«Скажите мне, что такое электричество, и я объясню вам остальное».
В. Томсон
«Если мы попытаемся узнать, что это на самом деле такое, то мы снова окажемся в кругу старых как мир проблем философии, и как ученые мы никогда этого не узнаем».
Э. Роджерс
Опытным путем Кулон установил следующую зависимость между двумя «заряженными» точечными телами:
| q1q2 | |||
| K = k0 | ———— | ; | (1) |
| r2 |
Опытным путем Ньютон установил следующую зависимость между двумя большими телами:
| m1m2 | |||
| K = G | ———— | ; | (2) |
| r2 |
Что же реального в этом выражении? Два тела, имея (неизвестно, Что) массы m1 и m2, расположенные на расстоянии r приближаются друг к другу. Между ними действует Какая-то сила F. В этом случае тела только приближаются друг к другу.
Итак, две идентичные с математической точки зрения (с точки зрения «математического формализма) выражения в физическом (реальном) смысле дают различные результаты… Пример: возьмем два тела – протон m и электрон m. По формуле (1) F = 3,61 X 10-47 H., а по формуле (2) F=8,19 X 10-8 H. Что же получается: в одном случае проявляется сила одной величины, в другом – другая, а еще в случае (в ядре) – третья. Может ли происходить такое в неживой природе, что бы частицы в разных обстоятельствах проявляли различные свойства? А происходит это потому, что в современной физике понятия «сила» потеряло свое первоначальное определение как свойство движущейся частицы (тела). Нет движущейся частицы (тело)– нет и силы!!! А в современной физике получились силы гравитации, силы электричества, сила сильная (в ядре), химическая механическая, потенциальная, политическая и т.д. Где же носитель силы? Гравитационная сила известна, а гравитация неизвестна, электрическая сила известна – электричество неизвестно. Что-то здесь не то со «здравым смыслом».
Что же такое в законе Ньютона (2) m1 и m2? Вы скажете: «Масса». А что такое масса?
Возьмем еще один закон Ньютона:
F = ma; (3)
Он установлен также опытным путем. В этой формуле выражается зависимость ускорения движения (а) одного тела от воздействия на него силы (другого тела), и это зависимость прямая. Из опыта известно, что различные тела получают различные тела, получают различные ускорения при действии на них одной и той же силы. В разных телах есть Что-то, что мешает движению. И это Что-то названо «массой». В формуле (3) Оно в качестве коэффициента, то есть const. Следовательно, в формуле (3) «масса» как коэффициент, в формуле (2) «масса» как сущность самого тела (частицы). А это не Одно и то же понятие. Но математический формализм с точностью до 10-12 говорит о том, что эти массы адекватны. Что и принял Эйнштейн за аксиому.
В настоящее время физикам известно, что тело состоит из мельчайших частиц (электронов и нуклонов). Это означает, что в понятие «масса» входят одинаковые физические природные субстанции. Но что с ними происходит на самом деле внутри тел не ясно. Но результаты внутренних взаимодействий известны. Им дали названия: гравитационные взаимодействия, электромагнитные взаимодействия, ядерные сильное и слабое взаимодействия. Назвать назвали, а сущность этих взаимодействий не ясна, хотя известна их относительная интенсивность: если принять сильное ядерное взаимодействие равным 1, то электромагнитное равно 10-2 , слабое 10-5 , гравитационное – 10-38 .
Следовательно, одна «субстанция», присущая всем телам (микро- и макро) не может проявляется в взаимодействии тел по-разному. Либо она сама (субстанция) не одно и тоже в различных телах. Другими словами, если масса в выражении (3) – это коэффициент пропорциональности (const.), то в выражении (1) и (2) «Масса» – это не коэффициент, а что-то другое. Вы скажете, что это опыт с точностью до 10-12 говорит об идентичности «масс».
Но другой опыт говорит, о том, что две «идентичные» массы (электрон и протон) индивидуально (в ядре) проявляют различные силы: силы гравитационные в 10 меньше силы электрической. Почему электрон и протон в больших телах ведут себя по-другому? Пример: в человеке содержится 10 электронов и протонов. Если бы они проявляли всю мощь своей «электрической силы», то она была бы равна (…). Но эти силы в человеке не проявляются. Если проявятся, то горе человеку.
