Энергия кванта
У всех классических механических волн (в жидкостях, газах и твердых телах) главный параметр, определяющий энергию волны, — это ее амплитуда (точнее, квадрат амплитуды). В случае света амплитуда определяет интенсивность излучения. Однако при изучении явления фотоэффекта — выбивания светом электронов из металла — обнаружилось, что энергия выбитых электронов не связана с интенсивностью (амплитудой) излучения, а зависит только от его частоты. Даже слабый голубой свет выбивает электроны из металла, а самый мощный желтый прожектор не может выбить из того же металла ни одного электрона. Интенсивность определяет, сколько будет выбито электронов, — но только если частота превышает некоторый порог. Оказалось, что энергия в электромагнитной волне раздроблена на порции, получившие название квантов. Энергия кванта электромагнитного излучения фиксирована и равна
где h = 4·10 –15 эВ·с = 6·10 –34 Дж·с — постоянная Планка, еще одна фундаментальная физическая величина, определяющая свойства нашего мира. С отдельным электроном при фотоэффекте взаимодействует отдельный квант, и если его энергии недостаточно, он не может выбить электрон из металла. Давний спор о природе света — волны это или поток частиц — разрешился в пользу своеобразного синтеза. Одни явления описываются волновыми уравнениями, а другие — представлениями о фотонах, квантах электромагнитного излучения, которые были введены в оборот двумя немецкими физиками — Максом Планком и Альбертом Эйнштейном.
Энергию квантов в физике принято выражать в электрон-вольтах. Это внесистемная единица измерения энергии. Один электрон-вольт (1 эВ) равен энергии, которую приобретает электрон, когда разгоняется электрическим полем напряжением 1 вольт. Это очень небольшая величина, в единицах системы Си 1 эВ = 1,6·10 –19 Дж. Но в масштабах атомов и молекул электрон-вольт — вполне солидная величина.
От энергии квантов напрямую зависит способность излучения производить определенное воздействие на вещество. Многие процессы в веществе характеризуются пороговой энергией — если отдельные кванты несут меньшую энергию, то, как бы много их ни было, они не смогут спровоцировать надпороговый процесс.
Немного забегая вперед, приведем примеры. Энергии СВЧ-квантов хватает для возбуждения вращательных уровней основного электронно-колебательного состояния некоторых молекул, например воды. Энергии в доли электрон-вольта хватает для возбуждения колебательных уровней основного состояния в атомах и молекулах. Этим определяется, например, поглощение инфракрасного излучения в атмосфере. Кванты видимого света имеют энергию 2–3 эВ — этого достаточно для нарушения химических связей и провоцирования некоторых химических реакций, например, тех, что протекают в фотопленке и в сетчатке глаза. Ультрафиолетовые кванты могут разрушать более сильные химические связи, а также ионизировать атомы, отрывая внешние электроны. Это делает ультрафиолет опасным для жизни. Рентгеновское излучение может вырывать из атомов электроны с внутренних оболочек, а также возбуждать колебания внутри атомных ядер. Гамма-излучение способно разрушать атомные ядра, а самые энергичные гамма-кванты даже внедряются в структуру элементарных частиц, таких как протоны и нейтроны.
Энергию кванта можно рассчитать по формуле
Раньше считали, что мельчайший размер имеет атом, но нынче ученые докопались аж до кварков и суперструн. Но вопрос определения мельчайшего расстояния оставим физикам – рано или поздно нам предъявят эталон. Факт в том, что наш опыт подтверждает, что деление отрезка в реальности не бесконечно.
Эти рассуждения близки известному парадоксу Ахиллеса и черепахи. Древние тоже задумывались о бесконечности деления пространства. Так то!
А вот и нет. Выяснилось, что существует конечный кусочек энергии. Самая маленькая порция энергии, меньше которой не существует. Как и в случае с расстоянием, передачу энергии можно делить на кусочки (или пакеты, если вы вэб-программист, и вам так понятнее). Самый крошечный кусочек энергии и называют квантом.
Собственно на этом можно и закончить. Но ведь вам наверняка интересно, как это было обнаружено, да и почему из такого пустяка родилась целая наука – квантовая физика.
Эта гипотетическая духовка после нагревания, разумеется, тоже начнет излучать тепло. Физики стали считать, сколько тепла (энергии) будет излучать такая духовка. И неожиданно у них по тогдашним, казалось бы логичным, формулам умника Максвелла выходила бесконечная энергия. Это была засада – практика показывала, что в реальности подобные бесконечности не наблюдается вообще нигде и тем более в духовках. И вот на этой ерунде вся классическая физика пошла лесом.
