ЧАСТЬ ВТОРАЯ. Суть «волнового» фактора и границы охватываемых им явлений.
То, что я описал в предыдущей части лекции, является методом специфической передачи информации о так называемом «волновом» взаимодействии между двумя точечными объектами («элементарными» частицами, имеющими электрический заряд). Специфика настолько уникальная, что потребовалось достаточно много времени на то, что бы уяснить ее. Это взаимодействие, как и вышеописанное «групповое взаимодействие по предустановленному вектору», имеет групповой характер. Мало того, оно использует групповое взаимодействие как элемент самого волнового взаимодействия. Ведь источник конкретного волнового фактора может существовать длительное время, пока сложатся условия для реального взаимодействия (на далеко расположенном объекте). Но как только этот источник (конкретный точечный объект) выпустил свою информацию, он сразу закономерным образом меняет собственные параметры (прежде всего – «кинетический вектор»). А для этого он вынужден использовать окружающие его объекты. То же происходит и в точке приема информации. Так что информационная природа взаимодействия в случае передачи волнового фактора проявляет себя в наиболее зримом виде. И информационная, и групповая.
Чем же являются определяющие условия, заставляющие «вращающийся вектор» параметра «волнового» взаимодействия возникать и принимать определенный модуль и определенную частоту вращения в самом источнике его возникновения? Сама связь между «энергетическими» параметрами подобного вектора и частотой его вращения давно известна. Здесь можно использовать знаменитую формулу М. Планка:
W = һ∙ν где W – энергия, ν – частота вращения вектора; һ – постоянная Планка;
Модуль подобного условного вектора может определяться разными факторами, но частота его вращения должна быть пропорциональна величине той «механической энергии», которая в привычном понимании символизирует работу силы. Подобные параметры не используются в данной концепции, но выше я показал, что эта «механическая энергия» пропорциональна квадрату модуля «кинетического» вектора частицы (то, что соответствует т. н. «кинетической энергии»). Следовательно, можно сказать, что частота вращения «волнового» параметра пропорциональна квадрату «кинетического» вектора. Но о каком векторе идет речь? О текущем «кинетическом» векторе частицы? Нет, это не так. Из классической теории электромагнитного взаимодействия мы знаем, что величина этого взаимодействия пропорциональна не текущей скорости заряженного тела, а его ускорению.
Что же «заставляет» «волновой вектор» появляться, увеличивать вращение и расти? Первое, что приходит в голову – сила, воздействующая на точечный электрический заряд. В бинарной паре наиболее сильным взаимодействием является то, что мы обозначили как «нединамическое» электрическое взаимодействие. В принципе, здесь может быть любая сила (та же гравитационная), действующая на частицу с электрическим зарядом. Поскольку взаимодействие идет потактно, взаимодействие на данный точечный элемент (частицу) означает изменение ее «кинетического вектора».
Но изменение «кинетического» вектора означает изменение скорости точечного объекта (точнее – изменение составляющих скорости в бинарной системе). Если речь идет именно о силовом взаимодействии, то можно было бы подумать, что часть «энергии» идет на изменение скоростных параметров взаимодействующих точечных объектов, обладающих электрическим зарядом, а часть – на раскручивание символического «волнового вектора». Но это не так. Вся т. н. «энергия» любого взаимодействия на данный точечный объект идет только на изменение его «кинетического» вектора, то есть (в конечном итоге) на изменение его скоростей в каждой из бинарных систем (в «абсолютной» системе скорость не участвует как отдельный параметр). Так называемый фактор «волнового» взаимодействия «раскручивается» внутри объекта пропорционально изменению его «кинетического» вектора, но это – просто информация, которая ни какую «энергию» внутри объекта не затрагивает.
Данная концепция имеет еще один важный аспект. Взаимодействие, как правило, идет определенное время и складывается из большого количества «элементарных» взаимодействий. Следовательно, вектор «волнового взаимодействия» должен нести накопительную функцию. Чем сильнее и продолжительнее взаимодействие – тем больше мы «раскрутим» вектор и больше символической «энергии» в нем аккумулируем. Разумеется, в реальной ситуации практически не бывает некого плавного и непрерывного взаимодействия. Частицы постоянно и, зачастую, хаотично перемещаются и взаимодействуют в разных направлениях. Но если взять именно акты бинарного взаимодействия, то они столь малы, что даже перемещение на внутриатомном расстоянии сопровождается очень большим числом элементарных взаимодействий даже на очень ограниченном участке движения. И тут мы должны вспомнить знаменитую формулу Лармора (надеюсь, что ее простота вас не испугает):
W = 2/3 ∙ (e2∙a2/c3), где W – мощность излучения, е – заряд, а – ускорение
То, что мощность зависит от заряда – вполне понятно. А вот на квадрат ускорения следует обратить особое внимание. Просто ускорение в элементарном акте можно полностью связать с полученной «порцией» изменения «кинетического вектора». То есть, ускорение за один такт взаимодействия линейно связано с «порцией» полученного «кинетического вектора». Когда порции бинарного взаимодействия начинают «раскручивать» «волновой» фактор, то последний последовательно увеличивает свой модуль. Но зато сама «частота вращения» пропорциональна квадрату накопленной величины «кинетического» вектора. Это будет эквивалент кинетической энергии (в классическом смысле). Но не кинетической энергии частицы при ее текущей скорости (это важно понять!), а символической энергии подобной же частицы, разогнанной от нуля до величины, соответствующей накопленному значению.
