决了这些问题,通过推广麦克斯韦的关于电场的涡漩场理论。由于粒子具有纵振动波的特性,这些可以称之为势的涡漩能够形成结构并在空间传播。这个模型的概念基于亥姆亥兹的环状涡漩模型,开尔文使之流行。在我的书中[3],数学和物理的推导方法已经被描述。
为了避开场理论描述的困难性,每个物理学家首先寻一个传统的解释。他使用了两种方法:
共振电路的解释
特斯拉向开尔文爵士提出了他的实验,他是在100年前即说过涡漩传输的人。在开尔文的观念中,这毫无疑问是辐射波以外的另一种波。他清楚地认识到,每一种关于无线电技术的解释都是错误的,因为导致场线的是完全不同的另一种东西。
假定有一个共振电路,由电感和电容组成:
图3  开放共振电路解释
如果电容的两个极板被分开,在极板中有场线流过。场线从发射器流出,在接收器端重新合拢。在这种情况下,有一个非常松的耦合和更高的效率。在这种情况下,确实会有一些效应可以被解释,但这不是全部。
电感被分为两个空气变压器,这两部分是完全相同的。如果输入一个正弦电压给发射端,在接收端立刻被变压。输出端电压应该小于或者最大等于输入电压----但是,它明显要大!
可以使用交流图表法进行计算。但是毫无疑问,测量出来的结果是,在接收端的发光二极管更亮(U>2V olt)。与此同时,在对应的发射端,发光二极管却不亮(U<2V olt)!这个实验可以交换发射段和接收端再试。
测量出的效率是1000%。如果能量守恒定律没有被打破,那么剩下的一个解释是:开放电容提取了环境能量。不用考虑模型计算的误差,传统的计算没有超过90%。即使没有计算也有更多可以做。
需要考虑振荡场,因为球形电极在接近7MHz的频率下运行。它们处于共振状态。共振的条件是:确定频率和反相。传输器明显调制了它的环境场,接收器则接收了满足共振条件的一切。
在信号传输的相速度上,共振电路的解释失败了。但是高频工程师们仍然使用他们熟悉的语言给出了另
一种解释。
近场解释
天线效应的近场被测量,一方面这种效应很难被理解,因为它几乎消失在常规的场理论中。另一方面,对我来说这种现象和标量波非常接近。每个人都知道一个实际的物理应用:例如,在百货商店的入口处,顾客总要通过标量波监测器。
在我的实验中,发射器适合进行神秘的近场探测。特斯拉也经常工作于近场探测。如果有人问这方面的原因,将会发现近场效应并没有其它特殊的,它就是波方程的标量波部分。我的解释如下:
高频振荡的天线电荷形成了纵驻波。因此,在近场探测区赫兹偶极子是纵波标量场。下图清楚地显示了旋涡的形成和它们是如何离开偶极子的。
图4 离开电场线的偶极子
和天线杆中的电荷一样,电流和电压的相位角相差90度。近场的电场和磁场相位也相差90度。然而到远场,这个相位角变为零。我的解释是,旋涡被打破,它们被衰减,横波开始形成。