Первым что-то путное высказал Макс Планк – дедушка квантовой физики. Он чисто по-студенчески подогнал результат под задачу, придумав формулу, из которой следовало, что энергия излучается порциями. То есть каждая электромагнитная волна несет в себе определенное количество энергии, пропорциональное частоте этой волны. Чем больше частота волны, тем больше энергии несет в себе один квант. Коэффицент пропорциональности назвали постоянной Планка, которая впоследствии оказалась не просто какой-то случайной цифрой, а фундаментальной физической величиной.
Хорошая аналогия: когда мы играем на скрипке, и плавно увеличиваем громкость, то на самом деле громкость растет не непрерывно, а скачками, но такими маленькими, что мы не замечаем этого.
Явление фотоэффекта вообще никто не мог объяснить в рамках классической физики. На картинке, походу, нарисован прибор для изучения фотоэффекта.
Никто не мог, кроме Эйнштейна. Чтобы объяснить, почему цвет падающего луча света, а не его энергия, определяет скорость выбиваемых электронов, Эйнштейн решил перенести идейки о порциях энергии Планка на световую волну. Ведь озадаченный Планк применял свою теорию только к тепловым излучениям.
Для начала Эйнштейн впервые озвучил идею, что свет можно и нужно рассматривать не как волну, а как частицу (впоследствии ее назовут фотоном, а Эйнштейн называл ее световым квантом). Для любознательных: обычная лампочка в 100 Ватт излучает в секунду примерно сто миллиардов миллиардов фотонов (это 10 в 20 степени).
И после этого мир уже никогда не был прежним. Физики столкнулись с невероятным для макромира явлением, что материя может быть одновременно и частицей и волной, что энергия не делится бесконечно, а очень даже кратна некоему значению (постоянной Планка), что эти самые кванты обладают такими свойствами, что расскажи кому в приличной компании – не поверят и вызовут санитаров.
Эйнштейн был злостным противником квантовой физики. Он до самой смерти держал оборону, считая, что квантовые явления можно как-то нормально объяснить. Но разные там Нильсы Боры, Гейзенберги, Ландау и прочие открывали все новые и новые свойства квантов. А в 50-е годы, уже после смерти Эйнштейна квантовые штучки были подтверждены экспериментально и окончательно.
Comments
>Энергия же выбитых из пластинки электронов растет, если увеличить длину волны (частоту) света
Ошибочка в тексте. Увеличиваем частоту, а длину волны УМЕНЬШАЕМ!
> Выяснилось, что существует конечный кусочек энергии. Самая маленькая порция энергии, меньше которой не существует.
Это упрощение для «гуманитариев», или косячок? 🙂
Формула ниже по тексту, та, что в синей рамочке: порция и частота жестко связаны, да. Но никакого ограничения по минимум на порцию нет.
— Как сказать. В общем-то, первоначально термин «элементарная частица» обозначал, вернее, подразумевал под собой нечто абсолютно элементарное, как говорят физики, первокирпичик материи. Однако после того, как в 1960-х годах были открыты сотни адронов с похожими свойствами, которые обладают внутренними степенями свободы и состоят из кварков, был придуман новый термин «фундаментальные частицы», обозначавший уже самые элементарные частицы, такие как лептоны, кварки и другие, якобы бесструктурные частицы, которые «невозможно расщепить на составные части». Пожалуй, я не буду вдаваться в тонкости физики, вряд ли вам это будет интересно. Но, так сказать, для общего понимания приведу простой пример. Давайте возьмём электрон. Надеюсь, всё знают, что это такое?
— А как же! Конечно знаем, — хвастливо заявил Женька. — Это такие маленькие-маленькие отрицательно заряжённые частицы, которые носятся вокруг атома, прямо как блохи по собаке.
Все рассмеялись. Сэнсэй махнул рукой, мол, ладно, хоть такое понимание присутствует в этой буйной головушке, и то хорошо, и продолжил:
— Так вот, электрон был первой элементарной частицей, которую в 1897 году открыл английский физик по фамилии Томсон. А вот первой открытой античастицей был позитрон. Это частица с массой электрона, только с положительным электрическим зарядом. Этот позитрон был обнаружен американским физиком Андерсоном в 1932 году. Ну, о том, что электронное строение атома определяет его свойства, в том числе и важную для химии способность атома образовывать химические соединения, я надеюсь, вы тоже знаете.
— Да! — гордо подтвердил Женька. — И собаки и блохи состоят из атомов, окружённых электронами. Количество электронов определяет кто из них собака, а кто блоха!