Но накопление т. н. «волновой энергии» (правильней сказать – «волновому фактору») в данном точечном объекте, несущим электрический заряд, еще не все. Эта «энергия» должна излучаться. В бинарной концепции данный факт имеет чисто информационную природу – энергия не излучается непосредственно («энергетический» процесс организуется в точке исхода и точке приема). Но сути это не меняет, одним накоплением дело не ограничивается. В какой-то момент порция должна быть излучена.
Обращу внимание на то, что в любой конкретный момент имеет место только бинарное взаимодействие. И это взаимодействие имеет исключительно центральный характер. То есть, направлено строго вдоль условной оси, отображаемой с помощью ЛБВ и символизирующей прямую, связывающую два точечных объекта. «Нормальная» и «бинормальная» составляющие образуются только в результате «поворота» бинарной системы координат (см. лекцию 5). Результат «бинарного» взаимодействия (или просто изменение «центральной» составляющей «кинетического» вектора) может отличаться только модулем и знаком. «Волновой вектор» может раскручиваться с ускорением или с замедлением (в зависимости от знака взаимодействия). Можем чисто условно считать, что для частицы с положительным зарядом – если вращение обусловлено действием положительного изменения «центральной» составляющей «кинетического» вектора (ускоряющее действие) – «раскручивание» идет по часовой стрелке, а если действием отрицательного изменения (тормозящее действие) – против часовой стрелки. Для отрицательного заряда – все наоборот.
Условия и процесс излучения «волнового» фактора.
Для того, что бы сформулировать условия момента «излучения» (и, соответственно, сброса значения данного вектора и его остановки) – необходимы определенные условия. Во-первых: нужен минимальный модуль «накопленного значения» волнового фактора. Направление изменения «центральной» составляющей в бинарной системе может быть как положительным, так и отрицательным. «Волновой фактор» то увеличивает раскручивание в определенном направлении, то замедляет его. При этом никакого излучения нет. Начиная же с определенного величины «накопленного значения» (какой-то минимальной частоты и амплитуды) возможен акт излучения соответствующей «порции» (и обнуления данного значения в самом точечном источнике).
Это было необходимое условие (наличие минимального модуля накопленного значения «волнового фактора»). Без этого условия излучение шло бы отовсюду сплошным потоком. Достаточным же условием является «откручивание» вектора в обратном направлении (и уменьшении его модуля) на определенную минимальную величину. При непрерывной череде или преобладающем «закручивании» волнового вектора в одном направлении – он увеличивается (с определенным знаком). Если его потом «открутить» в обратном направлении столь же непрерывной чередой, то произойдет «разрядка», то есть – процесс инициации излучения. Величина этого «откручивания» значительно меньше «накопленного значения», но пропорциональна ему. Больше «зарядили» – больше нужно «открутить» для «разрядки».
Можно привести такое очень упрощенное наглядное сравнение. Мы крутим штурвал некого пружинного механизма. Можно крутить его то в одну сторону, то в другую. Если все время крутить туда-сюда – никакого взвода не получится. Можно крутить туда-сюда, но в основном, все же, в определенном направлении. Тогда будет как бы накопление энергии пружинного механизма (в определенном направлении). Но если уже накоплен некоторый «взводной потенциал» («накопленное» значение), то достаточно немного «открутить» штурвал в обратном направлении (превысив при этом некое минимально необходимое значение), как произойдет моментальная разрядка пружины. И нужно начинать новый взвод.
Так вот, «разрядка пружины» в случае «раскрученного» «волнового вектора» - это и есть акт излучения полной порции «волновой энергии» (на самом деле – «информационной волны»). После каждого такого акта в самом источнике включается механизм группового взаимодействия со всем своим окружением, заставляющим точечный объект изменять свой «кинетический вектор» на определенную величину (равную по модулю накопленного значения). А в точке приема информации происходит такое же групповое взаимодействие с соответствующим окружением, меняющее в ней определенные параметры.
Это я описал суть явления. Но есть и уточнения. Во-первых: «раскручивать» (или «заряжать») «волновой» фактор можно не любой сколь угодно малой порцией взаимодействия. Здесь то же имеется определенный порог, меньше которого взаимодействие ни как не влияет на процесс «закручивания» (в любом направлении). Если хоть немного превысить этот порог – процесс «закрутки» пойдет. Во-вторых: как только процесс «закрутки» приостановится – идет самопроизвольная «раскрутка» в обратном направлении, стремящаяся обнулить «волновой» фактор. Можно интерпретировать этот процесс и несколько иначе. Порог на «закручивание» вообще не устанавливать. Просто после каждого акта прибавки «кинетического» вектора идет вначале «закрутка» «волнового» фактора на соответствующую величину, а затем сразу – «раскрутка» на минимальную и постоянную величину. Но если после очередного «закручивания» (когда уже что-то успело накопиться) в очередном такте нет результата взаимодействий (нулевое изменение «кинетического» вектора) – «откручивание» методично продолжается. Таким образом, процесс накопления «волнового» фактора – исключительно динамический процесс. Как только заканчивается более или менее энергичное взаимодействие данной заряженной частицы со своим окружением – ее «волновой» фактор тут же начинает убывать, пока не спадет к нулю, если вновь не продолжится процесс взаимодействия. Понятие «тут же» – относительное. Необходимо определенное время.
