El hecho de que se piensa que los electrones son los principales portadores de carga donde está involucrada una corriente eléctrica da como resultado la idea errónea comúnmente sostenida de que el flujo de electricidad a través de un cable se asemeja a un tubo lleno de pelotas de ping pong, cuando se da la última bola en el tubo Al empujar la primera bola sale en una especie de efecto dominó. De hecho, los electrones dentro del cable están separados por grandes distancias y la distancia entre un electrón y otro en los espacios intersticiales del conductor es enorme. Una aproximación sería que sería como tratar de golpear una bola de billar con otra desde una distancia de 250,000 km. ! Por lo tanto, la teoría de la pelota de ping pong se puede descartar de una vez por todas. Además, mientras la velocidad de los electrones libres en un conductor se aproxima a [matemática] 2.2 \ veces 10 ^ 5 [/ matemática] m / s, pero una vez que se establece una diferencia de potencial a través de los extremos del cable y una corriente comienza a fluir a la velocidad de ¡los electrones libres en el conductor se ralentizan a aproximadamente [matemáticas] 10 ^ {- 3} [/ matemáticas] cm / seg! Hacer que la teoría de la pelota de ping pong de una corriente eléctrica sea aún más improbable. Aquí está la teoría actual para la propagación de electricidad en un circuito:
El mecanismo de transporte de energía a través de un medio implica la absorción y reemisión de la energía de las ondas por los átomos del material. Cuando una onda electromagnética incide sobre los átomos de un material, la energía de esa onda se absorbe. La absorción de energía hace que los electrones dentro de los átomos experimenten vibraciones. Después de un corto período de movimiento vibratorio, los electrones vibrantes crean una nueva onda electromagnética con la misma frecuencia que la primera onda electromagnética. Si bien estas vibraciones ocurren solo por un tiempo muy corto, retrasan el movimiento de la onda a través del medio. Una vez que la energía de la onda electromagnética es reemitida por un átomo, viaja a través de una pequeña región del espacio entre los átomos. Una vez que alcanza el siguiente átomo, la onda electromagnética es absorbida, transformada en vibraciones electrónicas y luego reemitida como una onda electromagnética. Mientras que la onda electromagnética viajará a una velocidad de [matemáticas] c (3 \ veces 10 ^ 8 [/ matemáticas] m / s) a través del vacío del espacio interatómico, el proceso de absorción y reemisión genera la velocidad neta de la onda electromagnética sea menor que c.
Aunque es tentador creer en tal escenario, no encaja con los hechos como se los conoce. Max Planck había demostrado convincentemente la naturaleza de la partícula de la luz en la que cada partícula tiene una energía distintiva. La energía de una ola es, por su propia naturaleza, dispersiva, no es posible hablar de niveles de energía individuales. Además, en cada caso (fuera de un conductor eléctrico), se ha observado que el fotón es el mediador de energía para el electrón. El electrón media sus niveles de energía a través de la absorción y emisión de fotones. Por ejemplo, Max Planck en sus experimentos con la radiación del cuerpo Blacxk (calor y luz) descubrió que todo el calor y la luz estaban mediados por fotones. ¿Cómo, entonces, se puede hacer una excepción en el caso de una corriente eléctrica?
- ¿Qué es matemáticamente una pseudo-partícula?
- ¿Es decir 'la absorción de energía tiene lugar en unidades discretas de hv' equivalente a decir 'la luz consiste en partículas, cada una de las cuales es energía hv'?
- ¿Por qué necesitamos la naturaleza ondulatoria de la luz para tener interferencia o difracción? ¿Qué pasaría si consideramos la naturaleza fotónica de la luz?
- Si la antimateria explota cuando entra en contacto con la materia, ¿no sería imposible almacenarla ya que estaría tocando las partículas de aire? Sería tocar oxígeno y nitrógeno, ¿verdad?
- ¿Qué le puede pasar a un fotón en el vacío? ¿Interactuará con partículas virtuales?
La pregunta aquí es ¿por qué usar el concepto de onda electromagnética para transmitir energía eléctrica de un electrón a otro? ¿Por qué no utilizar la emisión y absorción de fotones? La respuesta a esto es irónica, la física clásica muestra que un electrón libre que se mueve en un conductor no podría hacer frente a las fuerzas de retroceso a las que daría lugar la emisión o absorción de un fotón. Por lo tanto, la emisión o absorción de un fotón por un electrón libre dentro de un conductor está prohibido. Sin el beneficio del núcleo masivo contra el cual retroceder un electrón libre no se puede hacer frente a las fuerzas de retroceso que conllevaría la emisión o absorción de un fotón. De ahí el uso de una onda electromagnética para transmitir una corriente eléctrica.