Под смех ребят Сэнсэй одобрительно кивнул:
— Пример, конечно, грубый, но по своей сути указывает на важность электронов. Итак, электроны, по мнению современных физиков, относятся к фундаментальным, то есть бесструктурным частицам. Но на самом деле электрон состоит из 13 частиц По или гравитонов. Так как гравитон чисто гипотетическая частица и экспериментально не доказана, но теоретически вычислена, и наиболее подходящая для обозначения частички По, то чисто гипотетически можно с уверенностью утверждать, что из всех «фундаментальных» частиц истинно таковым является только гравитон. Остальные состоят из 3-5-7-12-33-70 и так далее частичек По. Причём многие «фундаментальные» частички, состоящие из одного и того же числа частичек По, но имеющие разные формы и знаки заряда, соответственно играют и разные роли в этом театре материи. Примером тому служит тот же электрон и позитрон. Что в одном 13 частичек По, что в другом, что один имеет спиральную форму, что другой. Разница всего лишь в том, что один имеет отрицательный внешний заряд, «левую» спираль и положительный внутренний потенциал, а другой всё то же, только наоборот — положительный внешний заряд, «правую спираль» и отрицательный внутренний потенциал.
Николай Андреевич, внимательно выслушав Сэнсэя, тактично заметил:
— Я, конечно, не физик, спорить не буду. Но насколько я помню, электрон действительно имеет отрицательный заряд, а позитрон — положительный. О спиральной форме тоже ничего не могу сказать, не видел. Но Сэнсэй, о каком внутреннем потенциале ты говоришь, это ведь элементарные частицы? Что-то тут я не совсем тебя понимаю…
— В твоём непонимании виноват не я, — усмехнулся Сэнсэй, — а Бор.
— Бор? А кто это? — поинтересовался Руслан.
— Был такой датский физик, который в своё время, а точнее в 1912 году предложил решить проблему движения электронов вокруг ядра выделением для них так называемых стационарных орбит, двигаясь по которым электрон не утрачивает энергии.
— Ну, и чегось набедокурил сей мужик? — с неизменным чувством юмора спросил Женька.
А вот квантомеханическая теория строения атома, которая рассматривает атом как систему микрочастиц, не подчиняющихся законам классической механики, абсолютно не актуальна. На первый взгляд доводы немецкого физика Гейзенберга и австрийского физика Шрёдингера кажутся людям убедительными, но если всё это рассмотреть с другой точки зрения, то их выводы верны лишь отчасти, а в целом, так и вовсе оба не правы. Дело в том, что первый описал электрон, как частицу, а другой как волну. Кстати и принцип корпускулярно-волнового дуализма также неактуален, поскольку не раскрывает перехода частицы в волну и наоборот. То есть куцый какой-то получается у учёных господ. На самом деле всё очень просто. Вообще хочу сказать, что физика будущего очень проста и понятна. Главное дожить до этого будущего. А что касательно электрона, то он становится волной только в двух случаях. Первый — это когда утрачивается внешний заряд, то есть когда электрон не взаимодействует с другими материальными объектами, скажем с тем же атомом. Второй, в предосмическом состоянии, то есть когда снижается его внутренний потенциал.
— Кстати, о внутреннем потенциале, Сэнсэй, ты говорил, что его имеет любой материальный объект. А человек? — поинтересовался Николай Андреевич.
— А как же! Для человека это не просто энергия жизни, а определяющий фактор. Кто он, Человек или думающее животное?! Дело в том, что человек, в отличие от других материальных объектов, может менять свой внутренний потенциал с отрицательного (разрушительного) на положительный (созидательный).
— …А также управлять другими материальными объектами, — появился второй Сэнсэй. — К примеру, положительно заряженными частицами с отрицательным внутренним потенциалом мы довольно ловко и весьма охотно пользуемся. Кстати, может пора рассказать им, что это такое на самом деле, и как можно этим более эффективно пользоваться?
— Это ты за электричество что ли? — спросил третий Сэнсэй и, глянув на глуповато-удивлённые лица слушающих, с юмором изрёк: — Не думаю, что это их сильно заинтересует. Тем более что это ерунда по сравнению с тем, что они сейчас имеют возможность видеть меня в трёх экземплярах. Хотя на самом деле…
Profile
Latest Month
| March 2021 | ||||||
| S | M | T | W | T | F | S |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |
| 28 | 29 | 30 | 31 | |||
Page Summary
Categories
Comments
Откройте отечественную книгу по физике от альтернативных специалистов. В половине «Теорий Всего» будет Святая Русь и ни одного Избранного Израиля.
Это факт, а не наша прихоть.
Квант энергии, как устроен и как движется
В статье 1. Квант энергии, из чего он состоит я предположил, да это знали и знают многие, что квант энергии, именно энергии, а не воды, атома, денег или чего-либо другого, состоит из полей двух полярностей: электрического и магнитного. Представил его схематическое изображение, которое нашел в Интернете, и которое мне показалось наиболее подходящим к реальному явлению (кванту). Но этого мало.