«Масса» и «заряд» частицы имеют определенные числовые значения, которые свидетельствуют о том, насколько сильно на частицу действуют соответственно «гравитационные» и «электрические» силы. Эти силы действуют независимо друг от друга. Между зарядом тела и его массой не существует определенного соотношения. Так ли это? А отношения e/m и e/hc2 = 1/137 что выражают?
Что такое поле? Общее понятие поля имеет множество значений. Поля могут быть правовыми, политическими, сельскохозяйственными и т. д. В физике приняты поля «гравитационное», «электрическое», векторное и т. д.
Под «гравитационным» полем понимается «гравитационное» ускорение как функция координат. Для Земли «гравитационное» поле определяется по зависимости:
| r | ||
| a = g | ——— | (внутри Земли) |
| r2 |
и
| R23 | ||
| a = g | ——— | (вне Земли) |
| r2 |
По определению напряженность «гравитационного» поля равна FG/m, где FG – это гравитационная сила, действующая на тело массой m. Аналогично определяется напряженность электрического поля E = F/q. Причем напряженность гравитационного поля имеет только положительный знак, а электрического ±.
Когда напряженность электрического поля выражается силовыми линиями, то принято их. Изображать направленными к отрицательному заряду (от положительного). В этой условности скрывается неопределенность самого «электричества».
Определение потока напряженности электрического поля, данное в теореме Гаусса
Φ = фЕdА = (const) = 4πK0Qвнутр.
также скрывает неопределенность «электричества». При доказательстве этой теоремы наглядно проявляется отход от «здравого смысла» и господства «математического формализма». В чем это заключается. Если принято, что силовые линии из «точечного заряда» выходят радиально во всех направлениях (4π), то на расстоянии R через сферическую поверхность походит поток силовых линий равный Φ = 4πK0Q. Тот же поток продет и через поверхность радиуса R + dR. Но через площадку А на поверхности радиуса R + dR никак не может пройти тоже число силовых линий, что и при радиусе. Это диктует здравый смысл.
Поэтому Ньютон, имел «здравый смыл». Вы скажете, что опыт подтверждает, и применение в расчетах теоремы Гаусса дает правильные результаты. Да, получают, но «без здравого смысла», а с подгонкой к опыту. Почему поток напряженности зависит только от «заряда» – ответ в "ОТМ".
Что такое электрический ток и магнитная сила? В современном представлении ток определяется как количество «заряда» проходящего через данное сечение проводника в единицу времени
J=Q/t ;
Носителем заряда в проводнике являются электроны, которые под действием внешнего электрического поля движутся со скоростью 0.1мм/сек. Разве такой носитель может что-то перенести? Подумаем со здравым смыслом, прочтем "ОТМ" и увидим иную картину, а не ту, которую видят современные физики: «Это противоречит всем представлениям классической физики и получает объяснение лишь в квантовой механике.
Утверждение о том, что существование магнитной силы являются простым следствием специальной теории относительности и вовсе лишено здравого смысла. Разве объективное физическое явление (не важно, как вы его назовете) может являться следствием математики или ума человека. Здесь очевидно нарушение логики.
Все условности для электрического тока и магнитной силы настолько разнообразны и запутаны, что получается вообще абсурд.
Как понимать, что ток течет в одну сторону, носитель его – в другую. Что такое, что ОНО (энергия) перемещается
в одном направлении, а носитель ЕГО (электрон) движется обратно. Мой ум такого не понимает и
объясняет это противоречие очень просто, на основании классической физики.
С проявлением магнитной силы мы сталкиваемся ежедневно как в быту, так и на производстве. Научное объяснение этого явления следующее. На неподвижный единичный заряд q действует сила FE = qE.. Если заряд движется со скоростью v , то на него действует дополнительная сила Fmar, которая, как показывают, измерения, пропорциональна произведению qv.
Что мы здесь имеем. На электрический заряд действует сила из окружающего поля другого заряда F =qE. Если заряд перемещается со скоростью V появляется еще сила FE ≈ qv. Какие взаимоотношения имеют два заряда – испытующий (q) и создающий (Q) поле с напряжением E, что появляются разные силы. Вы скажете: электромагнитное взаимодействие (поле). Хорошо! Но оно (поле) – что это? Электромагнитные колебания? Чего? В вакууме? Сознательно современная физика, отбросив эфир, приписала его свойство «пустоте», назвав ее вакуумом. Эйнштейн вместо вакуума сослался на пространство и время, а затем сказал, что в таком случае эфир существует.
