Годовое изменение параметров Земли 13 страница

В работе «О квантовой теории излучения и структуре атома» Н. Бор так обобщил свои предположения [139]:

«А. Атомная система обладает состояниями, в ко торых не происходит излучения, связанного с потерями энергии, даже если частицы движутся относительно друг друга и, согласно обычной электродинамике, излучение должно иметь место. Такие состояния называются «стационарными» («разрешенными» — А.Ч.) состояниями рассматриваемой системы.

B. Любое испускание или поглощение энергии будет

C. соответствовать переходу между двумя стационарными состояниями. Излучение при таком переходе обладает определенной частотой, которая определяется соотношением

hv = A — A '

где h – постоянная Планка; А, А' – значение энергии системы в двух стационарных состояниях.

D. Динамическое равновесие систем в стационарном состоянии

E. определяется законами обычной механики, в то время как для перехода из одного состояния в другое эти законы не справедливы (позже показано, что «справедливы» квантовые законы. – А. Ч.).

D. стоящей изРазличные возможные состояния системы со

E. электрона, движущегося вокруг положительно заряженного ядра, определяются соотношением:

Т= l /2 nh w ,

где Т – среднее значение кинетической энергии системы, w – частота обращения электрона, n – целое число».

Вот та первоначальная система постулатов, кото рая полностью противоречила классической механике, диалектике и даже логике взаимодействий, но оказалась приемлемой для научной общественности. Она была заложена в основание новой науки — квантовой механики и, в общем, сохранила свое значение до настоящего времени. В дальнейшем я постараюсь показать, что эти постулаты некорректны и не имеют отношения к описанию движения элементарных частиц в атоме. Здесь же отмечу что:

A. Стационарное состояние электрона в атоме

B. не возможно, всякое движение электрона, как и любой макро или микрочастицы, в вещественном простран стве есть движение с испусканием и поглощением энергии.

B. Испускание энергии при движении электрона происходит постоянно, но только отделение части электрона (излучение фотона), изменяющее его массу и заряд, влечет изменение частоты электрона и обусловливает переход его на другую орбиту.

С. Все динамические состояния системы атомов и электронов определяются законами классической механики. Специальные, квантовые законы в природе от сутствуют.

D. Электрон может находиться в атоме на орбите, определяемой его энергетическими возможностями. Движется он по классической траектории и квантовое число п, как и другие предполагаемые квантовые номера, не определяют его орбиты и другие параметры, по скольку, как и в планетарной системе, орбиты не нумеруются.

К тому же, как выяснилось впоследствии, целочисленность квантовых номеров оказалась недостаточной для описания состояния электрона в атомах, и пришлось вводить новое квантовое число l, определяющее «сплющенность» орбиты, «придающее» n-му номеру соответствующие дополнительные эллиптические орбиты. Похоже на то, что квантовое число l как раз и затеняет существование промежуточных (расположенных между целыми п) орбит.

Предположение о волновой природе электронов, высказанное в 1924 году в гипотезе Де Бройля как предположение о том, что электроны наряду с корпускулярными обладают и волновыми свойствами, соответствовало природе всех тел. Из него следовал вывод о том, что электроны, как и все тела в природе, постоян но пульсируют. Но такой вывод был слишком революционен и в то время сделан быть не мог, не хватало эмпирического материала. В результате пришли к соломоновому решению — постулировать электронам, как и всем остальным элементарным частицам, двойствен ность, обоснованную впоследствии теоретически принципом дополнительности: с одной стороны, они являются частицами, не зависящими от волн, а с другой, волнами, не зависящими от частиц. Так в квантовую механику вошел кентавр, отсутствующий в природе — дуализм волна-частица, волница по Р. Фейнману [136]. И пришлось впоследствии тому же Де Бройлю почти оправдывать появление этого несуразного образования [140]:

«Хочешь, не хочешь, — пишет он, — а для полного описания свойств излучения нужно было применять поочередно картину то волн, то частиц. С другой стороны, соотношение Эйнштейна между частотой и энергией, введенное им на основе его теории фотонов, ясно показывало, что этот дуализм излучения неразрывно связан с самим существованием квантов. Тогда возникает вопрос: не связан ли этот странный дуализм волн и частиц, примером которого так замечательно и несомненно явился свет, с глубокой и скрытой природой кванта действия? Не следует ли ожидать, что двойственность такого типа обнаруживается везде, где только появляется постоянная Планка? Но тогда почти сам собой возникает вопрос: поскольку свойства электрона в стационарном состоянии атома описываются с помощью кванта действия, не можем ли мы предположить, что и электрон так же двойствен, как свет?»