Если инопланетянину (а мы таковыми являемся по отношению к кванту) сказать, что болт состоит из железа и имеет продолговатую форму, то инопланетянин не сможет употребить этот болт в дело. Надо ему еще рассказать и о головке болта, и о резьбе, и о его точных размерах, и о его связях с внешним миром и тому подобное.
Вот в данной статье я и попытаюсь рассказать, как устроен квант еще более близко к реальности, нежели его предыдущее схематическое изображение. Представить, используя законы физики, как он может двигаться, какие параметры этого движения и прочее. Верна эта модель или нет – время покажет.
2. Квант в классическом представлении
Вообще-то классическая наука о представлении кванта в каком-то пространственном виде ничего не говорит, по крайней мере я таких рассуждений не встречал ни где. В основном идут рассуждения о фотоне, а это как будь то одно и то же. Наука не предлагает ни точного разграничения этих объектов, ни того, что их объединяет. Это для науки примерно одно и то же. Этому обучают в школе, ВУЗе и также так думают все академики и все ученые мира.
Никто не обращает ни малейшего внимания ни на амплитуду колебаний этой волны, ни на количество колебаний данной волны в кванте или фотоне. Все верят, что для кванта важна только частота колебаний. От нее якобы зависит энергия фотона. Но от частоты никакая энергия зависеть не может вообще. Любой преобразователь частоты вам это подскажет. С амплитудой некоторые умельцы обходятся следующим образом, как на данной картинке 1.
Большинство же представляет волну, как на рис. 2.
Но ведь это на картинке так представляется волна, а в природе, так сказать, в живую, как представить эту волну? Вот, допустим, Ричард Фейнман живую волну представить не может. На сайте Акимова Ильи Юрьевича я прочел о размышлениях Фейнмана по этому поводу. “…на просьбу студента дать хотя бы приближённое описание электромагнитных волн. Он (Фейнман) ответил:
“Когда я начинаю описывать магнитное поле, движущееся через пространство, то говорю о полях E и B (векторные величины, характеризующие соответственно электрическое и магнитные поля), делаю руками волнистые движения, и вы можете подумать, что я способен их видеть. А на самом деле, что я вижу? Вижу какие-то смутные, туманные, волнистые линии, на них там и сям написано E и B, а других линий имеются словно какие-то стрелки… которые исчезают, едва в них вглядишься. Когда я рассказываю о полях, проносящихся сквозь пространство, в моей голове катастрофически перепутываются символы, нужные для описания объектов, и сами объекты. Я не в состоянии дать картину, хотя бы приблизительно похожую на настоящие волны”.
Видите, даже гений, который описывает это явление огромными формулами, гипнотизирующий доверчивых читателей, на самом деле не понимает, что он описывает.
Волну “могут” представлять только те, которые пока ничего не понимают.
3. Какие трудности представляет этот взгляд на квант?
Напряженности E и H – это физические величины, которые объективно существуют в природе. Но могут ли они существовать в действительности в виде волны? Если бы такие волны существовали, то мы могли бы произвести такие измерения Рис. 3.
Для этого бегущую волну надо превратить в стоячую волну путем отражения волны, например, от стенки ящика. Если расстояние между стенками ящика будет кратно нескольким длинам волн, то стоячая волна будет как на картинке. Помещая в точки 1-1, 2-2, 3-3 и так далее щупы от гальванометра можно было бы получить синусоидальное представление напряженности электрической составляющей волны E. Помещая между точками 4-4, 5-5 или в другие точки магнитной составляющей волны магнитную стрелочку и измеряя силу ее ориентации по направлению вектора Н, можно составить представление о форме магнитной составляющей волны. Но в действительности такие картинки полей получить не удастся. А что покажет гальванометр, если щупы будут расположены вне плоскостей распространения плоских волн? Ничего. А если что-то покажет, то это уже не плоская волна, а с каким-то объемом. Может быть тогда плоской волны нет? Ну хорошо давайте за вращаем векторы E и H вокруг оси X и получим круговую поляризацию. Тогда мы можем выйти из плоскости, но прибор должен срабатывать только тогда, когда эту точку будет проходить вектор, то есть прибор будет показывать импульсы.
Ученый верит, что фотон именно такая электромагнитная волна и изображает ее, вышеуказанным образом. Он верит, что электрическая напряженность определенной полярности переливается в соответствующую полярность магнитной напряженности. А магнитная напряженность переливается в электрическую напряженность другой полярности и так далее. Благодаря этому волна бежит в пространстве со скоростью света.
Мы попытаемся понять: как же может двигаться такая волна. Рассмотрим одну классическую волну Рис. 4.
В ней под синусоидой нарисованы стрелочки. Как можно представить их поступательное движение, если они не представлены никаким материальным носителем, а просто знаками Е и Н? А по сути дела это просто какие-то числа.