Магнитная сила может существовать и тогда, когда электростатическая сила = 0. Такое заключение сделано на основании опыта. Опыт плюс дополнительные условности, но заключенные под вопросом. Вспомним классическое определение силы (энергии) как свойства движущего тела. Из этого нужно сделать логическое заключение – если сила проявляется, то где-то есть ее носитель. Современная физика приписала эти силы пространству, вакууму, электромагнитным колебаниям (в пустоте), и кто знает, еще чему, но только не желает признать существования эфира. А он существует и дает о себе знать, потому, что это реальность.
Электрический ток J, протекающий по прямолинейному проводнику, создает магнитное поле
| 2k0 | J | |
| B = | —— | — |
| c2 | r |
на расстоянии r от проводника. Внутри проводника радиусом R магнитное поле B = r, где r < R. Первоначально поведение магнитов в магнитном поле объясняется наличием магнитных зарядов. Но так как разделить магнит на полюса не получилось, то все согласились с тем, что свойства магнитов объясняются замкнутыми внутренними токами, которые названы токами Ампера. В случае железа сумма атомных токов равна 1,58 Х 106 А/м. Этот ток создает магнитное поле в 2, 0 Тесла. Магнитный момент электрона
| eν | eνr | e | ||||
| μe = J(πr 2) = | —— | πR2 = | —— | (mvr) = | —— | L , |
| 2πr | 2m | 2m |
где L = mvr – момент импульса, который может принимать только дискретные значения, кратные h /2π, где h – постоянная Планка, h = 6.62 X 10-34 Дж. Поэтому
| e0 | h | ||
| μe = | —— | —— | = 9.3 X 10-24 A/m2; |
| 2m | 2π |
Полученный результат не зависит от расстояния до оси вращения, поэтому можно ожидать, что такой же магнитный момент будет и у электрона, вращающегося вокруг собственной оси. Согласно квантовой механике, все электроны обладают собственным магнитным моментом μe = 9.3 X 10-24 A/m2. Этот результат говорит о многом. В каком бы положении электрон не находился магнитный момент постоянен на любом расстоянии от ядра (в пределах атома).
Теорию электромагнитного поля разработал Максвелл, и она позволяет вычислять координаты и скорости для любой системы взаимодействующих заряженных частиц. Он также обнаружил, что изучаемое поле обладает энергией и импульсом.
В 1864 г. Максвелл показал, что ускоренно движущийся заряд должен испускать электрическое и магнитное поля, распространяющиеся в пространстве со скоростью v = 1 / √μ0ε0 = c. Эти электрическое и магнитное поля излучения взаимно перпендикулярны, а также перпендикулярны направлению распространения волны, и что E = CB. Электрическое поле излучения характеризуется выражением: Ey = cBz = 2πK0/c X j0 const (t = x/c), то есть волновой функцией.
Хороший проводник отражает электромагнитную волну со 100%-й эффективностью. Через диэлектрик, такой как газ, волна распространяется, не испытывая поглощения; однако распространение волны в этом случае происходит медленнее, нежели в пустоте. С другой стороны, в плазме существуют волны, распространяющиеся быстрее, чем в пустоте.
Колебания тока приводит к потере энергии. Причем потери мощности, приходящейся на единицу площади, соответствуют c2EB/4πk0 , где Е и B – поля в излучаемой электромагнитной волне. Считается, эта энергия уносится излучаемыми электрическим и магнитными полями. Ее можно уловить пластинкой из материала, обладающего конечной электропроводностью и определить количество джоулей тепла, выделившегося в пластинке.
Излучаемая единицей поверхности мощность S = c2/4πk0 X EB. Вектор этой величины S = c2/4πk0 X EB называется вектором Пойтинга.
В любом бесконечно малом объеме dv поля излучения заключена энергия du = E2/4πK0 X dV, а его импульс равен энергии деленной на c. Вектор импульса dp = 1/c (S/c X dV)
На основании этих расчетов утверждается, что электромагнитное поле – это реальность и что оно состоит из фотонов. Каждый фотон обладает энергией u = hf и импульсом hf/c и не обладает массой покоя.
