Общая теория материи (ОТМ)

Энергия элементарных частиц

Амплитуда колебаний свободного электрона в переменном электрическом поле E = E₀ const записывается в виде A = cE₀/mw² . Анализируя это выражение, ожидали одних результатов, а на опыте (фотоэффект) получили другие. Получилось осечка – несоответствие теории и практики. Практику не исправить, математику тоже. Но, а теории (постулаты)? Не захотели искать ошибок в теории, и пошли по пути добавления новых предположений (постулатов).

Эйнштейн высказал весьма смелую мысль. Он предположил, что свет представляет собой совокупность квантов (порций энергии), каждый из которых обладает энергией E = hf. Он также предположил, что эти кванты света (фотоны) ведут себя подобно материальным частицам, и что при столкновении с электроном и металлом фотон может поглотиться, и вся его энергия перейдут к электрону. От таких предположений сам Планк взялся за голову (не поверил). И все же теория Эйнштейна сумела «объяснить» экспериментальные факты. Препятствие «преодолено». Пойдем дальше.

Свет, переносящий энергию Е, должен обладать импульсом E/c. Следовательно, и световой квант с энергией E = hf должны иметь импульс p = hf/c. Если заменить f/c на 1/λ, то p = h/f. Вот и получились все атрибуты у кванта как у световой волны (импульс p, длинны волны, а так же масса m под вопросом, то есть, два пишем, один в уме. Получился фотон (частица), но без массы – что-то эфемерное.

Эйнштейн предсказал, что световые кванты будут вести себя подобно материальным частицам с импульсом p = h/f. Это маленький импульс неуловим, но когда он попадает в электрон, то электрон «убегает» от него аналогично столкновению биллиардных шаров. Этот эффект был обнаружен А. Комптоном в 1923 году (Эффект Комптона). Этот эффект используется для доказательства, что свет состоит из частиц (фотонов).

В своем опыте Комптон использовал рентгеновское излучение с известной длинной волны и обнаружил, что у рассеянных фотонов увеличивается, длинна волны в соответствии с предсказаниями по формуле:

λ¹ – λ = h/mc X (1 – cosθ) ;

Итак, порция энергии стала частицей, а частицам приписали волновые свойства. Получается корпускулярно-волновой дуализм (двуликий Янус). Великий парадокс!

Де Бройль предположил, что соотношения p = h/λ и E = hf справедливы для всех частиц; потому и не защитил своей докторской диссертации. И не удивительно, ведь электронный пучок, проходя через две щели «показывает чудеса».

За экраном, оказывается, электронов нет в одних точках (пространства), а в других их в два раза больше, то есть, получается – 100 + 100 = 0 или 100 + 100= 400. Порадокс! Да и какой! Но суть-то его и не выяснена, а она заключается в постулатах (в философии). Этот парадокс очень просто объясняется классическим методом в присутствии эфира (см. ОТМ).

Современная физика из этой парадоксальной ситуации выходит «квантовым путем». Для этого частице приписывается функция Ψ (x, y, z, t). Тогда вероятность обнаружить частицу в произвольный момент времени t в любой точке (x, y, z) пропорциональна [Ψ (x, y, z, t)] , то есть, интенсивности.

Об этой интерпретации квантово-волнового парадокса Ричард Фейнман сказал: «Быть может вам все еще хочется выяснить: «А почему это, какой механизм прячется за этим законом?» Так вот, никому никакого механизма отыскать не удалось. Никто в мире не сможет вам «объяснить» ни на капельку больше того, что «объяснили» мы, никто не даст вам никакого более глубокого представления о положении вещей. У нас их нет, нет представлений о более фундаментальной механике, из которой можно вывести эти результаты».

В общей теории материи интерференция волн объясняется на основании классической механики. Но, проводя опыты, нужно вместо счетчика Гейгера поставить фотопластинку и посмотреть на нее через самый сильный микроскоп. Вы там увидите точки (потемнения) разной величины, собранные в группы разной интенсивности. А это говорит не о волнах (частиц), но о самих частицах (разных импульсов). И все! Ясно! Нет не ясно! Тогда пойдем дальше.

Если движение частиц характеризуется функцией Ψ (х) и она находится под действием других частиц, имеющих общую энергию U (x). То энергия частицы E = p²/2m + U(x). Дифференцируя (приближая к пределу) это выражение, получают уравнение:

      d2     d2      2m
  d2 ———— ψ ———— = − —— [E - U(x)] ψ(x) ;
     d2x2    dx²      h2

Оно называется уравнением Шредингера (постоянное). Все эти математические действия оговорены определенными условиями. При других условиях уравнение получает другой вид, и самое общее имеет вид:

    d2       d2       d2         2m
   ———— ψ + ———— ψ + ———— ψ = − ——— [E - U(x)] ψ ;
    dx2      dy2      dz²        h2

Решение этих уравнений производится путем подбора и имеет вид Ψ₁ = Ae^-kx или Ψ₁₁ = Be^+kx. Особенность этих решений в том, что они приписывают положительную и отрицательную энергию частице. Такое понимание (отрицательная энергия), конечно не совместимо со здравым смыслом, то есть, с классической физикой. Но в квантово-релятивистской физике все возможно. В том числе, возможно, определить энергию частиц, находящихся в различных условиях в атоме, в молекуле и вообще в веществе. Этот расчет не изменяется (пока) в теории "ОТМ".

Наверх | На главную