Процесс «раскручивания» и излучения «волнового вектора» абсолютно унифицирован для движения заряженного точечного объекта, в какой бы системе он не находился. Если считать электрон точечным объектом (истинно «элементарной» частицей), то легко представляется его прямолинейное движение в некой «нейтральной» среде. Если среда абсолютно равномерно заполнена – движение в какие-то промежутки времени немного меняется (ведь полное отсутствие взаимодействия невозможно), но в среднем всегда выравнивается за счет того, что все взаимодействия взаимно друг друга компенсируют. Поэтому накопления волнового вектора не будет. Не будет и условий для излучения. Но эти условия легко достижимы, когда имеется неравномерное распределение заряженных объектов на пути движущегося электрона. Вспомните устройство распространенного ныне магнетрона, или лампы бегущей волны, или просто эффект синхротронного излучения. Я не говорю о механизмах и природе подобного рода явлений в традиционной интерпретации. Просто говорю о конечном эффекте.
Таким же скомпенсированным будет движение электрона по орбите, близкой к круговой. Прежде всего – вокруг «тяжелого» ядра в атоме. В ядре есть положительно заряженные точечные элементы. Учитывая относительно большое расстояние до электрона, движущегося по орбите, можно рассматривать бинарное взаимодействие тяжелого «центра» с частицей, которая как то движется относительно него, но радиус-вектор при этом лишь очень незначительно осциллирует от своего среднего значения. При увеличении радиус вектора в бинарной системе происходит трансформация составляющих «кинетического» вектора электрона и изменение его модуля в сторону уменьшения («закручивание» волнового фактора против часовой стрелки). Потом траектория вновь загибается и модуль увеличивается («откручивание» волнового фактора назад). При движении, очень близком к круговому, не возникнет условий для излучения. Но если электрон «пихнуть» со стороны и он увеличит скорость – орбита станет вытягиваться и «закручивание» волнового фактора превысит условный порог. Когда же начнется замедление и «откручивание» превысит свой порог (существенно меньший первого) – произойдет излучение. Как будет меняться после этого излучения его движение? Для этого существует абсолютно унифицированный алгоритм. Он одинаков для любой заряженной частицы, любого ее движения, любого окружения и любого модуля «волнового» фактора. От гамма-излучения до самого длинноволнового, что присутствует в любых электрических проводах переменного тока. Именно его мы и опишем.
Заряженная «положительная» точечная частица ускоряется, растет модуль ее «кинетического» вектора (в отличие от скорости, последний существует в любой системе координат – и бинарной, и «абсолютной»). Параллельно идет «закрутка» «волнового» фактора по часовой стрелке (условно, конечно). Если, начиная с какого-то момента, модуль «кинетического» вектора не меняется – идет «открутка» (соответственно – уменьшение значения) «волнового» фактора. Но это «откручивание» не способно привести к «разрядке», то есть – излучению порции данного «волнового» фактора, сколько бы этот процесс ни продолжался (вплоть до полной символической «остановки» фактора – обнуления). Но если начинается процесс торможения ускоренной частицы (точнее – уменьшение модуля «кинетического» вектора) и порог такого торможения превышает минимально допустимую величину, возникают условия для излучения «волнового» фактора. Последний начинает свою экспансию во все телесные углы «домена» данной заряженной частицы. А внутри самой частицы «волновой» фактор обнуляется. При этом на сколько изменился ее «кинетический» вектор в процессе разгона – настолько же он изменится за счет действия группового взаимодействия (за минусом тех пауз, когда происходила саморазрядка). Направление изменения «кинетического» вектора – строго против того направления, который был у него на момент «разрядки».
Процесс торможения заряженной частицы отличается от ее разгона тем, что «закручивание» «волнового» фактора идет не по, а против часовой стрелки (для «положительно» заряженной частицы). Направление – условное понятие, главное – обратно предыдущему направлению. Во время «разрядки» (и излучения) «кинетический» вектор не уменьшается, а увеличивается на соответственную величину (величину накопленного значения «волнового» фактора). То есть, движение на сколько замедлилось – на столько же и ускорилось после акта излучения. Тут не нужно делать какие-то домыслы относительно того, что при торможении у нас что-то там накапливалось, а потом после излучения – вернулось и ускорило частицу. Условная «энергия» берется в групповом взаимодействии из окружения. Речь идет про удобный алгоритм, определяющий направление изменения вектора движения частицы при «волновом» взаимодействии.
Процесс поглощения «волнового» фактора. Реальное взаимодействие.
А теперь поговорим о процессе «поглощения» «волнового» фактора конкретной заряженной частицей. Этот процесс происходит при строго определенных условиях. Главными здесь являются два условия. Во-первых: совпадение частоты (и, соответственно, модуля) «волнового» фактора внутри самой частицы (обусловленное ее разгоном или торможением) с частотой «волнового» фактора проходящей информационной «волны» (а именно, в тот момент, когда данная конкретная частица стала «активным центром» внутри данного волнового процесса). Во-вторых: направления «вращения» «волнового» фактора волны и внутреннего содержимого частицы должны иметь противоположный знак. К примеру: если частица разгонялась и накопила положительное значение «волнового» фактора (раскрутка условно по часовой стрелке), то «волновой» фактор волны должен иметь такое же значение, но отрицательное «вращение». Или наоборот. Разумеется, совпадение не должно быть идеальным. Просто чем больше совпадение – тем больше вероятность реакции взаимодействия.