Энергия (тепло) излучения можно ощущать даже рукой, но импульс из-за малости величины 1/c измерить довольно трудно. При измерении радиометром давления света лепестки вращаются «не так как надо». Почему? Я даю ответ в “ОТМ”.
Итак, электрические токи и отдельные «заряженные» тела порождают электромагнитное поле, движение которого характеризуется волновой функцией. А далее, пользуясь этими функциями (субъективно взятыми) и математическим аппаратом, описываются различные физические явления и опыты. Например, интерференция и дифракция световых волн, которые имеют частоту колебаний f = 1015 Гц.
Со здравым смыслом и логическим мышлением трудно (да и невозможно) вообразить, чтобы с такой частотой колебались (двигались) электроны, испуская фотоны. В природе это не возможно! В математике – да! И когда в квантовой механике приняли за основы математический формализм, все стало возможно. Даже такое утверждение как «волновая природа вещества». Далее – более, не поняв возникшие трудности в теории эфира при объяснении отрицательных результатов опыта Майкельсона – Марли, решили отвергнуть существование эфира.
С этого времени физика стала не натуральной, описывающей реальные природные явления, а виртуальной (математической). Пришлось отбросить здравый смысл и логическую точность и поверить в математические решения. Но математика иногда дает множество решений. И тогда «неточная» логика без здравого смысла выбирает одно из них, которое удовлетворяет уравнению, основанному на опыте. Такой метод привел к самой большой ошибке в физике – к принятию математического выражения E = mc2 за внутреннюю энергию вещества. Эта ошибка уже проглотила триллионы долларов и еще поглотит столько же и саму ЖИЗНЬ.
Вы сомневаетесь? Не верите? Тогда стройте опытный термоядерный реактор за двадцать миллиардов долларов и … получите взрыв. Не будет, кому верить! Но мы продолжим рассуждение об электронах.
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. Этот 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".
Рассмотрим состояние частиц в атоме водорода. Современная физика представляет их состояние так. Электрон, имеющий заряд – e и протон имеющий заряд +е, находятся на расстоянии r? имеют общую потенциальную энергию U = -k0e2/r условно эта энергия принимается за «яму», в которой находится частицы. Стоп, что-то здесь не хорошо с логикой. Во-первых, частицы сами создают «яму», проваливаются в нее и не могут из нее выйти. Вероятность выхода равна 1026 . Спрашивается, зачем создавать «яму», что бы находится в безвыходном положении? "ОТМ" это положение частиц в атоме водорода рассматривает совсем по-другому, учитывая наличие эфира.
Если произвести расчет на основании современной теории атомного ядра, то для удержания электрона в ядре нужна энергия 267МэВ. Это энергии больше в 500 раз энергии покоя электрона, равной 0, 501 МэВ. Такая сила физике не известна. Ее назвали ядерной. Она известно в ОТМ. Максимальная энергия, необходимая для удаления электрона их атома водорода равна 13.6 эВ.
Дальнейшие расчеты и условности приводят к виртуальному представлению атома водорода (и более сложных атомов) как конструкции состоящие из ядра и электрона (электронов), расположенного на определенном расстоянии от ядра ( и друг от друга). Эта конструкция характеризуется числами ni, mj, l, то есть, ni – номер орбитали, mj – магнитное вантовое число, l – орбитальное квантовое число; каждому уровню (n) соответствует свое значение энергии (En).
После написания уравнения Шредингера расчет показал, что заряженные частицы могут поглощать или испускать отдельные фотоны, и что теория позволяет точно рассчитать соответствующие амплитуды вероятностей поглощения и испускания.
Согласно квантовой механике электрон может «прыгать» (испускать или поглощать фотон) с одного уровня En на другой уровень En±m. Такой процесс называется спонтанным излучением. На основании этих «перескоков» можно рассчитать весь спектр водорода, сопоставимый с опытом.
Все как будто хорошо. Но… маленькое сомнение есть.
Как это может быть: немножко возбудится («немножко забеременеть») и испустить (или поглотить) фотон? Моя логика этого не воспринимает.
