Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Разговоры на отвлеченные темы

Модераторы: morozov, mike@in-russia

potoksoznanya
Сообщения: 1113
Зарегистрирован: Вс фев 02, 2014 3:24

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#61   potoksoznanya » Чт дек 01, 2016 2:35

contrentrop писал(а):Теперь наоборот: обклеим стену пинг-понговскими мячиками, а швырнём баскетбольный мяч – отскок мяча будет весьма близок к закону «угол падения равен углу отражения.
Конус - из какого-нибудь лития, а газ - парЫ свинца или наночастицы какие-нибудь.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30000
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#62   morozov » Чт дек 01, 2016 3:07

Так, мысль пошла вразнос... шизофрения крепчает.
Книжки читать лень, решать задачу мозгов не хватает...

Впрочем ожидаемо.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30000
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#63   morozov » Чт дек 01, 2016 21:11

contrentrop писал(а):Предлагается устройство (способ) пропускающее молекулы (атомы) газа в одну строну и не пропускающее в обратную – диод для молекул. Принцип действия диода таков:

Рассмотрим рисунок 1. На нём изображён пустотелый конус в осевом сечении с открытым раструбом. Со стороны раструба пустим в него частицу в произвольном направлении. Легко видеть, что после каждого отражения от внутренней поверхности конуса, следующий угол падения будет меньше предыдущего. Таким образом, после нескольких отражений частица, летящая в конус, вылетит обратно.
Теперь у конуса срежем вершину, создав в нём отверстие, как показано на рисунке 2, и пустим в него частицу. Легко видеть, что любая частица, залетающая в это отверстие, гарантированно пролетает диод и не возвращается обратно.

Таким образом, мы получаем устройство, могущее пропускать молекулы газа преимущественно в одну сторону. Не обязательно чтобы все до единой молекулы проходили через диод со стороны входа и все до единой не проходили диод со стороны выхода. Достаточно, если будет хоть какой-то перевес числа молекул, идущих в прямом направлении, над идущими обратно. Хотя бы в доли процента.

Возникает возражение: у усечённого конуса площадь входа меньше площади выхода, следовательно, на выход с обратной стороны падает больше молекул, чем на вход. Часть из них отражается в диоде, а часть всё-таки пролетает диод в обратном направлении и их число равно числу «прямолетящих» молекул.
Докажем, что это не так. Доказательство первое. Рассмотрим рисунки 3 и 4. Всё, как водится, идеальное. Размер входного отверстия устремим к нулю. Легко видеть, что в прямом направлении пролетают все молекулы падающее на вход – в угловом секторе 180 градусов. Пролететь диод обратно могут только молекулы из углового сектора Б. Их меньше. Стало быть: диод работает.

Доказательство второе. Рисовал я диод на бумаге в клеточку (рисунок 5). Выбрал размеры: диаметр входа – 4 см, диаметр выхода – 16 см, угол раструба – 20 градусов от оси диода, высота диода получилась – 16,5 см. Выбрал на линии входа 17 точек (по одной клеточке) от края до середины. Из каждой точки направлял «молекулы» на диод (две линейки: первая падающий луч, вторая – отражённый) в угловом секторе 180 градусов. Смотрел куда летит отражённая «молекула» и отмечал угловой сектор падающих молекул, которые пролетали диод в обратном направлении. Транспортиром измерял углы. Получилось во всех 17 точках примерно одинаково: угловой сектор из которого молекулы пролетают диод в обратном направлении – примерно равен 25 градусов. Все остальные молекулы – из сектора 155 градусов - от диода отражались. Получается, что при данной форме диода, в плоском сечении, примерно 15 процентов молекул пролетают диод в обратном направлении – остальные отражаются. На выход падает в 4 раза больше молекул, чем на вход – получается, что назад пролетит примерно 60 процентов молекул от числа «прямолетящих». Такие числа получаются в плоском сечении. Такие же числа получатся, если диод сделать в виде длинной щели – площади входа и выхода будут отличаться так же, как ширина входа и ширина выхода. То есть: диод, опять-таки, работает. Это легко при желании проверить самостоятельно. Считаю, что доказательства неравновесности числа молекул «туда и сюда» вполне достаточные.

Самым наглядным и убедительным доказательством неравенства числа «прямолетящих» и «обратнолетящих» молекул считаю компьютерную модель диода. Нужно составить программу, которая бы считала «прямолетящие» и «обратнолетящие» молекулы при любых формах диода. Я программировать не умею. Умеющие программировать и заинтересовавшиеся диодом, - действуйте.