Но вероятность взаимодействия, кроме указанного условия, определяется еще и величиной, описанной в предыдущей лекции. Это отношение модуля суммарного вектора, который образуется при приеме ретранслируемых сигналов «активным центром», к арифметической сумме модулей этих сигналов. Чем ближе он к единице – тем вероятней акт поглощения. То есть, вероятность реального взаимодействия зависит от произведения данных вероятностных параметров.
Что происходит в момент приема информации? Во-первых: гасится сам волновой процесс в пространстве и гасится «волновой» фактор внутри частицы. Во-вторых: меняется «кинетический» вектор частицы (в конечном итоге – ее скорость). Как меняется вектор? Это зависит от величины самого фактора («накопленное» значение, определяемое конечной амплитудой и зависимой от нее частоты) и от того – как соотносятся между собой по направлению «кинетический» вектор данного «активного центра» и конечное значение его «вектора выбора направления». О том, как образуется последний, мы говорили в предыдущей лекции. Если не было отражений и преломлений, то этот вектор направлен от источника излучения к данному «активному центру». Так вот, знак проекции «вектора выбора направления» на направление «кинетического» вектора «активного центра» в момент взаимодействия и определяет конечное направление результирующего изменения этого вектора. Если имеем положительное значение – частица ускоряется, если отрицательное – тормозится. Направление изменения – вдоль текущего «кинетического» вектора.
Что получается? К примеру: частица ускорялась и накапливала «волновой» фактор «по часовой стрелке» (условно – положительно). В момент приема «волнового» фактора, распространяющегося в пространстве (имеющему «отрицательную» величину но такой же модуль), данная частица затормозиться или ускорится, в зависимости от того – как ориентировано движение частицы (в условном «абсолютном» пространстве). Если проекция «вектора выбора направления» в момент приема ляжет в положительном направлении «кинетического» вектора – частица ускорится. Если в отрицательном – замедлится.
Для тормозящейся частицы процессы аналогичные, но все наоборот. То есть, принять она может только «волновой» фактор «право закрученный» (сама же при этом имеет «левозакрученный» фактор). В момент приема: при положительной проекции «вектора выбора направления» частица будет тормозиться, при отрицательной – ускоряться.
О лазерном взаимодействии.
Те алгоритмы, которые я описал, интерпретируют процессы излучения и поглощения при волновом взаимодействии заряженных частиц. Казалось бы – что еще можно фундаментального добавить в этой схеме? А добавить не только можно, но и необходимо. Это процессы так называемого лазерного взаимодействия. Последнее считалось до определенной степени специфическим взаимодействием, которое проявляет себя внутри атомных и молекулярных систем (так называемые «инверсные» уровни энергий). Я же считаю, что данное взаимодействие является столь же фундаментальным и всеобъемлющим (для всех диапазонов значений), как и описанное «волновое» взаимодействие. Причем, все абсолютно гармонично встраивается в вышеописанную схему.
Если условием приема (с поглощением) и инициацией информации о «волновом» факторе для «активного центра» является совпадение по частоте и противоположность в направлении вращения «внутреннего» параметра в самой частице и проходящей волне, то условием «лазерного» взаимодействия является то же самое, но направление «вращения» «волнового» фактора в самой частице и в волне должны совпадать. Мало того, должны совпадать (в определенных допусках) и фазировки векторов «волнового» параметра. То есть, на условном «циферблате» стрелочки двух взаимодействий будут рядом друг с другом.
Результат такого взаимодействия кардинально отличается от простого поглощения. Сам исходный волновой сигнал не изменяется и продолжает распространяться дальше. А вот «активный центр» становится источником нового сигнала. Самым обычным, с инициацией информации во все элементарные телесные углы своего «домена». И ведет себя совершенно так же, как обыкновенная излучающая частица. Но здесь добавляется влияние «вектора выбора направления». Если частица ускорялась и набирала положительное значение «волнового» фактора (правое «закручивание»), то после излучения она либо приостановится на соответствующую величину, либо ускоряется. Тут все обратно процессу поглощения. Если проекция «вектора выбора направления» на «кинетический» вектор положительна – частица будет тормозиться. Если проекция отрицательна – ускоряться. Если частица замедлялась и набирала отрицательное значение своего «волнового фактора» (левое «закручивание»), то после излучения – все в обратном порядке (положительная проекция – ускоряет, отрицательная - тормозит.
Вышеописанные алгоритмы, достаточно лаконичные и относятся к любым волновым процессам – от гамма излучения в атомных системах до сверхдлинных волн при движениях зарядов в проводниках (да и в любой среде или вакууме). Но в ядерных, атомных и молекулярных системах свой характерный след вносят специфические групповые взаимодействия, благодаря которым существуют эти системы как интегральное целое.
Движение электрона вокруг ядра в свете новой доктрины.
Считаю важным показать работу базового механизма «волнового взаимодействия» на примере устойчивого движения электрона по орбите вокруг ядра атома. Вновь уточняю важное допущение о том, что электрон – точечный объект (то есть, это именно «элементарная» частица). В моем предположении любая некруговая устойчивая орбита электрона – плод теоретической фантазии. Я не говорю, что она незаконна. Можно создать соответствующую аксиоматику и выразить ее на языке математики (что и было сделано Шредингером и Гейзенбергом). Но можно построить и свою аксиоматику, в которой устойчивой является только чисто круговая орбита. Главное – неизменный модуль «кинетического» вектора частицы. Вообще говоря, он не может быть всегда строго неизменным. Но есть определенные допуски его вариаций и скорость этого процесса.