Я не буду мудрствовать лукаво, а просто заменю в волне абстрактные стрелочки живыми, то есть существующими в природе, полями: магнитным и электрическим.
В этом случае волна будет выглядеть так, как на рисунке 5. Но и в этом случае есть излишества. В природе не существует вот этой огибающей синусоиды. Для нее нет материала, она просто символ формы поля.
Если бы волна существовала в природе действительности, то она должна быть такой. Без отдельной огибающей. Фактически есть только массивы полей. Рис. 6.
И как же эта волна может двигаться? Чтобы волна передвигалась надо, чтобы материальный ее носитель каким-нибудь образом передвигался вперед. Так как волну ничего не толкает, то мы будем считать, как и вся наука, что каждый элемент поля индуцирует определенный вид другого поля. С неизбежностью можно считать, что возникновение материального носителя индуцированного поля происходит за счет потери материального носителя индуцирующего поля. То есть одно поле, исчезая, превращается в другое. Построим несколько моделей таких превращений.
Вырежем в произвольном месте волны небольшой кусочек поля и проследим, как он может двигаться. Рис. 7. Вот зеленая полоска электрического поля, уменьшаясь в размере, переливается (индуцирует) в синюю полоску магнитного положительного поля 1. Может ли зеленая полоска индуцировать магнитное поле в положения 2 или 3? Нет. Длина волны может быть разной, о чем зеленая полоска знать не может, поэтому она индуцирует поле вокруг себя.
Дальше синяя полоска магнитного поля, уменьшаясь, индуцирует отрицательное электрическое поле в виде желтой полоски (точно также, как зеленая переливалась в синюю), которая (желтая) индуцирует красную полоску, магнитное отрицательное поле, и так далее. В данной модели изменялись размеры полосок.
Во второй модели (рисунка нет) размеры полоски не изменяются, а индукция совершается за счет изменения концентрации полей в полосках. Обе эти модели плохи по многим причинам. И одна из них состоит в том, что эти движения не вписываются под изначальную синусоиду. В следующей модели попытаемся переливать целые волны.
Вот на этой картинке (Рис. 9) волны целиком переливаются друг в друга за счет изменения плотности материального носителя и, в результате этого, движутся вперед. В цикле 1 субстрат электрического поля уменьшает свою плотность, индуцируя, увеличивающуюся плотность магнитного поля. В цикле 2 магнитное поле (синее) также индуцирует электрическое поле обратной полярности (желтое) и так далее.
Более наглядная картинка движения волны, это когда волна движется с изменением формы. Здесь хоть что-то похоже на волну.
Конечно это неказистые картинки и рассуждения, но они все-таки на много ближе к истинному положению вещей, нежели движение символов Е и Н или стрелочек, которое видятся Фейнману. Что можно на физическом уровне измерять, наблюдать и вообще как-то исследовать электромагнитную волну, представленную математическими символами? Ничего. Об этом еще в начале 20-го столетия рассказывал Ульянов. Подозреваю, что Фейнман об этом и не догадывался. Если вы мыслите в категории полей, то можете над ними работать. Над символами Е и Н тоже можно работать и работают, но это все равно что искать в стогу сена иголку, которой там нет.
В материальной категории мышления поиск истины также похож на поиск иголки в стогу сена, но в этом случае она там есть. Мы наблюдаем электромагнитные волны в виде полей, а в виде символов их представляют только верующие в эти символы. Несомненно, что поиск истины путь не простой. Какой недостаток в выше приведенных примерах? В них нет объема. В природе нет безразмерных объектов. Они существуют только в математическом мире. В математике точка без размеров, линия и плоскость без толщины. Как только в математике вы вводите объем, все уравнения уходят куда-то в бесконечность, в отрицательный или комплексный несуществующий в реальности мир. В категории физических полей объем напротив позволяет лучше понять сущность процессов. Попытаемся и мы ввести в наши рассуждения объем.
4. Как разрешить классические трудности в понмании движения кванта?
Заменим плоскую волну эллипсоидом. Рис. 11. В этом случае распространение электромагнитной волны будет выглядеть так. К сожалению, и в этом случае волна еще далека от истинной волны и мало похожа на классическую волну. Ее нельзя описать даже вектором Пойтинга. В каждом сечении есть только одна составляющая этой волны. Но зато есть узлы, в которых вообще ничего нет, как и в классической волне. И кроме процесса индукции в этих волнах никаких других физических процессов не наблюдается. А процесс индукции можно организовать только при движении полей. Движение полей по направлению распространения полей индуцирует другое поле вокруг векторов распространения, а не вперед движения. А это нам не нужно. Остается одно за вращать поля в виде колец вокруг оси распространения. Посмотрим, что из этого получится.
