Расчет удельного сопротивления диэлектрика (Георгий Иванов)

А. Кушелеву
Удельное сопротивление диэлектрика d можно определить по формуле
d = 1/(2o)
o - электрическая постоянная,  - относительная диэлектрическая проницаемость,  частота.
Для сапфира ( = 10) на частоте 36 ГГц получается 0,05 Ом*м. Сравни: у меди 2*10-8
Ом*м, у вольфрама 5,5*10-8 Ом*м, у сплавов с высоким сопротивлением порядка 10-6
Ом*м. Т. е сапфир, как проводник, в миллион раз хуже меди. Тягаться с медью сапфир
сможет лишь на частоте 1017 Гц. Например, внутри сапфира при предельной
напряжённости поля (дальше пробой) 107 В/м на частоте 36 ГГц, эффективная плотность
тока составит 20 А/мм2, и больше на этой частоте быть не может. В медном П-образном
резонаторе, на той же частоте, при той же напряжённости поля между концами резонатора
плотность тока будет около 100 000 А/мм2. Размеры такого резонатора должны
быть1,8х0,6х0,6 мм, плотность силы 45 Тонн на кубометр. И это не предел.
Напряжённость поля можно довести до 108 В/м, Плотность силы, при этом, возрастёт в
100 раз, станет 4500 Тонн на кубометр.
Это заставляет меня полагать, что если верить твоим словам о там сапфир тянет, то имеет
место другой механизм, хотя и основанный на том же принципе. Т. е. те же силы Ампера
только на молекулярном уровне. Известно, что колебания молекул могут возбуждаться в
диапазоне миллиметровых - сантиметровых волн. При этом, если форма молекул похожа
на П- образную или "шевроновую" структуру, то будет и сила тяги, возникающая от
изменений электромагнитного поля, вызванных деформационными колебаниями таких
молекул на определённых резонансных частотах, сосредоточенных в очень узкой полосе.
При таком механизме возбуждаемые в резонаторах моды, должны совпадать с высокой
точностью с частотами возбуждения молекулярных колебаний. Но это уже совершенно
иная область явлений. Тот механизм, который ты имеешь ввиду, по моему глубокому
убеждению, не имеет никаких шансов на реализацию. Цифры, которые получаются по
моим оценкам, максимальные (Я беру те токи, которые получаются в сапфире, а считаю
по формулам для металлических структур). Точные расчёты сделать аналитически
невозможно, только машинными методами, в которых я не спец - они были бы намного
ниже моих цифр. Например, два сапфировых стержня, по которым течёт ток 30 А, из-за
ограниченной плотности тока, должны иметь диметр 1,4 мм. Это значит, их нельзя
сблизить менее, чем на 1,4 мм, даже если их поверхности соприкасаются. Сила
взаимодействия между такими стержнями была бы равной, той силе, которая возникла бы
между двумя гораздо более тонкими (пусть 0,1 мм) металлическими проводами,
расстояние между центрами которых равно также 1,4 мм. Но металлические провода
можно сблизить до 0,1 мм, расстояние в 14 раз меньшее. В 14 раз возрастёт и сила. В
своих максимальных оценках, я не учитывал этого ограничения. Цифры бы на порядок
упали. Есть и другие ограничения, учет которых работает в сторону уменьшения. Так что
на практике вряд ли получится что-либо измеримое.
Молекулярный же механизм, хотя и очень интересен, слишком сложен и специфичен для
теоретических и экспериментальных изысканий. Начинать надо с более простого и
доступного.
Г. Иванов