bocharov писал(а):атом поглощает и излучает фотоны практически непрерывно
Поглощает да, можно сказать - спектр непрерывный, а излучает атом фотоны только соответствующие энергии связи между электроном и ядром. На этом собственно и строится спектрометрия - точная идентификация атомов. В соответствии с формулой Ридберга энергия фотонов, излучаемых атомом при возвращении электрона, имеет строгое соответствие энергии связи.
Поскольку возврат электрона в атом является разовой (апериодической) акцией, то излученные фотоны получаются разовыми электромагнитными колебаниями - квантами света.
Однако наибольший интерес представляет не столько разовость фотонов, сколько постоянство и стабильность энергии излучаемых фотонов каждым атомом. Именно постоянство и стабильность энергии излучаемых фотонов указывает на стабильность энергии связи между электроном и протоном в атоме.
Связывание электрона в атом становится операцией перехода электрона из внешнего (для атома) объекта во внутренний объект. И эта процедура встраивания электрона во внутрь атома меняет свойства электрона. Он становится разным для внутренностей атома и для внешней среды и объектов. Это свойство встраивания электрона во внутрь невозможно выявить экспериментально в виде связи между электроном и протоном, но оно фиксируется экспериментально в виде излучения или поглощения фотона в спектре излучения атома. Связь между электроном и протоном преобразуется в фотон с сохранением их произведения пространственно-энергетических характеристик.
При поглощении фотона и его излучении атомом происходит качественное преобразование объектов с сохранением их количественного пространственно-энергетического континуума в виде постоянной Планка. Происходит преобразование формы материи (материальный объект, именуемый «связь», преобразуется в другой материальный объект, именуемый «фотон»), происходит преобразование формы энергии с сохранением ее количества. Понимание этого качественного преобразования достигается сопряжением электродинамики и теории систем, путем понимания, что энергия связи и энергия фотона равны между собой, а сама связь электрона с атомом изменяется качественно одновременно с возникновением (или поглощением) фотона. В результате сопряжение положений разных научных дисциплин получается не только выявить электромагнитное строение электрона, но и обнаружить изменение свойств от его встраивания в более общие системы, каковым является атом.
В целом появляется простое объяснение постулатов боровской модели атома - при стационарном местоположении электрона атом не излучает, но излучает при перемещении электрона по атому или при его входе в атом.
Объясняется и обратный постулат - отсутствие излучения атома в стационарном состоянии обуславливает стационарность местоположения электрона, в том числе отсутствие его вращения вокруг ядра. С размерами электрона в 53 пм ему не только невозможно вращаться вокруг ядра, но и пошевелиться-то негде. Да и незачем ему шевелиться, поскольку состояние внешней среды для каждого электрона в атоме стационарно. Для нарушения стационарности среды внутри и вовне атома нужны внешние воздействия, которые и меняют состояние среды и опосредовано меняют пространственное местоположение электрона в атоме, а изменения местоположения электрона в атоме вызывают поглощение или излучение внешней энергии.
Переход электрона из состояния «в атоме» в состояние «вне атома» или обратно сопровождается необратимыми, тем самым, дискретными явлениями – излучением или поглощением кванта света строго фиксированной величины. Это означает, что электрон связан с атомом строго фиксированными пространственными и энергетическими параметрами. Более того, фиксированными по величине оказываются не только крайние состояния «внутри» и «вне» атома, но и каждое из внутренних состояний электрона в атоме. Каждое местоположение электрона внутри атома характеризуется своей энергией связи, поэтому любое изменение пространственного местоположения электрона внутри атома (переход электрона на другой пространственный слой в оболочке) сопровождается дискретным изменением величины энергии связи в соответствии с формулой Ридберга и фиксируется в виде необратимого явления излучения или поглощения кванта света определенной величины.
Если нет изменения местоположения электрона внутри атома или оно незначительно, то никакого изменения характеристик связи между электроном и протоном нет и, соответственно, нет никакого проявления изменений в связности между частицами. Связи между частицами есть, но они проявляются во вне в виде термодинамических колебаний без нарушения строения атома. В стационарном состоянии атом не излучает. Он излучает или поглощает только от такого внешнего воздействия, которое изменяет местоположение электрона в атоме или вообще приводит к его выходу из атома или входу в атом.