Теперь фотон выглядит так. Рис. 12. Но на этой картинке не видно, какие силы заставляют двигаться фотон. Дело в том, что для самостоятельного движения необходимо действие определенных сил. Движение по инерции по существу нельзя назвать самостоятельным движением. В этом случае объект просто сохраняет это движение, но не производит его. Только внешние силы изменяют это движение. А при самостоятельном движении данное движение воспроизводят внутренние силы. Человек разбегается и прыгает. Пока человек бежит он воспроизводит свое движение за счет внутренних сил. Даже если некоторые внешние силы будут препятствовать этому движению, то внутренние силы до некоторых пределов будут преодолевать внешние силы, и движение будет происходить. Но в прыжке человек движется по инерции, и внешние силы могут тормозить это движение. Если бы это было в космосе, то человек в прыжке мог бы оставаться долго, а на земле гравитация и сопротивление воздуха отберут у него запасенное количество движения.
В общем чтобы объект двигался самостоятельно необходимо, чтобы в нем работали какие-то силы. Это присуще всем самодвижущимся явлениям: будь то человек, любое живое существо, автомобиль, самолет, ракета и все, все, что движется без внешних сил. Но там, где есть силы, там и ускорения, если силы не уравновешены. И поэтому в самодвижущемся объекте всегда есть некоторые элементы, которые движутся быстрее, нежели весь объект. Нижняя часть ноги человека, или допустим, лошади, в некоторое время движется примерно в 2 раза быстрее, чем туловище человека или лошади. В автомобиле верхняя часть колеса движется быстрее, нежели его ось, то есть автомобиль как объект. В ракете продукт горения топлива движется быстрее самой ракеты, чтобы догнать переднюю стенку камеры сгорания и толкнуть ее вперед, а с ней и всю ракету. Ну и так далее.
Такая же ситуация складывается и с квантом. Но есть и принципиальное отличие в движении кванта от всего остального. Все известные нам самодвижущиеся объекты требуют пополнения энергии, израсходованной на движение. А квант на свое движение энергию не расходует. Он переливает части энергии из одного вида в другой в одном направлении, не встречая сопротивления. Естественно выбор направления и количество энергии в фотоне жестко отобрано природой. Это, примерно, так как из не ощущающих атомов природа создала (у нее так получилось) мозг, который вдруг, как говорят ученые – эмерджентно, начал ощущать. Вот такое же диалектическое событие произошло и с энергией, то есть самодвижущимся квантом (фотоном). Неподвижной материи или движущейся по инерции во вселенной великое множество, но у природы получился и квант, который обладает свойством самодвижения. И как в любом другом самодвижущемся объекте, в нем есть элементы, которые движутся быстрее самого кванта.
Вот как это мне представляется. Я рассмотрю схему одного звена фотона, то есть одного кванта. Попытаюсь объяснить, что в этой схеме достоверно, что подтверждается косвенно, а где моя выдумка.
Вот вихрь отрицательного электрического поля (зеленый цвет). Рис. 13. Спрашивается: 1. Может ли быть такой вихрь? Это можно подтвердить только косвенно. В природе много вихрей. Это и торнадо, и смерчи, и водовороты в реках и даже в обычных раковинах, и джеты во вселенной, и токи Фуко в различных электротехнических устройствах или блуждающие токи в земле. Для нас более интересен такой опыт: “…в замкнутом сверхпроводнике был индуцирован электрический ток, который протекал в нём без затухания в течение 2,5 лет (эксперимент был прерван забастовкой рабочих, подвозивших криогенные жидкости)”. Взято из Википедии. Из всего этого можно предположить, что такие вихри возможны и для полей.
2. Поскольку в природе полей, достоверно известных нам, всего 4, то и типов вихрей может быть только 4. Рис. 14.
3. Что нам дает понятие вихря? Вихрь – это движение какого-то поля. А опыты Фарадея показывают, что движение какого-то поля порождает возникновение другого поля. И 4 вихря одного вида поляризации создают вот такие объективно существующие конструкции. На рисунке 15
4. Многим вихрь кажется каким-то неопределенным аморфным образованием, которое нельзя описать математически и как-то представить его работоспособным. Ну, так представьте его в виде электрического тока.
Согните проводник в виде кольца (Рис. 16), вставьте в это кольцо батарейку. По кольцу побегут электроны, создавая ток. А поскольку электроны обладают отрицательным электрическим зарядом, то движущиеся электроны создадут движущееся отрицательное электрическое поле, то есть вихрь. Благодаря этому вихрю вокруг проводника образуется магнитное поле двух видов: условно будем считать положительное магнитное (S) и отрицательное магнитное (N). Если в точку S поместить магнитную стрелку, то она повернется к кольцу концом N, а в точке N стрелочка повернется к кольцу концом S. Можно предположить, что субстрат силовой линии не меняет своего качества, а просто движется, как, например, вода или воздух. Тогда стрелочка, как флюгер всегда будет ориентироваться по направлению движения этого субстрата или как лодочка будет плыть по силовой линии, не разворачиваясь относительно ее направления. Из-за этого можно сказать, что силовые линии и есть движение вихря.
