Доказазательство

[Радиоэлектроник]

В статье представлено фундаментальное исследование, направленное на развитие теории энергетических процессов в физике.

1. Доказательство расширенного закона Джоуля – Ленца

1.1. Введение: кризис концепции "энергии" и необходимость иерархии

Современная физика оперирует понятием «энергия» как универсальной скалярной величиной, способной переходить из одной формы в другую: кинетической, потенциальной, электрической, тепловой и т.д. Однако при глубоком анализе становится очевидным, что энергия не является однородной сущностью, а представляет собой иерархию уровней, каждый из которых имеет собственный физический смысл, базовую величину и механизм релаксации. В данной работе предлагается теорема об иерархии уровней энергий, построенная на основе физических аналогий. Теорема рассматривает рекуррентность закона Джоуля – Ленца и достраивает его до расширенного закона Джоуля–Ленца.

1.2. Основа построения: рекуррентная структура физических законов

Рассмотрим закон Джоуля–Ленца в форме:



τ – время (с);
I – электрический ток (А);
U – электрическое напряжение (В);
E – тепловая энергия (Дж).

Эта форма подсказывает рекуррентную структуру, в которой можно выделить ступени построения физических величин, каждая из которых является интегралом предыдущей по времени.


1.3. Доказательство иерархии через аналогии релаксационных процессов и закон Джоуля - Ленца

С позиции аналогий τ (время) признаётся как базовый параметр, а I и U по аналогии - потенциалы. Потенциал I относится к магнетизму. Потенциал U относится к электричеству. В качестве подтверждения потенциалов используются законы релаксации. Напишем известные законы релаксации для магнетизма, электричества и тепла.
Для спада или установления магнитного поля – закон о самоиндукции:



где RE – электрическое сопротивление;
L – индуктивность;
I – электрический ток.

Для заряда или разряда конденсатора – закон о релаксации электрического заряда:



где RE – электрическое сопротивление;
CE – электрическая ёмкость;
U – электрическое напряжение.

Для нагревания или  остывания тела – закон Ньютона-Рихмана:



где CΘ – теплоёмкость;
S – теплопроводность;
α – коэффициент теплоотдачи;
ΔT – температурный напор.

Далее перейдём к закону Джоуля –Ленца.




Формула разбивается на последовательные ступени.
Первая ступень - базовый параметр – время  τ .



Вторая ступень – это электрический заряд:



Потенциал I во второй ступени присутствует в формуле закона самоиндукции.  И третья ступень - сам закон Джоуля-Ленца:




В качестве сомножителя добавляется потенциал U, как характеристика электрической энергии. Этот потенциал присутствует  в законе релаксации электрического заряда.
Закон Джоуля -Ленца , как и все ступени имеет рекуррентную форму. В левой части - тепловая энергия. Если двигаться дальше, и разрабатывать четвёртую ступень, то в правой части в качестве сомножителя должен появится "потенциал тепловой энергии". В современной физике  такого потенциала  нет,  но он есть в релаксации тепла - в законе Ньютона-Рихмана.



И этот потенциал – ΔT.

Закон рекуррентности для закона Джоуля - Ленца: Тепловая энергия обозначена  в формуле слева. Значит, при проектировании четвёртой ступени, в правой части формулы должен появится потенциал тепловой энергии.

Из закона Ньютона-Рихмана следует, что  следующий потенциал, для 4-й ступени будет ΔT . То есть 4-ю ступень мы достраиваем по физическому смыслу левой части закона Джоуля - Ленца , а затем, согласно этого физического смысла находим потенциал для достройки правой части, из закона Ньютона - Рихмана.
При постройке 4-й ступени (расширенного закона Джоуля -Ленца) должна появится новая физическая величина, и мы обозначим её Θ. Её функция - теплопередача, и потому назовём её диффузионный заряд или диффузионная энергия. Явление теплопередачи, представим как физическую диффузию. Достроенная 4-я ступень имеет вид:



Каждую ступень можно назвать уровнем энергии. τ - время в секундах и в магнитных единицах, магнитная энергия - это первый (базовый) уровень. Q в Кулонах- электрический заряд (электрический уровень энергии) - второй уровень. E - тепловая энергия в Джоулях - третий уровень. И далее Θ - диффузионный заряд или диффузионный уровень энергии - это четвёртый уровень. Теория, которая рассматривает эти 4 уровня называется ТФА - теория физических аналогий.

1.4. Четвёртый уровень энергии – это диффузионная энергия

  Четвёртый уровень энергии, обозначаемый символом Θ, представляет собой фундаментальное понятие, расширяющее наше понимание энергетических процессов в природе. Для измерения этого уровня энергии введена специальная единица, названная в честь выдающегося французского физика Жана-Батисты Жозефа Фурье — Фурье.
Единица измерения



Из формулы  (1.4.,01) получим размерность единицы энергии четвёртого уровня как произведение Джоуля на Кельвин:



Эта уникальная единица измерения позволяет более точно описывать процессы, связанные с четвёртым уровнем энергии, учитывая магнитные, электрические и  тепловые, характеристики  системы.
С помощью учёта баланса энергии четвёртого уровня можно вывести формулу коэффициента Зеебека и формулу вольт-амперной характеристики полупроводникового диода.

Полный текст статьи  здесь: https://disk.yandex.ru/i/BFXtIyg-9uk7Og
P.S. ТФА - это не альтернативная физика, это просто развитие современной физики. Потому доказательство опирается на классику.
Более подробное исследование здесь:
Аннотация к работе_скорректированная__07.docx
https://disk.yandex.ru/d/hAJ3ZiquBT0iKQ
2025_08_31__НФПП_ТФА_ и ток в условиях поляризации ____0020.docx
https://disk.yandex.ru/d/PyXa-sXco-H49g

[aze1959]

Фурье=Джоуль X Кельвин

Физический смысл какой у этой формулы?