Кроме спонтанного испускания и поглощения атомом фотонов есть еще вынужденное излучение, когда «возбужденный» атом находится в поле внешнего излучения. Испущенный фотон аналогичен фотонам поля и излучается в направлении поля. На этом явлении основана накачка лазера.
На основании того, что атом существует, но иногда спонтанно излучает фотоны (энергию), физики стали создавать различные геометрические модели атома. Одна из первых – модель Бора. На основании этой модели время «перескока» электрона с одного уровня на другой равно 1, 57 Х 10-11с. Бор нашел выход из этого затруднения, постулировав, что электроны в основном состоянии не излучают. Бор постулировал, а другие физики…
Пауль постулировал, что одну электронную орбиталь или стоячую волну, могут занимать не более двух электронов. Затем обнаружил, что у каждого электрона имеется собственный момент импульса, или спин, и равен половине обычного орбитального момента. Это собственный момент , или спин, невозможно не уменьшить ни увеличить и он равен h/2.
Эти результаты расчетов , опытных данных и модели атома наводят на размышления. Почему собственный момент импульса и общий момент равны, если радиус плеч различны: радиус атома значительно больше радиуса (размера) электрона. Здесь математика не согласуется с физикой (природой). Почему? Ответ в “ОТМ”.
На основании уравнения Шредингера и принципа Пауля можно рассчитать свойства всех элементов таблицы Менделеева, не обращаясь к результатам химических опытов. Это хорошо! Энергия связи , или энергия ионизации у водорода равна 136 эВ (при n = 1). Для атомов более тяжелых элементов энергия ионизации определяется по формуле Enj = -13.6 X Z/n2Эв. Для Не+ энергия ионизации равна 24. 6 Эв. В атомах с очень большим атомным номером Z энергия связи двух электронов, принадлежащих оболочке n = 1, заметно превышает 10000Эв., тогда как энергия связи внешних электронов составляет несколько Эв. Что бы выбить из нижних уровней в атоме алюминия электрон, нужно бомбардировать его пучком электронов, имеющих энергию более чем 1650 Эв (Рентген). Верхние электроны в металлах почти свободны и они могут свободно перемещаться по металлу, способствуя тем самым «электро-проводимости».
Опытным путем установлено, что средний радиус ядра атома R = (1.2 X 1015) A1/3 .
Тогда в ядре объемом 4/3 πR3 число нуклонов в единице объема N = A ÷ 4/3πR3
= 1.38 X 1044 м3 , а массовая плотность ядра ρ = NMρ = (1.38 X 1044 ) (1.67 X 10-24 ) кг/m3 = 2.3 X 1017 кг/м . Следовательно один кубический сантиметр ядерного вещества имеет массу 230 млн.тонн.
Определение масса ядра методом отклонения электронных и нуклонных снарядов описано в литературе по физике. Я же эти опыты интерпретирую по-новому и хочу обратить внимание на следующее. Если предполагать «соударение» снаряда и ядра как соударения биллиардных шаров, то возникают вопросы. Почему углы рассеивания расплывчаты (различны) при снарядах электрон и протон? Расчет дает углы рассеивания θe = 1.80, θρ = 0.170. В добавок еще сделаем вывод, что распределение заряда в протоне – составит 0. 8 фм. Эти углы отклонения и распределение заряда в протоне в "ОТМ" я интерпретирую по новому.
Вспомним основные философские постулаты (предположения), заложенные в современную физику. Они таковы, как и в человеческом обществе: нет авторитетов (const.), «Долой Царя», «Бог умер», Пространство и время не const., скорость – const. Следовательно, делай, что тебе хочется («демократия»). Так и поступают современные люди. Физики тоже люди. И физика, созданная физиками идет тем же путем. Но довольно философии. Перейдем к физике.
Мы подошли к атомному ядру. Опыт, теория и расчеты как будто согласованы, конечно, с некоторыми условностями. И что же? Квантовая электродинамика не может объяснить структуру ядра, хотя уже известно, что ядро состоит из протонов и нейтронов. Возникла проблема: в атомном ядре «собрались» частицы, которым «все равно», «как и что делать», (нейтроны) и которые отталкивают («ненавидят») друг друга (протоны).
