Линейный эффект Допплера для случая квантов света.
В соответствии с вышеизложенной моделью, скорость волн расчётных вероятностей, при работе навигатора, играет роль фазовой скорости света, а скорость продвижения порции энергии, при её последовательных квантовых перебросах, играет роль групповой скорости света.
Как изложено ранее [3], даже для случая вакуума фазовая скорость света фиксирована относительно локального участка частотного склона. Если атом-источник движется относительно локального участка частотного склона, т.е. имеет ненулевую локально-абсолютную скорость, то каждая последующая сфера волны расчётных вероятностей будет расходиться из нового центра, так что длина волны, идущей по ходу движения источника, будет уменьшена, и наоборот – в согласии с выражением для линейного эффекта Допплера.
Но обратим внимание, что линейным допплеровским сдвигам подвержены лишь длины волн расчётных вероятностей и их частоты, а отнюдь не величины передаваемых порций энергии. Это утверждение не противоречит опыту, поскольку отсутствуют прямые доказательства изменения энергии кванта света из-за движения атома-источника или атома-приёмника. И если допустить, что этого изменения энергии действительно нет, то для нас сразу проясняется вопрос о том, каким же образом соблюдается закон сохранения энергии при квантовой передаче, сопровождаемой линейным эффектом Допплера.
Вспомним, что традиционное объяснение этого эффекта в рамках квантовых представлений основано на учёте эффекта отдачи при излучении и поглощении фотона. Это объяснение – из разряда внутренне противоречивых, поскольку отдача должна иметь место даже у покоящегося атома-источника. Ещё хуже ситуация при анализе эффекта Мёссбауэра, характерной чертой которого является как раз отсутствие эффекта отдачи при излучении-поглощении гамма-квантов. При небольшом различии разностей уровней энергии у атомов источника и поглотителя, именно сообщение допплеровской скорости вызывает резонансное поглощение. Как такое возможно, если эффект Допплера обусловлен, якобы, эффектом отдачи, а эффект отдачи отсутствует? Между тем, проблема устраняется, если допустить, что допплеровские сдвиги испытывают лишь волны расчётных вероятностей. Энергии же квантов света попросту не подвержены линейному эффекту Допплера – в дополнение к тому, что они не подвержены квадратичному эффекту Допплера и гравитационным сдвигам [1].
|
|
|
На практике это означает, что, например, хорошо известное допплеровское уширение какой-нибудь линии видимого излучения газового лазера является уширением только по длинам волн, но не по энергиям квантов. Большой интерес представляли бы прецизионные измерения энергий квантов света из противоположных крыльев допплеровского контура у линии одного и того же рабочего перехода. На наш взгляд, эти энергии совпадают – в пределах естественной ширины линии - так что формулировки насчёт «покраснения» или «посинения» света из-за эффекта Допплера являются, увы, некорректными.
|
|
|
Особенно часто эти формулировки используются по отношению к свету от звёзд. Причём, для нас до сих пор оставался камнем преткновения сам факт наличия допплеровских сдвигов спектральных линий света от звёзд – в частности, факт годичных вариаций положения этих линий в соответствии с орбитальным обращением Земли вокруг Солнца. Проблема заключалась в следующем: на основе концепции локально-абсолютных скоростей, линейный эффект Допплера должен зависеть от проекций локально-абсолютных скоростей источника и приёмника на соединяющую их прямую (см., например, [4]). Поскольку звезда и Земля покоятся относительно собственных частотных «воронок», то их локально-абсолютные скорости равны нулю, и, как бы они не двигались друг относительно друга, линейный эффект Допплера должен был бы отсутствовать. Так и происходит при волновой передаче энергии, что обнаруживается с помощью измерений частот: например, при радиолокации планет допплеровские сдвиги отсутствуют [5]. При исследованиях же квантовой передачи энергии измеряют длины волн, и здесь ситуация иная. Волны расчётных вероятностей, при выходе из частотной «воронки» звезды, надо полагать, приобретают сдвиги, эквивалентные допплеровским – если эта «воронка», вместе со звездой, движется по частотному пьедесталу. Аналогичное явление происходит при входе в частотную «воронку» Солнца, а затем – при входе в частотную «воронку» Земли. Результирующий сдвиг длины волны, действительно, содержит информацию о скорости сближения или расхождения звезды и Земли. Но наблюдаемый «цвет» звезды при этом не изменяется!
|
|
|
Наконец, поясним причину «запредельных» опережений у Басова и его последователей. В таблице Dl означает длину нелинейной ячейки; 
означает расчётное уменьшение групповой задержки для импульса, проходящего длину Dl мгновенно, по сравнению с прохождением этой же длины со скоростью c; и 
означает измеренное уменьшение групповой задержки по сравнению с задержкой при калибровке, которая проводилась при отсутствии нелинейности в ячейке.
|
|
|
| Цитируемая работа | Dl | 
| 
|
| [10] | 2´24 см | 1.6 нс | 9 нс |
| [11] | 76 мкм 9.5 мкм | 0.25 пс 0.032 пс | 22 пс 9 пс |
| [12] | 6 см | 0.2 нс | 62 нс |
10. Н.Г.Басов, Р.В.Амбарцумян, В.С.Зуев, и др. ЖЭТФ, 50, 1 (1966) 23.