Любая строго круговая орбита электрона не ведет к накапливанию «волнового» фактора. Но устойчивыми в атомной системе являются не все орбиты. Прежде, чем разбирать этот вопрос, необходимо немного отвлечься и разобраться с вопросом т. н. «кинетической» и «потенциальной» энергиями заряженной частицы вообще и электрона – в частности.
Что бы не было нареканий относительно непонимания элементарных процессов орбитального движения на языке классической механики, разъясню суть этого движения (именно на языке классической механики). Устойчивая круговая орбита характеризуется определенной скоростью – так называемой «первой космической». Чем больше радиус орбиты – тем меньше эта скорость (и соответствующая ей кинетическая энергия). Но когда телу необходимо подняться на более высокую орбиту – необходимо затратить энергию, что бы его ускорить. В случае ракеты, нужно включить на некоторое время двигатель и он ускорит движение. Пойдет набор высоты. Кинетическая энергия поначалу увеличится. Затем будет работать центростремительное ускорение и уменьшать скорость. Если двигатель больше не включать, то вначале скорость упадет до прежнего значения, а затем начнет уменьшаться дальше. В апогее эллиптической орбиты скорость будет даже ниже той, которая необходима для устойчивой круговой орбиты на этом расстоянии (хотя она и так меньше той, что была на нижней орбите). Для того, что бы зафиксировать круговую орбиту – нужно еще раз ускорить тело. Куда же делась энергия, которую мы затратили, что бы поднять орбиту? Ведь кинетическая энергия на более высокой орбите меньше, чем на исходной (более низкой). Ситуация проясняется, если включить в процесс рассмотрения потенциальную энергию центральной силы притяжения. Если формально определять эту энергию – может получиться недоразумение. Для точечных тел она равна бесконечности (при квадратичном законе ее изменения). При ограничении нижнего радиуса возникнет неопределенность (чем ты его определишь?). Но ситуацию спасает не абсолютное значение этой энергии, а ее разность. Эта разность для двух произвольных орбит получается такова, что потенциальная составляющая меняется в обратном направлении и она ровно в два раза (по модулю) превышает изменение кинетической энергии. То есть, на более высокой орбите потенциальная энергия увеличивается ровно в два раза больше, чем уменьшается кинетическая энергия того же тела. Вот на эту половинную разность и должна поработать силовая установка ракеты для того, что бы повысить орбиту. А численно она будет равна разности кинетических энергий на верхней и нижней круговой орбитах, только со знаком минус.
В «бинарной» концепции энергия – характеристическая неизменная величина частицы. Что касается т. н. «кинетической» энергии, то чисто условно (исходя из новой концепции) ее можно отождествить с изменением скоростной составляющей тела, заимствованной из гипотетического «хранилища» энергии-покоя внутри самой частицы. Ведь никаких «полей» новая концепция не предусматривает. А можно численно посчитать эту «кинетическую энергию» (в классическом смысле) как квадрат модуля «кинетического» вектора, деленный на двойное значение ее полной энергии (численно будет та же «кинетическая энергия»).
Реально в экспериментах измеряют длины волн характеристического излучения. То есть, можно с уверенностью говорить лишь о частотных параметрах. Но частотные параметры волнового излучения (с учетом его квантовой природы) однозначно связаны с «энергией» этих квантов в классическом смысле (как мера работы силы). Мы условились меру «волнового» фактора (его частоту) соизмерять с квадратом накопленного значения изменений «кинетического» вектора заряженной частицы. Именно в такой связке можно математически рассчитать – насколько должен измениться модуль ее «кинетического» вектора при переходе с одной т. н. «разрешенной» орбиты на другую.
Поэтому стоит разобраться повнимательней с квантовыми постулатами Бора и теми экспериментальными реалиями, которые легли в основу соответствующей концепции.
Экспериментальная зависимость, выражаемая формулой Ридберга, указывает лишь на то, что энергетическая составляющая электронов, находящихся на соседних уровнях (орбитах) отличается на определенную величину (если, конечно, верить в «орбитальную» модель). Легко выразить математически эту разность, причем так, что сама энергетика первого уровня не будет иметь значение. Важна лишь разность энергий между уровнями. Бор избрал в качестве исходного «энергетического уровня» значение энергии т. н. «выхода». Это та минимальная энергия, которую нужно затратить, что бы вырвать электрон из атома водорода (примерно 13,6 эВ). Определяется она экспериментально. Но давайте рассуждать несколько иначе. Энергетическое «расстояние» между первым и вторым уровнями – самое большое, дальше меньше и еще меньше. Уже на шестом уровне и дальше разность крайне мала. Энергия «выхода» оказалась такой, что если ее прибавить к энергии электрона, вращающегося на первом уровне, то он улетит по эллиптической орбите за пределы самого высокого уровня при любом значении энергии на первом. А ведь атом (по новой концепции) – информационный «автомат». В алгоритмах, стабилизирующих орбиты его электронов, есть определенная верхняя граница. И если она пересечена, то повлиять на электрон могут лишь естественные процессы. Это либо центральное взаимодействие с ядром (плавное возвращение), либо возмущающее влияние соседних атомов (они ведь сталкиваются). А если у нас присутствует внешняя возмущающая сила (так называемое «внешнее электрическое поле»), то вышедший за определенную область электрон может легко попасть и под ее влияние. Что с определенной вероятностью и происходит. Другое дело, что при минимальных (пороговых) значениях энергии внешнего «поля» электрон не оторвать без влияния возмущений сталкивающихся атомов газовой смеси. И это можно проверить. Для этого нужно взять газ при температурах, достаточно близких к абсолютному нулю. Вот тут и можно оценить реальную энергию электрона на первом уровне. Впрочем, не все так просто. Ведь электроны под действием внешнего возмущающего фактора разгоняются и сталкиваются. Поэтому и при низкой температуре будет возмущение со стороны электронов, вылетающих из катода. Но зависимость явно как-то изменится.