5. Это зеленое колечко-проводник, рисунок 16, обычный соленоид, он, вернее его магнитное поле, будет притягивать к себе любое тело с магнитным полем. То же самое будет происходить с любым вихрем-колечком.
Если внести в магнитное поле, порожденное отрицательным электрическим вихрем, положительный магнитный вихрь, как показано на рисунке 18,
При попытке приблизить к отрицательному электрическому вихрю отрицательный магнитный вихрь мы встретим сопротивление, создаваемое зонами 1 и 2 (Рис. 19).
6. Чтобы понять, как взаимодействуют вихри в природе, рассмотрим чуть подробнее поведение одного вихря. Из опытов Фарадея известно, что поля вращаясь и превращают себя в другие поля. Как это может происходить? Перед нами проводник. Рис. 20.
Следующее. Во всех учебниках при рассмотрении этого опыта располагают стрелочки или железные опилки и обращают внимание на то, что магнитные силовые линии располагаются концентрическими кругами вокруг проводника. Это верно. А какова будет форма силовых линий, если проводник придет в движение со скоростью V3 перпендикулярно движению электрического поля?
7. Рассмотрим это явление подробнее. Согласно теории относительности, скорость проводника или чего-либо другого не может быть больше скорости света. Поэтому если наш вихрь (Рис. 21)
Если, допустим, скорость вихря меньше скорости света, а индуцируемое им поле распространяется быстрее скорости вихря, то мы сможем наблюдать обычную картину. Впереди вихря появляется индуцированное поле. Вы
Ну и что скажете вы? Пусть и движется квант (фотон) по инерции со скоростью света. Так то, так. Да так он сможет двигаться только до первой встречи с чем-нибудь. Любой протон, нейтрон или электрон, да что угодно, его остановит и точка – фотона больше не существует. А фотон от далекой звезды много чего встретит на своем пути. Да он не сможет преодолеть по инерции нашу атмосферу. А когда он движется самостоятельно, то он движется, например, от электрона к электрону, как птичка от дерева к дереву. Его может остановить только электрон резонансный именно для этого фотона. Такой фотон будет поглощен электроном и электрон изменит свое энергетическое состояние. При инерционном движении у нас на земле будет, и темно, и греть нас будет только земля, если мы будем. Это баллистический взгляд на данную теорию. Современная наука его отвергает и правильно делает.
Тогда возникает следующий вопрос: а почему же все фотоны движутся с одной и той же фиксированной скоростью? Причем предельной – согласно теории относительности. Для ответа на этот вопрос следует внимательней посмотреть на теорию относительности. Противоречит ли появление впереди движущегося со световой скоростью вихря какого-нибудь поля? Как, например, фрагмент индуцированного поля, показанного на рисунке 22? Согласно, не совсем обоснованному предположению, той же ТО, фотон движется со скоростью света только потому, что он не имеет массы. Ну, тогда можно предположить, что он может двигаться и со скоростью большей скорости света. A его части, тем более, могут двигаться со скоростью большей скорости света. По крайней мере, запрет на такую скорость в ТО не содержится. А можно это чем-то подтвердить? Прямого доказательства этого нет, но мне встречались описания некоторых экспериментов по связности частиц и нечто вроде по телепортации (зря не зафиксировал это), в которых ученые обнаруживали, что скорость света оказывалась больше своего номинала. Осмелюсь предположить, что они фиксировали не скорость света, то есть фотона, а только фрагмент фотона, то есть магнитного или электрического поля. И значит они фиксировали скорость фрагмента значительно большей скорости света.
Откуда же возникает положение о том, что фотон движется со скоростью света и поэтому не обладает массой? Это следует из знаменитой статьи “К электродинамике движущихся тел” Эйнштейна. Он математически, подчеркиваю математически, показал, что масса тела изменяется с изменением его скорости по таким-то математическим законам. Но так ли это в самом деле? Та же самая математика показывает, что выводы, сделанные Эйнштейном из его математики, не совсем верны. Об этом можно прочесть в этой статье «О предельной скорости тел»
Все прекрасно знают, что электрон обладает массой. И все знают, что энергия и масса связаны соотношением E=mc 2 , но никто не хочет верить в то, что фотон (квант) может обладать массой. Для того чтобы понять, как квант движется, следует признать, что он обладает массой, а, соответственно, и части кванта обладают соответствующими массами. И эти массы не возрастают с увеличением их скорости и поэтому могут обладать скоростью большей, нежели скорость самого кванта. Естественно в этом случае каждая частичка кванта будет обладать определенным импульсом. Признав это, мы легко построим модель движения кванта.