Напомню, что предположение о волновой природе света было выдвинуто еще Гюйгенсом и считалось доказанным со времен Томаса Юнга и Огюста Френеля. Но открытие Генрихом Герцем явления фотоэффекта, при котором кинетическая энергия, вырываемых светом из поверхности катодов электронов, не зависела от интенсивности падающего света, а только от его частоты, и доказательство А. Эйнштейном прерывистой структуры света, поглощаемого отдельными порциями-квантами М. Планка, как бы свидетельствовали об одновременном наличии у фотонов света волновых и корпускулярных свойств, т.е. о дуализме свойств фотонов света. Постулирование дуализма свойств фотонов, а следом и электронов и остальных элементарных частиц, было положено в основу нарождающегося метода описания природных явлений на микроуровне. И если в классической механике возможность исчезновения или возникновения «независимых» от тел свойств имела как бы случайный характер, то в квантовой механике эта случайность превращалась в закономерность, по которой частица мыслилась и «выступала» в одних взаимодействиях как частица, а в других как волна, и эти корпускулярно-волновые свойства оказывались независимыми и от частицы и от пространства, в котором она двигалась. И даже описание движения элементарных частиц тоже как бы распалось на формализации корпускулярных и волновых уравнений квантовой механики, основой которых становилась постоянная Планка, и энергия Е излучалась телами не непрерывно, а строго определенными порциями:

Е = hv , (6.5)

где v - частота электромагнитного излучения.

Следует отметить, что порции электромагнитного излучения с энергией hv называют обычно квантами или фотонами, не имеющими массы покоя m = 0 (?? - А.Ч.), и главное свойство, которое им приписывается, есть свойство двигаться в пространстве, при отсутствии внешних сил, прямолинейно и равномерно с абсолютной скоро стью, равной скорости света. То есть по закону инерции. А потому, например, отражение фотонов от зеркала с углом падения, равным углу отражения, происходит в квантовой механике чисто механическим образом, так же как и резинового мячика от ровной поверхности.

Если квант действительно отражается от зеркала как мяч от стенки, то, как отмечается М. Канаревым в [50], должна существовать фаза перехода от абсолютной скорости до нулевой (в которой фотон находиться не может по определению) и возвращение от нуля к абсолютной, и этот отскок, связанный с гигантским возрастанием массы движения, не должна выдерживать ни одна «неделимая» частица. Однако согласно квантовой механике в этот момент масса фотона наоборот должна оказаться равной нулю, и он обязан исчезнуть. Но он не исчезает. Почему? И каков механизм данного перехода? Да и может ли фотон, пронизывающий молекулы веществ, отскакивать от неровной поверхности тел?

Ответа на такие простые вопросы ни в рамках квантовой механики, ни в рамках релятивистской не находится. Эти вопросы обходятся молчанием. Но молчание в данном случае не признак ясности, а признание непонимания сути явления. И это непонимание — следствие принятия инерционной формы движения фотонов.

Если же фотоны, как и все частицы, двигаются не по инерции, а посредством взаимодействия с окружающим атомно-молекулярным пространством, то, влетая из молекул менее плотного пространства в молекулы более плотного, фотоны деформируются полем этих молекул, «прижимаются» к их ядрам, имеющим пятимерную плотность, и, облетев их (на манер наших комет с бесконечным эксцентриситетом орбиты), раздеформируясь, «выталкиваются» обратно в менее плотное пространство почти под тем же углом, под которым влетели в молекулу. То есть момент «отскока» фотона от стенки отсутствует, и ему нет нужды останавливаться. Вот почему чем более гладкую поверхность (зеркальное полирование) и большую плотность имеет отражающее тело, тем качественнее отражение света и меньше рассеивание.