Мне почему-то кажется, что красивые соотношения, получившиеся при значении энергии первого уровня в атоме водорода (13,6 эВ), настолько всех очаровали, что никто и не подумал как-то существенно по другому интерпретировать результат. А уж после того, как Луи Де Бройл показал, что на всех разрешенных орбитах укладывается целое число волн, «свойственных» электрону в его «волновой ипостаси» при соответствующей энергии, то уже ни у кого даже не возникало сомнений в правильности существующих значений уровней.
Что же получается при новом подходе? Если принять за основу устойчивую первую орбиту атома водорода радиусом примерно 5,3 ∙ 10-11 (десять в минус одиннадцатой степени) метра, то для второй устойчивой орбиты у нас с необходимостью получится расстояние 294,6 ∙ 10-11 м. Принятое традиционной наукой значение – заметно меньше. Дело в том, что при классической трактовке разность т. н. «кинетической» энергии зависит от скорости электрона на конечной орбите. У меня иначе. От исходного значения скорости отнимается величина, численно равная скорости, которую получил бы электрон, разогнанный от нулевой скорости до той, которая обеспечивает ему энергию «накопленного значения», то есть – той «энергетической» разности (только с обратным знаком), которая диктуется экспериментальной зависимостью Ридберга. Не будем спорить по этому поводу, поскольку речь идет о совершенно разных методологиях. Если бы кто-то измерил (причем – совершенно бесспорно) реальный радиус орбиты электрона в атоме, то я бы не имел право на альтернативное толкование. А если нет таких «железобетонных» доказательств – имеем варианты. Для дальних орбит эта разница будет уже куда меньше, но все равно имеем сравнительно большой внешний радиус. А вот если взять радиус первой орбиты раз в пять меньше (10-11 м), то для следующей орбиты получим значение 2,55 • 10-11 м. Представляете разницу?! Переходы при таких вариантах орбит осуществляются быстрее и проще (с точки зрения обычной небесной механики). Я не уточняю реальное значение радиуса основной орбиты. Теоретические домыслы – дело шаткое. Но даже небольшие вариации меняют ситуацию кардинально.
Но это я рассказал о возможном положении самих стационарных орбит. А как быть с нашим «волновым фактором»? При устойчивом движении по любой из стационарных орбит работает внутренняя «автоматика» атомной системы, которая с помощью «группового взаимодействия с предустановленным вектором» стремится удерживать электрон на данной орбите. Ведь возмущения идут постоянно. Пока они невелики – система непрерывно корректирует «кинетический» вектор электрона так, что бы он находился в пределах стационарной орбиты. Но когда идет сильное возмущение, то возникают процессы, связанные с накоплением «волнового фактора». К примеру, возмущающий фактор приводит к разгону электрона, он поднимает орбиту и накапливает «левозакрученный» волновой фактор. Если разгон быстро закончился – центральное взаимодействие с ядром начнет притормаживать электрон. Происходит акт излучения «волнового фактора» и «групповое» взаимодействие, связанное с этим процессом, которое практически восстановит прежнее значение «кинетического» вектора.
А вот далее включается следующий алгоритм. «Автоматика» атома следит за движением электрона на орбитах выше основного уровня до определенной предельной границы (она немного выше седьмого уровня). Если в каком-то положении в этой области «кинетический» вектор электрона окажется близким к его значению на основном уровне – происходит алгоритмический «захват» и ведение электрона на основной уровень практически без изменения его модуля (внешне корректируется в основном направление движения).
То есть, что получается? До определенного порога внешние возмущения движения электрона вообще волновых процессов не возбуждают. Начиная с какого-то порога, именно процесс излучения заставляет электрон вернуть значение своего «кинетического» вектора до уровня основной орбиты. А потом «автоматика» атомной системы плавно возвращает электрон на исходную орбиту. При этом у нас получится целая гамма сопутствующих излучений в определенном частотном диапазоне. В случае торможения электрона на уровне главной орбиты (за счет внешнего возмущающего фактора) «автоматика» обеспечивает излучение, разгоняющее электрон до прежнего уровня. Вначале он тормозиться и накапливает «волновой фактор» в обратном направлении, но затем кулоновое взаимодействие начнет разгон. И тут же формируется волновой процесс с увеличением модуля «кинетического» вектора на величину накопленного значения. Нечто аналогичное может происходить и на других «разрешенных» орбитах, но в случае попадания электрона в область ниже основного уровня алгоритмы «выталкивания» работают более устойчиво и целенаправленно.
Такой же основной алгоритм используется при подъеме электрона с других устойчивых орбит. Если попав в одну из этих (выше первой) орбит электрон там некоторое время задержится и успеет «разрядить» свой волновой фактор, то при дальнейших возбуждениях «автоматика» атома будет возвращать электрон на тот же уровень.