На картинке 22 вы видите, что отрицательный электрический вихрь (зеленый) индуцирует вокруг себя магнитное поле.
Потеря тела зеленым вихрем все время пополняется отрицательным магнитным вихрем (синий) в виде отрицательного электрического фрагмента (зеленый).
Но как же формируются вот эти самые фрагменты новых полей, какие изображены на рисунке 23? Ведь по сути, например, отрицательный электрический вихрь, в классическом понимании – это волна, представляется в виде такого колечка, как показано на рисунке 24.
Вокруг этого кольца образуются силовые линии магнитного поля, которые тоже представляют собой колечки, то есть вихри движущиеся перпендикулярно колечкам зеленого вихря или в классике – это то же волна магнитного поля. Колечко магнитного поля (волна) должно индуцировать электрическую волну положительную.
И как представляет множество людей волна будет распространятся, примерно, как ее изображают на рисунках 25 или 26.
Как организуются фрагменты новых полей лучше видно на таком рисунке 27.
Кроме этого движения силовые линии совершают еще и движение перпендикулярное к силовой линии. Жгут вращается вокруг своей оси и создает такое же колечко магнитного поля, как и колечко электрического поля. Эти вихри движутся абсолютно также, как и другие вихри в природе. Водоворот на воде также крутится и затягивает человека в глубину, так как сам, точнее его воображаемые кольца, туда же движутся. Вокруг оси и вдоль оси. Торнадо или любой другой смерч вращается и поднимает что угодно вверх. В общем наблюдаемых вихрей много и отказывать в этом полям не следует.
Отрицательный электрический фрагмент (зеленый), который индуцируется отрицательным магнитным вихрем (синий), притягивает к себе положительный электрический вихрь (желтый) точно так же, как фрагмент положительного магнитного поля (красный) притягивал к себе отрицательный магнитный вихрь (синий). Рис. 28.
Точно также работает магнитный положительный вихрь (красный), он индуцирует положительный электрический фрагмент (желтый). И так, мы имеем 4 вихря, представленные на рисунке. Они сами по себе неустойчивые (не путать движение фотонов в сверхпроводнике, о котором рассказывалось выше) и не могут самостоятельно двигаться.
Такие же процессы будут происходить с тремя или четырьмя вихрями. Поля вихрей переливаются в другие поля, а индуцированные поля снова конденсируются в исходных полях соответствующих вихрей. Это признает и наука, только никакого механизма таких превращений она не дает.
Как произошел синтез квантов, мы не знаем и, вероятнее всего, не узнаем, даже если у нас будут миллионы уравнений Шредингера, Дирака, Паули и тому подобных. Можно только предположить, что квант – это диалектическое образование: именно такие порции магнитных и электрических полей, ни больших, ни меньших размеров, под воздействием некоторых сил объединились в данную конструкцию кванта. И именно из-за такого количества субстрата в полях и соответствующей скорости движения полей случилось так, что скорость кванта получилась именно такой, равной скорости света, и очень стабильной. Возможно, что если бы размеры вихрей были бы другие, то возможно была бы и другая скорость света. А возможно этого не произошло бы из-за того, что потребовалась бы другая скорость распространения полей, а это уже нарушение свойств материи.
Здесь нарисовано всего 2 кванта, но их может быть больше. В принципе весь электрон, состоящий примерно из 10 41 степени квантов, можно развернуть в один фотон. При аннигиляции это и происходит.
Я вот нашел в ролике Образование фотонов людей, которые думают об устройстве фотона в том же направлении что и я. Как возникла у них эта мысль, я не знаю. Но, как видите, у них фотон блокируется из каких-то вихрей, что верно. К сожалению, это все. Не понятно, что это за вихри и неверно то, что синтез происходит самостоятельно в пространстве.
Если вы сейчас читаете эту статью, то возможно знаете, что вокруг вас находится бесконечное множество фотонов от одиночных квантов в виде нейтрино и реликтового излучения вплоть до длинноволнового радио спектра и ничто ни с чем не блокируется. Нет искажений ни в компьютере, ни в радио, ни в телефоне, ни в чем. Суммируются электромагнитные фотоны только на электронах и больше нигде. Предлагаемая мною модель фотона хорошо вписывается в модель электрона, модель атома, во всевозможные опыты (Гальвани, Юнга, Физо, Эрстеда и во все другие), в биологию и во все, что мы наблюдаем. Если вы, например, попытаетесь понять опыт Гальвани на основании уравнения Шредингера или Дирака, то у вас ничего не получится. А о биологии даже и говорить смешно, а это как ни как наука.