Несложно догадаться где и как его можно использовать.
Первое:
Сосуд с газом перегораживаем перегородкой с диодами (рисунок 6) и по обе стороны перегородки, в результате действия диода, самопроизвольно устанавливается разность концентраций и, соответственно, давлений, которую мы можем превратить в работу. Вследствие отбора энергии из системы в виде работы, система будет непрерывно охлаждаться и, соответственно, непрерывно будет поглощать теплоту из окружающей среды, превращая её затем в работу. Типичный ВД2.
Второе:
В результате работы диода, по обе стороны пластины с диодами самопроизвольно создаётся разность давлений – подъёмная сила (рисунок 7). Что даёт возможность создания летательных аппаратов. Хотя бы и ковра-самолёта.

Обсудим теперь детали.
Первое.
Чтобы диод заработал, нужно, чтобы молекулы внутри него не сталкивались друг другом, иначе будут искажаться траектории молекул, определяемые законом – угол падения равен углу отражения. Этого можно достичь, если диод сделать очень маленьким, сопоставимым с длиной свободного пробега молекул. Трудновато, но в современной технике возможно: размер отдельных элементов в микросхеме достигает 1 мкм, длина свободного пробега молекул примерно такая же. К тому же длину свободного пробега можно неограниченно увеличивать, расширяя газ. То есть, это проблема разрешима современной техникой. Диоды можно будет, например, прожигать лазером в алюминиевой плёнке или делать методом фотолитографии, как микросхемы.

Второе.
Сам диод сделан из трясущихся атомов, следовательно, его поверхность корявая и отражения по закону «угол падения равен углу отражения» не получится. Разумеется, этот фактор сильно исказит работу диода. Для уменьшения этого искажения можно подобрать газ из крупных молекул –существенно крупнее атомов самого диода. Что-то органическое – у органики молекулы крупные. Тогда поверхность, состоящая из маленьких атомов, будет примерно ровной в сравнении с крупными молекулами газа.

Можно добавить, что конус – не единственная форма для диода. Их можно придумать – множество: комбинация конусов, щели, кольца и т.д. Например, рисунки 8 и 9 – здесь подобрана одинаковость площадей входа и выхода. Для тех, кто не верит в неравновесность диода при разных площадях входа/выхода – можно обсудить эту форму диода. Хорошо бы их все испытать на компьютерной модели. Пока всё

РС: Рисунки тут: (и в посте №6)

http://i84.fastpic.ru/big/2016/1122/02/ ... 056202.jpg
Есть возможность выставить тему во вновь открытом разделе альтернативы
http://phys.wiki-wiki.ru/forum/index.php?showforum=40
Админ настроен демократичною. На фоне полного отстоя Ваша тема будет выглядеть почти научной. Успехов.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#64   contrentrop » Чт дек 01, 2016 22:14

morozov писал(а):Вот когда увижу решение, тогда поговорим и об ошибках.
Смотрите. Вот решение первое:
contrentrop писал(а): Доказательство первое. Рассмотрим рисунки 3 и 4. Всё, как водится, идеальное. Размер входного отверстия устремим к нулю. Легко видеть, что в прямом направлении пролетают все молекулы падающее на вход – в угловом секторе 180 градусов. Пролететь диод обратно могут только молекулы из углового сектора Б. Их меньше. Стало быть: диод работает.
А вот решение второе:
contrentrop писал(а): Доказательство второе. Рисовал я диод на бумаге в клеточку (рисунок 5). Выбрал размеры: диаметр входа – 4 см, диаметр выхода – 16 см, угол раструба – 20 градусов от оси диода, высота диода получилась – 16,5 см. Выбрал на линии входа 17 точек (по одной клеточке) от края до середины. Из каждой точки направлял «молекулы» на диод (две линейки: первая падающий луч, вторая – отражённый) в угловом секторе 180 градусов. Смотрел куда летит отражённая «молекула» и отмечал угловой сектор падающих молекул, которые пролетали диод в обратном направлении. Транспортиром измерял углы. Получилось во всех 17 точках примерно одинаково: угловой сектор из которого молекулы пролетают диод в обратном направлении – примерно равен 25 градусов. Все остальные молекулы – из сектора 155 градусов - от диода отражались. Получается, что при данной форме диода, в плоском сечении, примерно 15 процентов молекул пролетают диод в обратном направлении – остальные отражаются. На выход падает в 4 раза больше молекул, чем на вход – получается, что назад пролетит примерно 60 процентов молекул от числа «прямолетящих». Такие числа получаются в плоском сечении. Такие же числа получатся, если диод сделать в виде длинной щели – площади входа и выхода будут отличаться так же, как ширина входа и ширина выхода. То есть: диод, опять-таки, работает. Это легко при желании проверить самостоятельно. Считаю, что доказательства неравновесности числа молекул «туда и сюда» вполне достаточные.
Ну и какие тут ошибки?