Далее буду останавливаться только на «квантовых истинах», извлекая их из различных источников и показывать, какие ошибки привели именно к квантовому объяснению данных явлений и как они могут быть объяснены с позиций русской механики. Естественно, что все «истины» в данной работе охватить невозможно, поэтому будет проводиться в основном качественный анализ некоторых из них с точностью до трех значащих цифр и при возможности с указанием тех экспериментов, которые могут подтвердить данное описание.

Начнем с волн Де Бройля? С волн, «связанных с любой микрочастицей, отражающих природу микрочастиц» [135], другое название — «волны вероятности», а еще точнее «волны амплитуды вероятности» (??). О волнах Де Бройля и его уравнении пишут с восхищением, очень много и очень туманно, хотя тумана вроде бы быть не должно. Да и восхищаться есть чем. В математической формулировке это одно из наиболее простых и изящных уравнений квантовой механики:

R_n = h / m_ev_n , (6.6)

где R_n - длина волны Де Бройля, h - постоянная Планка, v_n - скорость электронов, т_е - масса электрона.

А вот физическое представление о «волне вероятности» ясностью до сих пор не отличается. Сам Де Бройль предположил, что движущейся с определенной энергией и импульсом элементарной частице можно сопоста вить некоторую плоскую монохроматическую волну. (Уже в этом предположении совершенно неясно, почему сопоставить и волну чего? Воды? Воздуха? Эфира?) Современное трактование тоже не отличается четкостью. Постулируется, что волна Де Бройля является «волной вероятности» (опять же — вероятности чего?) и уточняется для ясности — «волной амплитуды вероятности».

Естественно, что высказанное предположение по волне Де Бройля необходимо было подтвердить физически (экспериментами), математическими доказательствами и понятийным аппаратом. За эмпирикой дело не стало, и буквально через тройку лет К. Девисон и Л. Джеммер подтвердили гипотезу Де Бройля, а далее подтверждения посыпались как из ведра и не оставили никаких сомнений в том, что электрон имеет волновые свойства. Математики тоже не отставали, а вот с понятийным оформлением дело обстояло несколько хуже. Убедительных доказательств вероятности волн Де Бройля мною не обнаружено. Более того, возможно, такие доказательства вообще отсутствуют, поскольку их постулировали ошибочно, пропустив при математическом анализе модели атома каузальность волн Де Бройля. Попробую показать простыми расчетами на примере движения электрона по орбитам атома водорода, что свойством вероятности волны Де Бройля не обладают. Что волна Де Бройля есть траектория одного витка электрона вокруг атома. Именно траектория, а не орбиталь, и именно электрона-частицы, а не электронного «облака в штанах».

Выпишем из [30] величины постоянной Планка h , боровского радиуса а_b, массы электрона т_е, его скорости на боровской орбите v_b и по формулам [141] рассчитаем параметры а_п для, например 10 орбит, а также длину волны l _п для каждой орбиты:

а_п = n²h²/m_ee²; v_n = e²/nh, (6.7)

и занесем данные этого расчета в таблицу 22. Известно, что длина волны l _п равна:

l _п = 2 p а_п. (6.8)

Зная радиус всех орбит, по (6.8) определим длину волны электрона на этих орбитах и занесем в табл. 22 столбец 4. По скорости электрона v _b на боровской орбите (6.6) определяем, чему равняется длина волны l ' Де Бройля у этой орбиты:

l ' = h / m_ev_b = 3,326·10^{-8 см.}

Таким образом длина волны Де Бройля на боровской орбите совпадает с длиной самой орбиты в полном соответствии с формулой (6.6), и, следовательно, радиус движения электрона равен боровскому радиусу (столбец 5).

Имея эту информацию и полагая, что на всех орбитах атома электроны движутся по одним и тем же законам, по (6.6) и (6.8), определим, чему равна длина волны l ¢ и радиус а' каждой орбиты и заполним соответственно столбцы 5 и 6 таблицы. Естественно, что в формуле (6.6) остаются два неизменных члена: постоянная Планка h и масса электрона т_е.