Такие внешние воздействия для спектрального анализа достигаются внешним облучением, обладающим непрерывным спектром частот воздействия. Однако существуют термодинамические процессы внутри вещества, которые сопровождаются хаотическими пространственными перемещениями атомов, их механическими столкновениями, которые нарушают пространственное расположение электронов внутри атомов. Эти термодинамические перемещения способны временно вытолкнуть электрон из атома с последующим его возвращением в атом, сопровождающегося излучением кванта света.
Такое излучение рассматривается в теории абсолютно черного тела, когда внешнее воздействие на атомы осуществляется не дополнительным облучением исследуемых атомов внешним потоком света, а внешнее воздействие достигается нагревом вещества и увеличением интенсивности механических столкновений атомов друг с другом. В этом случае даже без внешнего облучения атомов они сталкиваются друг с другом и в результате механического пространственного столкновения происходят все те же выходы электронов из атомов и обратные акты возвращения их в атом, сопровождаемые поглощениями и излучениями квантов света определенной величины.
Различие внешних воздействий при внешнем электромагнитном облучении и изменении температуры заключается в том, что при термодинамическом воздействии отсутствует периодичность воздействия. Механические столкновения атомов происходят хаотически, соответственно, и акты выбивания электронов из атома и обратное их возвращение в атом происходят случайным образом. Понятие «частоты» фотонов вырождается, поскольку частота утрачивает периодичность. Это звучит крамольно, но такова реальность – периодичность следования фотонов отсутствует.
Тем не менее, даже в условиях отсутствия периодичности появления фотонов их длина волны остается фиксированной, определяемой соотношением λ ‧ р = ћ, то есть соотношением определенности собственных параметров фотона и всех квантовых объектов. Нарушение периодичности излучения фотонов (апериодичность) обуславливается асинхронностью внешних воздействий, но это нарушение периодичности излучения не нарушает определенность собственных параметров фотонов.
Определенность параметров излучения при входе и выходе электрона из атома свидетельствует, что в каждом атоме реализуется соотношение определенности, которое устанавливает строго определенное соотношение между энергетическими и пространственными характеристиками связности электрона в атоме. Соотношение определенности фиксирует зависимость между энергетическими и пространственными характеристиками связи между электроном и протоном. Суть соотношения – чем больше расстояние между этими частицами, тем меньше интенсивность их электрической связности между собой. Связь между энергетическими и пространственными характеристиками целостной системы носит гиперболический характер.
И второе правило соотношения определенности – изменения связности между электроном и протоном происходит скачком, дискретно. И эта дискретность изменения связности между электроном и протоном в атоме стала основой для выявления квантового характера строения атома. На основе дискретности изменений связей между электронами и протонами Макс Планк вывел (вычислил) минимальную величину дискретности, названную впоследствии постоянной Планка, описывающей минимальный квант действия. Сделал он этот вывод (о минимальном кванте действия) именно на основе рассмотрения излучения «абсолютно черного тела», однако, квантовый характер изменений связей между электроном и протоном проявляется в любых переходах электрона из состояния «внутри» в состояние «вне» атома и наоборот. Переход между состояниями атома происходит вне зависимости от типа внешнего воздействия на атом – термодинамического, или внешнего облучения светом, или в результате воздействия другими факторами. Стабильность пространственных и энергетических изменений параметров связей между электроном и протоном стала основой для постоянства и специфичности спектров излучения и поглощения каждого атома, тем самым, стала идентификатором каждого атома.