Но как электрон может задержаться на одной из разрешенных орбит (выше основной), если вышеописанный алгоритм стабильно возвращает его именно на первый уровень? Для этого «внутренняя автоматика» предусматривает так называемые «зоны подхвата» электрона. До определенного расстояния между соседними орбитами электрон после излучения и восстановления прежнего значения своего «кинетического» вектора стабильно возвращается на орбиту, с которой он стартовал (под действием возмущающей сторонней силы). Но попав в эту «зону подхвата», расположенную немного ниже разрешенной орбиты сверху, после восстановления значения «кинетического» вектора (соответствующего нижележащей орбите), алгоритм меняется. Из «зоны подхвата» электрон начинает плавно тормозиться и изменять свою траекторию так, что бы выйти на эту более высокую орбиту со скоростью, соответствующую стабильному вращению именно на этой орбите. Но при этом он получит накопленное значение «волнового фактора, соответствующего разности значений «кинетического» вектора, соответствующих устойчивому вращению на этих орбитах. Причем, вращение «волнового фактора» будет в обратном направлении (условно – по часовой стрелке для электрона). Ну и квадрат этого накопленного значения будет пропорциональный «энергии» (в привычном механическом смысле), равной разности потенциальных энергий электрона на этих орбитах.
Подчеркиваю – алгоритм такого «подхвата» работает только в том случае, если электрон вошел в эту зону снизу и при этом у него «кинетический» вектор равен (с определенным допуском) одному из значений нижележащих «разрешенных» уровней. Если он идет сверху вниз и пересекает одну из «разрешенных» орбит (кроме первой, основной), то ни какого влияния на его движение данный уровень не оказывает.
Если электрон попал на более высокую орбиту и там стабилизировался, то первое время он будет иметь «право закрученный» накопленный «волновой фактор», соответствующий одному из стандартных значений, связанных с характерными частотами наблюдаемого спектра. Если быстро после этого произойдет очередное возмущение и начнется дальнейший разгон электрона, то сразу же сработает механизм излучения «волнового фактора» соответствующей частоты, сам электрон (своим внутренним алгоритмом) будет разгоняться до того значения «кинетического» вектора, который был у него при входе в соответствующую «зону подхвата». Далее срабатывает алгоритм атомной системы, возвращающий электрон на ту нижележащую орбиту, имеющую именно это характерное значение «кинетического вектора». Причем, с нулевым накопленным значением «волнового фактора».
Если же электрон задержался на конкретной орбите и возмущения не превышали допустимую величину, то через некоторое время накопленное значение «волнового фактора» обнулится. Тогда даже на второй и третьей орбите он будет вести себя как на первой. То есть, после возмущения возвращаться на нее же. Но такое положение нельзя назвать столь же стабильным, как нахождение электрона на основной (первой) орбите. К примеру, возмущающий внешний фактор стал тормозить электрон. Если действие не очень длительное, то после его прекращения, очередной разгон возбудит излучение и «автоматика» выведет его на тот уровень, с которого он стартовал. Но если даже разогнанный электрон успел опуститься ниже «зоны подхвата», то он продолжит «падение» и в определенный момент наберет величину «кинетического» вектора, соответствующую нижележащему уровню. В этот момент он и будет подхвачен этим уровнем и выведен на соответствующую орбиту. Разумеется, пока он «заряжен», его положение на этой орбите нельзя назвать устойчивым. Но при отсутствии сильных возмущений со стороны эта устойчивость через некоторое время образуется.
Как видим, описанный алгоритм позволяет объяснить характеристическое излучение атомной системы на новом уровне понимания. Причем, кроме характерных частот, которые можно назвать «резонансными» для данной атомной системы, мы видим присутствие целого спектра частот, сопутствующего им. В нагретом теле, где возмущения идут сплошным потоком, этот почти непрерывный сопутствующий спектр практически забьет резонансный. Что и имеем на практике.
Когда дело касается более сложных атомов и атомных систем, то новые уровни соответствуют целому набору особых орбит и переходов между ними в более сложной структуре образуемого атомного комплекса. Именно наличие таких орбит и алгоритмов выхода электронов на них создает предпосылки для возникновения характерного спектра излучения, по которому можно судить о том или ином молекулярном комплексе.
Я не случайно в начале затронул вопрос о положении первой, основной, орбиты в системе всех возможных устойчивых орбит определенного атома. Мне представляется, что реальные атомные орбиты расположены на меньших расстояниях, чем полагает современная атомная наука. Никто ведь не умеет прямо измерять эти атомные радиусы. Судят именно по характерным спектрам излучения и поглощения. А вот способы интерпретаций данных явлений могут быть и ложные (я извиняюсь за столь смелые высказывания). Орбиты «сцепления» атомов в молекулярные комплексы лежат определенно выше основных атомных орбит. Судя же по современной науке атомные оболочки в молекулах буквально проникают друг в друга. В моей же концепции такое невозможно. Я ведь не манипулирую какими-то «энергетическими уровнями» и каким-то непредставимым поведением реальных частиц. Это можно назвать «математическими фокусами», в суть которых никто вникать не хочет, а смотрит лишь на конечные результаты (да и то лишь на те, которые хочется видеть). Все алгоритмы должны быть точны, однозначны и объяснять поведение частиц в любом положении и в любой момент. Причем, без фокусов и чудес.
При подобной трактовке сцепление атомных систем может осуществляться по определенным алгоритмам, задействующим методы «группового взаимодействия с предопределенным вектором». Электростатические силы отталкивают атомы при сближении, но на определенном расстоянии именно алгоритм «группового взаимодействия» заставляет электрон соседнего атома выходить на специфическую орбиту «сцепки» с другим атомом. Есть атомы, которые легко принимают «чужие» электроны. Другие типы атомов охотнее отдают свои внешние электроны. При этом образуются два иона разной полярности, которые компенсируют силу отталкивания. Произошло сближение сверх необходимого – электрон возвращается назад. И так с помощью механизма циклической передачи и удерживаются атомы, сохраняя общую молекулярную структуру. Впрочем, эта тема уже выходит за рамки данной лекции.