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#65   contrentrop » Чт дек 01, 2016 22:17

potoksoznanya писал(а):
contrentrop писал(а):Теперь наоборот: обклеим стену пинг-понговскими мячиками, а швырнём баскетбольный мяч – отскок мяча будет весьма близок к закону «угол падения равен углу отражения.
Конус - из какого-нибудь лития, а газ - парЫ свинца или наночастицы какие-нибудь.
Это не принципиально. Полагаю, поняли, что эта проблема решаема?

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#66   contrentrop » Чт дек 01, 2016 22:22

morozov писал(а): Есть возможность выставить тему во вновь открытом разделе альтернативы
http://phys.wiki-wiki.ru/forum/index.php?showforum=40
Админ настроен демократичною. На фоне полного отстоя Ваша тема будет выглядеть почти научной. Успехов.
Уже выставил. Тот форум мёртвый: за 2 недели ни одного ответа и пара просмотров. В своё время умертвили тот форум неумной модераторской политикой. Теперь никак реанимировать не могут. А раньше уж как там всё кипело и бурлило....

potoksoznanya
Сообщения: 1113
Зарегистрирован: Вс фев 02, 2014 3:24

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#67   potoksoznanya » Пт дек 02, 2016 5:38

Первое моделирование показало следующее.
Да, действительно, в первые мгновения со стороны широкого конца молекул действительно больше. Но очень быстро концентрации выравниваются.

Изображение

Я полагаю, что дело в следующем. Пока молекулы, попадающие на диод, имеют круговую индикатрису скоростей, т.е. пока для них все направления равновероятны - Ваши рассуждения верны.

Но как только к диоду возвращаются молекулы, пролетевшие через него и отразившиеся от стенки сосуда - распределение скоростей уже перестаёт быть равновероятным по всем направлениям. И Ваши рассуждения перестают быть верными (Вы же их приводите, исходя из равновероятного распределения скоростей по направлениям).

Аватара пользователя
Коллега из Тамбова
Сообщения: 2427
Зарегистрирован: Чт окт 11, 2012 23:31
Откуда: с Воркуты

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#68   Коллега из Тамбова » Пт дек 02, 2016 11:28

contrentrop писал(а):
morozov писал(а): Есть возможность выставить тему во вновь открытом разделе альтернативы
http://phys.wiki-wiki.ru/forum/index.php?showforum=40
Админ настроен демократичною. На фоне полного отстоя Ваша тема будет выглядеть почти научной. Успехов.
Уже выставил. Тот форум мёртвый: за 2 недели ни одного ответа и пара просмотров. В своё время умертвили тот форум неумной модераторской политикой. Теперь никак реанимировать не могут. А раньше уж как там всё кипело и бурлило....
Очень показательное выступление дружища contrentrop, господа форум. Посла высокоразвитой цивилизации Ивана Васильевича Пономаренко любезно пригласили на студенческий форум физфака МГУ, в то время как года два назад нас обеих выгнали со студенческого форума как собак и постирали наши темы. Мы конечно вернулись на этот форум но он вялый какой-то. Студентов физфака физика не интересует. Они уже поняли свою ошибку. Не надо было поступать на физфак - это такая тягомотина и перспективы никакой - разве что преподавать физику в средних школах, но там ещё классика сохранилась, чтобы преподавать там не обязательно МГУ заканчивать.

Господа форум, приглашение альтов на форумы ортодоксов, говорит о кризисе ортодоксальной физики, особенно её теоретической ветки, и в других ветках возникли много сложностей, т.к. накоплено много ошибок в основах.
Свободы сеятель пустынный,
Я вышел рано, до звезды.
Рукою чистой и безвинной
В порабощённые бразды
Бросал живительное семя.
Но потерял я только время,
Благие мысли и труды...

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#69   contrentrop » Пт дек 02, 2016 22:41

potoksoznanya писал(а):Первое моделирование показало следующее.
Да, действительно, в первые мгновения со стороны широкого конца молекул действительно больше. Но очень быстро концентрации выравниваются.

Изображение

Я полагаю, что дело в следующем. Пока молекулы, попадающие на диод, имеют круговую индикатрису скоростей, т.е. пока для них все направления равновероятны - Ваши рассуждения верны.

Но как только к диоду возвращаются молекулы, пролетевшие через него и отразившиеся от стенки сосуда - распределение скоростей уже перестаёт быть равновероятным по всем направлениям. И Ваши рассуждения перестают быть верными (Вы же их приводите, исходя из равновероятного распределения скоростей по направлениям).
Не понял, что на картинке? Где тут диод? Почему одни шарики синие, другие белые? Газ в вашем моделировании был бесстолкновительным? Стенка мешает - отодвиньте её.

