Электрон (полуволна) с зарядом е описывает круговую траекторию с периодом Т, следовательно, создаваемый им ток равен:
I = е/Т
Период обращения равен длине окружности, делённой на скорость (см. рис.): T = 2πr/v
А площадь окружности: S = πr2
Поэтому создаваемый электроном магнитный момент будет равен: pм = evπr2/2πr = evr/2
Момент импульса электрона (постоянная Планка) относительно оси равен: h = mvr
Если числитель и знаменатель магнитного момента умножить на массу электрона m, то получим классическое уравнение для магнитного момента, основанное на моменте импульса электрона:
pм = (е/m)*(h/2), (Кл/кг)*Дж*с или А*м2
Это и есть магнетон Бора. Однако здесь важно обратить внимание на физический смысл момента импульса электрона h.
Математики и многие физико-математики связывают этот параметр со спином (от англ. spin – вращаться, вертеться) и здесь они настолько всё запутали, что выбраться им из созданных ими же тупиков уже нет никакой возможности.
Чтобы не быть голословными, открываем Физический энциклопедический словарь и в разделе «Спин» читаем (даю дословно):
«Спин (от английского spin – вращаться, вертеться), собственный момент количества движения элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого».
Тут ясно сказано, что элементарная частица (к примеру, электрон) вращается вокруг собственной оси, никуда, при этом, не перемещаясь. Именно так и думали математики и даже многие физико-математики, когда вводили понятие спина в физику. Однако затем они начали прозревать, ибо к кинетической энергии вращения электрона вокруг ядра в атоме, должна добавиться и энергия вращения электрона вокруг собственной оси. Но Нильс Бор, рассматривая спектры излучения атома водорода, ничего подобного не обнаружил.
Пришлось «сдавать назад» и математики стали объяснять нам, что вращение электрона вокруг собственной оси только кажущееся. Заметьте, вращается электрон вокруг собственной оси или нет – науке не известно, но спин (то есть, вращение) у электрона есть, ибо без него невозможно выстроить структуру электронных оболочек в атомах таблицы Менделеева. Логика у математиков поразительная. Но беда не приходит одна, ибо появились «волны де Бройля», получившие развитие в работах Шредингера, Дирака, Гейзенберга и Борна. Опытное подтверждение эта идея получила в 1927 году, когда было открыто явление дифракции электронов. Всем стало ясно, что электрон является волной (точнее – полуволной), но не понятно, как полуволны (электроны) могут вертеться вокруг собственной оси в разные стороны и где эта ось?
Нарисовался серьёзный тупик, но выход всегда есть, ибо Природа, как здесь уже не раз говорилось, устроена очень просто. И, если бы её меньше окучивали математическими моделями, то понимание законов Природы было бы доступно даже школьникам.
Простой и внятный выход нам указали физики, у которых действует отлитый в золоте девиз: «Простота – печать Истины». И действительно, несложно догадаться, что последующая полуволна (электрон) в атоме водорода находится в противофазе с предыдущей. То есть, двигаясь по орбите вокруг ядра, полуволна на каждом последующем круге, меняет направление своей амплитуды на противоположное. Подробнее мы это рассматривали в статье «Волновая теория поля» Однако основные доводы этой темы повторим и здесь.
Для образного восприятия можно нарисовать полуволну на узкой полоске бумаги и затем свернуть эту полоску в кольцо так, чтобы рисунок остался на внешней стороне кольца, а начало и конец полуволны совпали в одной точке (назовём её точкой совпадения).
В этом случае полуволна, сделав первый оборот по окружности, приходит к точке совпадения сверху вниз и, двигаясь дальше, образует зеркальное своё отражение ниже оси колебаний. При втором пересечении точки совпадения волна устремляется уже снизу вверх и далее повторяет свой первоначальный путь выше оси колебаний. Затем снова она движется, ниже этой оси и так до бесконечности.
Следует заметить, что волна ни от чего не отражается. Она движется только вперёд, но эффект стоячей волны есть. В этом случае мы имеем две пучности в противофазе и один узел, которым является точка совпадения.