Общие особенности.
Еще раз обращу внимание на то обстоятельство, что в данной концепции излучение ускоряемого заряженного точечного объекта подчинено общей закономерности и не зависит от того – в какой системе он находится. Но когда частица с зарядом находится в определенной системе – на нее накладываются свойства этой системы. Если манипулировать электроном в вакууме, воздействуя на него с помощью нединамического электрического взаимодействия с согласованно расположенной группой частиц (то, что физика называет «электрическим и магнитным полями»), то законы испускания и поглощения им квантов «электромагнитного излучения» (в моей интерпретации – законы «волнового взаимодействия») будут абсолютно те же, что и в любой атомной системе. Другое дело, что в реальных системах с очень большим количеством взаимодействующих частиц возникают сложные взаимовлияния и суммарный эффект весьма сильно зависит от статистически обусловленных процессов. Общая закономерность выявляется именно как среднестатистический результат.
Есть, правда, более или менее простые для анализа случаи. К примеру, обычная рентгеновская трубка. Там в относительном вакууме разгоняются электроны и резко тормозятся в области анода. Данная концепция просто объясняет возникновение рентгеновских квантов. Пока электрон разгоняется и на него мало посторонних воздействий, его волновой вектор спокойно «заряжается» в определенном направлении (отрицательном). В момент торможения происходит излучение. И не столь уж важно – насколько оно резкое. Чем выше потенциал разгона (выше напряжение между анодом и катодом), тем больше энергия и частота. И тут я хочу обратить внимание именно на экспериментальные кривые. Главным в рентгеновской трубке (согласно традиционной теории) является т. н. «тормозное» излучение. Физические параметры трубки определяют характерное расстояние пролетной зоны электронов. Оно стабильно. Максимальная кинетическая энергия электрона линейно зависит от напряжения. Основное торможение электронов начинается при входе электрона в зону анода. И оно, по идее, должно непосредственно зависеть от суммарного электрического заряда ионов вещества анода. Чем больше атомная масса, тем больше заряд и тем резче торможение. Резче торможение – большая частота излучения. Но такой зависимости нет. Максимум частотной характеристики практически один и тот же для разных веществ. Уже одно это должно было бы насторожить теоретиков. В моей концепции таких противоречий нет. В других случаях (к примеру – твердые проводники) статистика имеет куда большее значение и простые выводы делать далеко не так просто.
Нельзя, хотя бы вкратце, обойти вопрос об обычном тепловом излучении. Ведь именно с него и начиналась квантовая физика. Что из себя представляет горячее тело? Это набор хаотично движущихся (колеблющихся) положительных образований (ядер) и отрицательных частиц (электронов). По вышеприведенным законам они постоянно излучают. Если бы их движения строго совпадали, то излучение положительных частиц компенсировало бы излучение отрицательных. Но характер и мера их движений слишком различны и они практически мало влияют друг на друга. Внутри вещества движения и колебания ионов достаточно упруги. Насколько разогнался ион, настолько и затормозился. Поэтому ни какой «энергии» излучение бы ни куда ни унесло (если сравнивать с привычной «фотонной» концепцией). Но на краю плотного вещества с условным вакуумом (разреженной средой) дело обстоит иначе. Вначале «отскока» в вакуум ион разгоняется и «заряжает» свой «волновой фактор». Затем подтормаживается (или сталкивается с молекулой среды) и излучает. Происходит стандартное «притормаживание», связанное с излучением. Но отскочивший от основной массы атом (молекула) – вполне нейтральное образование и не спешит снова разгоняться. То есть, именно на границе с разрежением будет происходить как бы «охлаждение», которое традиционная наука приписывает к той «энергии», которую уносят фотоны. Анализ статистических процессов в сложной системе – сложная задача. Но я полагаю, что этот анализ показывал бы всегда одну картину. Средняя скорость молекул при излучении падает, но это связано не с каким-то уносом механической «энергии», а с групповым процессом взаимодействия внутри самой излучающей среды.
Когда тело поглощает излучение, пришедшее извне, обычно происходит его нагрев. Вновь-таки, это вовсе не должно означать, что энергия откуда-то привносится. Если поглощение осуществляет разогнанная частица – она тормозится за счет группового взаимодействия внутри системы воспринимающего тела. Если тормозилась – после приема разгоняется. Согласно описанному алгоритму это еще будет зависеть от направления движения частицы по отношению к принимаемому «волновому фактору». В целом все хаотично и результирующий общий эффект не создаст импульс у принимающего тела. Зато в целом само хаотическое движение возрастет и это будет восприниматься как разогрев. Впрочем, если вы упорядочите движение электрических носителей внутри воспринимающего тела – получите вполне направленный эффект. За примерами и далеко ходить не надо – обычные солнечные батареи. А вот на счет суммарного импульса, который якобы получает тело под действием приходящего излучения – это попытка выдать желаемое за действительное. Но об этом нужно говорить отдельно и обстоятельно. И всматриваться нужно не в чьи-то рассуждения и предвзятые трактовки, а в само явление. И без обмана, объективно. А это, к сожалению, далеко не всегда получается.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