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#70   contrentrop » Пт дек 02, 2016 22:44

Уважаемый Морозов! Почему моя тема не поднимается наверх после новых сообщений???? Техническая проблема какая-нибудь????

potoksoznanya
Сообщения: 1113
Зарегистрирован: Вс фев 02, 2014 3:24

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#71   potoksoznanya » Сб дек 03, 2016 0:39

contrentrop писал(а):Не понял, что на картинке? Где тут диод? Почему одни шарики синие, другие белые? Газ в вашем моделировании был бесстолкновительным? Стенка мешает - отодвиньте её.
Диод - это конструкция из красных шариков в центре картинки. В середине её - конус. Моделирование проводилось в трёхмерии, поэтому в такой проекции сам конус не виден. Моделируемая система окружена отражающими стенками. Изначально с одной стороны диода были синие шарики, с другой стороны - белые. Для наглядности. Атомы газа - взаимодействовали, но длина их свободного пробега была сопоставима с размером моделируемой системы.

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#72   contrentrop » Сб дек 03, 2016 1:03

potoksoznanya писал(а):
contrentrop писал(а):Не понял, что на картинке? Где тут диод? Почему одни шарики синие, другие белые? Газ в вашем моделировании был бесстолкновительным? Стенка мешает - отодвиньте её.
Диод - это конструкция из красных шариков в центре картинки. В середине её - конус. Моделирование проводилось в трёхмерии, поэтому в такой проекции сам конус не виден. Моделируемая система окружена отражающими стенками. Изначально с одной стороны диода были синие шарики, с другой стороны - белые. Для наглядности. Атомы газа - взаимодействовали, но длина их свободного пробега была сопоставима с размером моделируемой системы.
Предлагаю сначала смоделировать простейший случай – плоский. И газ полностью бесстолкновительный. Молекулы сталкиваются только со стенками сосуда (которые надо отодвинуть подальше от диода) и с диодом. На картинке никак не похоже, что длина пробега сопоставима с размером диода – слишком густо молекулы располагаются. Угол раствора какой задан? Предлагаю 20 градусов от перпендикуляра. И отношение ширины входа и выхода в 4 раза. Ну как у меня во втором доказательстве. Потом можно постепенно накрутки разные добавлять.

potoksoznanya
Сообщения: 1113
Зарегистрирован: Вс фев 02, 2014 3:24

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#73   potoksoznanya » Сб дек 03, 2016 1:17

Радиус меньшего основания конуса был 1 у.е., а большего - 4 у.е., высота конуса - 6 у.е. Т.е. получается, что угол был 27 градусов. (У.е. составляла 3.4 ангстрема).

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#74   contrentrop » Вс дек 04, 2016 22:41

potoksoznanya писал(а):Радиус меньшего основания конуса был 1 у.е., а большего - 4 у.е., высота конуса - 6 у.е. Т.е. получается, что угол был 27 градусов. (У.е. составляла 3.4 ангстрема).
И ещё моё мнение насчёт модели, если у вас интерес к ней не пропал.
Размер диода, установленный вами, порядка нескольких ангстрем. Длина свободного пробега молекул около 1 мкм. 1 ангстрем от 1 мкм отличается в 10 000 раз. На вашей же картинке расстояние между молекулами сильно меньше размера диода. Стало быть, внутри диода молекулы сталкиваются, их траектории ломаются.

Растащить молекулы в 10 000 раз без потери наглядности в этой модели, конечно, не получится. Поэтому обязательно газ нужно сделать бесстолкновительным - пусть молекулы пролетают сквозь друг друга. Сами молекулы нужно сделать маленькими белыми точками – больших шаров не надо - тогда будет заметна разность концентраций. И всё это на плоской модели. Сам диод тоже из ровных идеальных стенок.

potoksoznanya
Сообщения: 1113
Зарегистрирован: Вс фев 02, 2014 3:24

Re: Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#75   potoksoznanya » Пн дек 05, 2016 0:04

Изначально Вы говорили, что нужно, чтобы молекулы внутри диода не сталкивались, т.е. чтобы длина свободного пробега была больше размера диода. Т.е. если диод - 20 ангстрем, то и длина пробега должна быть такой же.
Вообще, для воздуха при н.у. длина пробега - 0.07 мкм.
На рисунке - трёхмерная система. Т.е. атомы, кажущиеся расположенные рядом - на самом желе могут быть разнесены по 3-й координате. И размер шариков на картинке - условный.

Для моделирования использовалась одна из известных программ молекулярной динамики. Фактически задача была - изучать эту программу. Ну и попутно - выяснить, где в Ваших рассуждениях - ошибка.

Думаю, в Вашей идее всё ещё есть определённый потенциал.
У меня есть кое-какие идеи по поводу развития Вашего диода.
Но делиться здесь ими с израильским шпионом Морозовым - я не собираюсь!

Ответить

Вернуться в «Оффтопик»