Sin embargo, existe una solución por la cual sería posible que los electrones libres en un conductor emitan y absorban fotones.
La explicación más aceptable es que los electrones libres pueden emitir y absorber fotones debido al principio de incertidumbre de Heisenberg aplicado al tiempo y la energía:
[matemáticas] \ Delta E \ Delta T \ ge h [/ matemáticas]
Una consecuencia del Principio de incertidumbre de Heisenberg es que podemos tomar en serio la posibilidad de la existencia de procesos que no conservan la energía, siempre que exista la cantidad por la cual no se conserva la energía, [matemáticas] E_ {violación} [/ matemáticas], existe para un tiempo menor que [matemáticas] t = h / 4πE_ {violación} [/ matemáticas]. Por lo tanto , es posible que un electrón libre emita un fotón siempre que reabsorba inmediatamente ese fotón en un tiempo extremadamente corto del orden de [math] 10 ^ {- 15} [/ math] s. La teoría del éter de la Gestalt afirma que así es como se forman los campos electromagnéticos, un electrón libre dentro del conductor emite un fotón, pero para evitar la violación de las leyes de conservación de la energía, el mismo electrón debe reabsorber el fotón dentro del tiempo estipulado de [matemáticas] 10 ^ {- 15} [/ matemáticas] s. De la misma manera que los fotones que se emiten necesitan ser reabsorbidos por un electrón que necesita el nivel de energía correcto, la fuente más cercana de dichos electrones se encuentra dentro del conductor. Las condiciones en un cable a temperatura ambiente son caóticas, ¡a menudo el electrón que emitió originalmente el fotón ya ha absorbido otro fotón antes de que el fotón emitido pueda reabsorberse! Si esto sucede, el fotón original abandona el conductor y vuelve en círculos para ser absorbido por otro electrón. Es por eso que las líneas de fuerza se forman alrededor de un conductor. Cuando un electrón libre emite un fotón dentro de un conductor, debe reabsorberse de inmediato, a menudo la ruta más corta es salir del conductor y volver en círculo, cuando esto sucede, los fotones del éter del ‘fotón virtual’ están presentes en todo el Universo. , se alinean en la dirección de propagación del fotón real dando como resultado las líneas de fuerza distintivas vistas alrededor de un conductor. Este modelo explica perfectamente la regla de corriente de la mano derecha en un cable.
Visto en una línea de tiempo, sería como sigue: en t1, el electrón libre e1 emite un fotón. En cuyo caso, mediante la conservación del momento, e1 experimentará un retroceso en la dirección opuesta del fotón emitido. (c) En algún momento t2, menos de [matemáticas] h / 4πE_ {violación} [/ matemáticas]
(y antes de que pueda producirse el retroceso), el electrón e1 reabsorbe el fotón de tal manera que la energía total del electrón e1 sea igual a lo que era antes del estado virtual intermedio. En el segundo escenario en t1, el electrón e1 emite un fotón. En cuyo caso, mediante la conservación del momento, e1 experimentará un retroceso en la dirección opuesta del fotón emitido. En algún momento t2, menos de [matemáticas] h / 4πE _ {violación} [/ matemáticas]
(y antes de que pueda producirse el retroceso), el fotón sale del conductor y vuelve a entrar y es absorbido por el electrón e2, que también ha emitido un fotón, mientras que el electrón e1 absorbe un fotón emitido por otro electrón libre en el mismo período de tiempo. Estas transacciones tienen lugar de tal manera que la energía total del electrón e1 y el electrón e2 es igual a lo que era antes del estado virtual intermedio. Todavía mirando la línea de tiempo y aplicándola a situaciones reales, por ejemplo, corriente en un cable, se encuentra que la estipulación de tiempo de [matemática] 10 ^ {- 15} [/ matemática] s. Se puede cumplir fácilmente.
Por lo tanto, aquí se avanza la teoría de que la explicación existente de cómo fluye una corriente en un conductor no es satisfactoria y se propone una explicación adecuada de cómo se propaga la corriente en un cable, incluida una explicación para la formación de líneas de fuerza.