Таблица 22

	а 10^-8	v 10⁸	l 10^-8	l' 10^-8	а' 10^-8	m 10^-27
1	2	3	4	5	6	7
1	0,529	2,188	3,324	3,326	0,529	9,110
2	2,117	1,094	13,30	6,658	1,060	4,555
3	4,763	0,7293	29,93	9,979	1,602	3,037
4	8,462	0,5470	53,17	13,30	2,117	2,279
5	13,29	0,4376	83,50	16,63	2.647	1,814
6	19,05	0,3647	119,7	19,95	3,176	1,518
7	25,93	0,3126	162,9	23,29	3,705	1,301
8	33,87	0,2735	212,8	26,61	4,235	1,139
9	42,87	0,2431	269,4	29,94	4,765	1,125
10	52,92	0,2188	332,5	33,26	5,294	0,911

Что же мы получили? Действительно, вычисленные по формуле Де Бройля (6.6) и (6.8) длины волн электрона l _n (столбец 5) и радиус его расчетных орбит а_n' (столбец 6) не совпадают с аналогичными параметрами, получаемыми из (6.7), но не вероятностным образом. Длина радиусов орбит а_п (столбец 2) и волны l _п (столбец 4) повторяется в столбцах 5 и 6 под номерами, являющимися квадратной степенью номеров столбца 2, и никаких исключений из данного правила не прослеживается. А это однозначно свидетельствует о том, что данные числа отображают некоторую пропущенную ранее закономерность. И эта закономерность скрывается в уравнении (6.6) либо за постоянной Планка, либо за массой электрона.

Если не учитывать регулярность повторения длин волн и радиусов в столбцах 5-6, то табл. 22 как бы свидетельствует о том, что траектория электрона не зависит от его скорости, длина волны оказывается различной при одной и той же скорости, сам электрон «может находиться с разной вероятностью на любом расстоянии от ядра», в большинство орбит ни одна волна не укладывается целое число раз, да и координаты электрона оказываются неопределенными. То есть налицо все факторы, свидетельствующие о вероятностном характере волнового свойства электрона, весьма напоминающем волну вероятности. Повторю еще раз, вероятность проявляется в единственном случае:если не заметить (или игнорировать) регулярное повторение в 5-6-м столбцах радиусов орбит и длин волн из 2-го и 4-го столбцов. Но что будет, если это повторение принять во внимание?

Наличие повторения а_n и l _n в 5 и 6-м столбцах свидетельствует о том, что в формуле (6.6), описывающей движение электрона, один из параметров h или т_е на каждой орбите меняет свою численную величину по законам квантования. Возникает вопрос: Какой же из этих параметров квантуется? Для ответа на этот вопрос надо выяснить, а нельзя ли образовать постоянную Планка изпараметров боровской орбиты?

ħ = a _b m_ebv_b , (6.9)

Получилось! Количественные величины параметров а_b, т_еb, v_b боровской орбиты находятся в такой пропорции, что их произведение равно постоянной Планка ħ, и, следовательно, это произведение есть инвариант (что ранее уже было показано по КФР). А это означает, что данные параметры, включая массу электрона, являются переменными величинами и изменение любого из них сопровождается пропорциональным изменением остальных таким образом, чтобы их произведение оставалось неизменным, то есть оставалось постоянной Планка.

Однако вквантовой механике величина массы электрона постулируется неизменной, и потому постоянную Планка можно образовать только количественными величинами параметров боровской орбиты. Это равнозначно доказательству того, что электрон на боровской орбите движется по одним законам, а на прочих орбитах по другим. Чтобы вероятностные факторы исчезли из описания волны Де Бройля, было необходимо снять постулирование неизменности массы электрона и его заряда на разных орбитах атомов.

Вот она — причина, которая привела физиков двадцатых годов к признанию вероятностного характера движения волн Де Бройля. К тому времени уже 20 лет как все физики знали, как знают и сегодня, что масса электрона и его заряд неизменны всегда. То, что эта неизменность постулируется, вероятно, забылось или не было принято во внимание. И потому обойти запрет ирассчитать массу электрона для всех орбит по той же формуле (6.6), похоже, не осмелился ни один физик. Так волна Де Бройля получила статус «волны вероятности». И было нарушено правило формирования параметров орбит по единому закону (отмечу еще раз, что постоянная Планка получается в структуре атома только по параметрам боровской орбиты). Аза всякое нарушение законов природы надо платить. Чем и как, выяснится далее.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 286; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!