11. S.Chu, S.Wong. Phys.Rev.Lett., 48, 11 (1982) 738.
12. L.J.Wang, A.Kuzmich, A.Dogaru. Nature, 406 (2000) 277.
Навигатор прокладывает путь квантам энергии возбуждения особенно эффективно, когда длина волны попадает на спектральную линию в веществе. А, в рассматриваемом случае, у генератора и нелинейной ячейки спектральная линия одна и та же. Лазерный импульс генерируется не мгновенно – и, когда он сгенерирован, готовый путь ему уже проложен до выходного торца нелинейной ячейки. Почти мгновенный переброс квантов энергии возбуждения из генератора в нелинейную ячейку происходит точно так же, как их почти мгновенные перебросы с атома на атом в генераторе.
Что касается объяснения волновых свойств света, то этот вопрос мы рассмотрим в отдельной статье.
Заключение.
Изложенные выше представления о распространении света позволяют отказаться от бесплодных попыток «совместить несовместимое», при которых волновые и корпускулярные свойства света приписываются одному и тому же носителю этих свойств – под прикрытием высоконаучного термина «дуализм». Взамен мы приписываем эти свойства различным «носителям»: за волновые явления ответственен навигатор квантовых перебросов, прокладывающий путь квантам света с помощью волн расчётных вероятностей, а за корпускулярные – сами перебрасываемые порции энергии, т.е. сами кванты света.
Благодарности.
Простите, читатели, за отсутствие ссылок на предшественников: многие задумывались над тем, что такое свет, и список получился бы очень большим. Но нельзя не отметить, что модель навигатора квантовых перебросов навеяна «поисковыми волнами» Николаевского [6].
Автор благодарит В.И.Беленко, В.М.Епихина, С.В.Коростина, А.Н.Малимона и А.В.Новосёлова за полезную дискуссию.
Приложение.
Расчёт фазовой скорости света в движущейся среде .
Независимо от того, покоится среда или движется, волны расчётных вероятностей движутся с локально-абсолютной скоростью, равной скорости света в вакууме c, при этом частоты и длины волн в среде такие же, как и в вакууме.
Сначала рассмотрим случай покоящейся среды. Пусть на отрезке среды протяжённостью L происходит N равномерно распределённых сбоев распространения волны, так что линейная плотность «сбоящих» атомов есть m=N / L. Пусть каждый сбой даёт временную задержку t движения волны, время же t движения волны на отрезке между последовательными сбоями есть, очевидно, t =1/ m c. Результирующая скорость продвижения волны есть c0=L / N(t+t)=1/m(t+t)=c / n, где n - показатель преломления: n=1+c mt.
Пусть теперь среда движется со скоростью V попутно движению света. Для времени t ’, аналогичному времени t в случае покоящейся среды, можно записать равенство (1/m)+Vt ’=ct ’, откуда t ’=1/m(c - V). Длина цикла «одно продвижение между сбоями плюс одна задержка» есть l ’=ct ’+Vt, так что число сбоев на длине L теперь составляет N ’=L / l ’. Результирующая скорость продвижения волны есть
.
После подстановок (mt=(n-1)/c) и преобразований имеем:
.
В нерелятивистском приближении ((V / c)<<1) вторая дробь редуцируется к виду V(n-1)/ n, и, окончательно,
.
Случай встречного движения среды рассматривается аналогично; соответствующее выражение отличается лишь знаком «минус» перед членом, пропорциональным скорости среды. Эти выражения были получены ещё Френелем – правда, в рамках представлений об эфире – и впервые подтверждены в известном интерференционном опыте Физо с текущей водой.
Ссылки.
1. А.А.Гришаев. Об аномально быстром движении светового импульса.
2. А.А.Гришаев. Масса, как мера собственной энергии квантовых осцилляторов.
3. А.А.Гришаев. Иерархия частотных склонов в роли «светоносного эфира».
4. А.А.Гришаев. Межпланетные полёты и концепция локально-абсолютных скоростей.
5. А.А.Гришаев. Отсутствие допплеровских смещений у излучения от удаляющихся или приближающихся планет.
6. А.Николаевский. Ступени испепеляющие.
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 190; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!