Стабильность соотношения пространственных и энергетических собственных параметров фотонов в виде однократного излучения или поглощения фотона становится опровержением принципа неопределенности Гейзенберга. Каждый фотон, уравнение которого (λ ‧ р = ћ) содержит произведение собственных параметров фотона - длины волны и импульса, свидетельствует об определенности произведения пространственных и энергетических параметров, которые никак не могут измерить любознательные последователи принципа неопределенности Гейзенберга. Пытаются измерить, но у них не получается. Почему? Да потому, что они пытаются измерить координату и импульс электрона мысленно и интерпретируют (в соотношении неопределенности) величины ΔХ и ΔР, как среднеквадратические ошибки определения координаты местоположения электрона и его импульса, где ΔХ - ошибка в определении местоположения электрона, ΔР - ошибка в определении его импульса. Однако в однократном измерении, каковым является излучение фотона, происходящем при переходе электрона из свободного состояния в связанное в атоме, которое происходит в реальности, невозможно в принципе получить ошибки измерения и уж тем более среднеквадратические. Для получения ошибки измерения нужно знать действительное значение параметра, а оно неизвестно. Для получения среднеквадратических величин дополнительно нужна репрезентативная выборка из результатов измерений, а на практике происходит однократное излучение. Тем не менее это излучение в точности равно произведению пространственного и энергетического параметра связи электрона с протоном. И это произведение параметров связи электрона с протоном равно произведению длины волны на импульс фотона, которое равно приведенной постоянной Планка. Выходит, все эти мысленные рассуждения последователей принципа неопределенности Гейзенберга о невозможности одновременного определения координаты и импульса электрона «точнее, чем …», построены на изначально неверных предположениях и слабых познаниях теории измерений (метрологии). В реальном атоме местоположение электрона и импульс, который необходимо приложить к электрону, чтобы его выбить из атома, находятся между собой в строгом количественном соответствии, определяемом уравнением фотона λ ‧ р = ћ.
В реальном атоме просто нет такой операции, как измерение отдельного параметра, именуемого «координата», или отдельного параметра «импульс» электрона. Ее и некому выполнять в атоме – в атоме нет любопытных объектов, озадаченных проблемой, можно ли измерить одновременно координату и импульс электрона «точнее, чем». Но в микромире есть соотношение определенности между пространственными и энергетическими характеристиками субстанции «вакуума-эфира», которое выражается разными формулами, но с одной сутью – чем энергичнее происходят процессы, тем быстрее они замыкаются сами на себя, тем меньше пространственные характеристики образовавшегося объекта. И неважно, какой это объект – фотон, элементарная частица, связь между элементарными частицами – во всех случаях проявляется соотношение определенности: чем энергичнее происходят процессы внутри квантового объекта, тем меньше по размеру этот объект.
Так что ложным в соотношении неопределенности Гейзенберга являются вовсе не количественные значения измеренных параметров (координаты и импульса), ложной является сама операция измерения этих параметров, отсутствующая в реальности. Такой операции (раздельного измерения параметров) в реальном атоме или электроне просто нет. Не существует и самих параметров, которые подлежат раздельному измерению (координаты и импульса). Электрон не является точечным объектом, он распределен в пространстве, причем в определенном объеме пространства. В определенном объеме пространства распределен и импульс электрона (равно как и импульс электромагнитного колебания, распределенного по всей длине электромагнитной волны). Поэтому измерить координату квантового объекта физически невозможно, невозможно по причине неточечности квантового объекта. Точно так же невозможно измерить импульс квантового объекта – по причине распределенности этого импульса по всему объему квантового объекта. Невозможно измерить сразу и объем, и импульс квантового объекта, поскольку акт измерения изменит измеряемые параметры.
Полученное умозаключение, что длина и период волны фотона подчинены соотношению определенности, а периодичность следования фотонов во времени совсем не обязательна и подчинена периодичности или ее отсутствию источника – обуславливает необходимость изменений в гармоническом характере электромагнитных волн. Рисуемая обычно синусоида электрических и магнитных колебаний напряженностей оказывается неверной графической интерпретацией электромагнитного излучения – связь между отдельными периодами колебаний не является обязательной и периодической. Каждый период колебаний является самостоятельным квантовым объектом, именуемым фотоном. При гармоническом характере источника электромагнитных колебаний все наработанные закономерности сохраняются, а при отсутствии периодичности источника возбуждения электромагнитных волн требуется пересмотр теории. Во всяком случае поток солнечного света предстает как широкополосный, асинхронный и некогерентный поток фотонов «белого» цвета, на который накладывается свет, излучаемый атомами монохроматический цвет определенного спектра. Соотношение доминантного цвета, излучаемого атомами, и солнечного широкополосного потока «белого» света, отраженного от тех же атомов, именуется насыщенностью цвета.