Здесь мы наглядно видим два противоположных направления спина, но теперь спин имеет совсем иной физический смысл. Теперь это не вращение вокруг собственной оси, а обычная смена направления амплитуды полуволны (вверх и вниз).
Более того, физики воспринимают момент импульса, как площадь полуволны в координатах:
- импульс (вертикальная ось) и длина волны (горизонтальная ось);
- или энергия (вертикальная ось) и период волны (горизонтальная ось).
Подробнее этот факт мы рассмотрим в статье «Корпускулярно-волновой дуализм».
Здесь надо усвоить тот факт, что ФИЗИКА изучает законы Природы. Это не придуманные человеком законы. Их создала сама Природа, а человек только открывает эти законы, изучая Природу. Именно поэтому ФИЗИКА является настоящей наукой.
А математика является лишь результатом человеческого творчества. Это великолепный инструмент для проверки собственных идей. Поэтому ФИЗИК должен в совершенстве знать высшую математику, все её достоинства и, главное, недостатки.
Заслуга математиков в том, что они развивают этот замечательный инструмент, но беда, если математик сам вторгается в ФИЗИКУ, создавая собственные математические модели.
Во-первых, математик считает, чем сложнее его математическая модель, тем она правильнее, а он сам - гениальнее. Он даже не понимает Святое Правило: «Истина в простоте».
Во-вторых, математик даже не догадывается, что основой в ФИЗИКЕ является ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ.
Например, Птолемей создал сложнейшие эпициклы, доказывая, что Солнце вращается вокруг Земли. Это была неверная теория и физического смысла в ней не было. Однако она служила людям почти полторы тысячи лет, пока не появились открытые великим Кеплером ПРОСТЫЕ и внятные законы Природы, объясняющие движение планет (в том числе и Земли) вокруг Солнца.
Был и другой математический «гений», который так и не смог объяснить, как две массы влияют друг на друга на огромных расстояниях. Это простейшее понимание пришло к нам, когда мы узнали о существовании гравитационного поля с таким его параметром, как напряжённость поля. Более того, его «всемирный» закон тяготения можно использовать только в макромире (Солнечная система), а в микромире (потенциальное поле атома) он совершенно бесполезен, в то время, как законы Кеплера УНИВЕРСАЛЬНЫ, ибо великолепно работают и в макро- и в микромире.
Был у нас ещё один «гений», который с помощью массы искривил «пространство-время», а оно затем указывало, куда двигаться массе. Не знал он, что гравитационные эффекты обусловлены силовым взаимодействием тел с напряжённостью гравитационного поля (как это и предусмотрено Природой гравитации). Подробнее эта тема изложена в статье «Природа гравитации».
Именно поэтому наш «гений» так и не смог найти внятный ответ на простой вопрос: что происходит с «пространством-временем», когда масса покидает вышеуказанную точку? Оно остаётся изогнутым в том месте, где только что была, скажем, Земля? Или выпрямляется? Но тогда, за счёт каких сил? Если за счёт упругости, то это уже не «пространство-время», а обычное силовое поле.
По этому поводу верно выразился действительно гениальный Тесла:
«Пространство не может быть искривлено по той простой причине, что оно не может иметь никаких свойств».
А физико-математики занимают промежуточное положение. Одни находятся ближе к физикам, а другие – к математикам.
Кроме этого, надо помнить и о том, что математика, как и всё созданное человеком, бывает не только полезна, но, к сожалению, и вредна. Например, в математике значение потенциала определяется через свои производные и в этом случае математический смысл имеет только разность его значений, ибо абсолютное значение потенциала после интегрирования включает некоторую произвольную постоянную.
Поэтому математики выбирают нулевое значение потенциала произвольно, хотя реально он для физиков имеет это значение только на границе поля.
Вывод: Создавать теории, опираясь только на математику, без учёта физического смысла глупо. Это красноречиво доказали нам Птолемей и оба наши «гения».
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