И это сообщество различных частиц образует такую сплоченность, что для ее разрушения необходима большая сила. Эта сила больше гравитационной в 10 раз и больше электромагнитной. Назвали эту силу ядерной. «Появилась» в природе третья сила, сила ядерного взаимодействия. Дальше – больше. Будет введена сила слабого взаимодействия, затем и отонная и т.д. Сколько надо столько и будет сил. А сила в Природе одна – гравитационная! Но о ней мы поговорим на форуме физиков.
Возвращаемся к атомному ядру. Все элементарные частицы атомного ядра создают так называемую «яму» потенциальной энергии, глубиной до 40 МэВ. Ядерная сила больше гравитационной в 10 раз, но она проявляется на расстоянии меньше 10 м и на расстоянии больше 10 м переходит в электромагнитную, а затем в гравитационную. Потому в квантовой механике ядро изучается аналогично изучению атома. Рассматриваются те же зависимости энергии частицы от ее расположения в ядре (уровни Ферми), описывается движение нуклонов волновыми функциями и т. д. Полностью применяется математический формализм, как и при изучении атома.
Читатель, извините меня, но мой «здравый ум» и логика не принимают этого. Как могут двигаться частицы в ядре, когда они находятся, почти в пределе плотности (10 кг/м ). Ведь расчет показывает, что бы электрон «втолкнуть» в ядро нужна энергия 267МэВ. А поэтому его там (в ядре) и не находят. Это говорит о том, что нет щелей между нуклонами, что бы можно было поместить самую малую по массе частицу. Следовательно, не может быть колебаний нуклонов, не то чтобы было их движение по функциональной зависимости. Здесь представление о частице как о волне не поможет. Хотя… все возможно. Природа стерпит, но до времени,… когда терпение оканчивается, она дает взрыв («термоядерный», «атомный» и более мелкие).
Самый простой атом вещества это водород Н. У него ядро состоит из одного протона.
Ядро водорода Н состоит из одного протона и одного нейрона, то есть, представляет собой дейтрон. В дейтроне протон и нейтрон «создают» вместе (или имеют) энергию связи 2. 22 МэВ. Это величина получается из разностей масс единичных нуклонов и массы дейтрона. Следовательно, в атоме водорода H энергия связи между электроном и протоном равна 13.6 эВ, а энергия связи в ядре водорода Н равна 2.22 МэВ, то есть, в миллион раз больше. Задумаемся: электрон и протон имеют энергию связи 13.6 эВ, хотя оба имеют общее количество «электричества» (2е); протон и нейтрон в ядре имеют энергию связи 2. 22 МэВ, хотя только один протон имеет «электричества» в количестве одного (е), а общую массу меньше чем по отдельности.
Приписав протону и нейтрону соответствующие функции, современная физика с помощью математического формализма и опыта делает великие открытия: определяются потенциальные энергии связи в ядрах атомов, энергии связи электронов в атоме и молекулах вещества, валентность вещества и т.д. – все прекрасно. Но вот математический формализм приводит к тому, что в случае дейтрона 25% функции распределения вероятностей находится за пределами радиуса действия ядерных сил. А это значит, что нуклон имеет 25% вероятности из общей 10 «выпрыгнуть» из ядра «самостоятельно». Да, таких фокусов классическая физика не знает! Как образуются более сложные ядра?
Пусть имеется множество свободных нуклонов. Постепенно сближаем их на расстоянии 2.5 Х 10 м. Нуклоны «внезапно» почувствуют сильное притяжение своих соседей. Протоны и нейтроны имеют спин равный, ? и они должны подчиняться принципу Паули. А этот принцип дает снижение энергии связи. Но силы нуклон-нуклонного притяжения (ядерные) оказываются как раз на столько большими, что бы уравнялось влияние принципа Паули и ядерной силы. При этом условии на расстоянии s = 1.9 X 10 m. Энергия связи ядра максимальная. Итак, при сближении на расстоянии s = 1.9 X 10 m нуклоны притягиваются большей силой. Что это за сила? Ее назвали ядерной. Но что заставляет два протона сближаться на расстоянии s = 1.9 X 10 m, если они заряжены и должны отталкиваться? Приближение протона и нейтрона можно допустить. Но что заставляет группу нуклонов (в два протона и два нейтрона) собираться в ядро гелия He, если ядерная сила действует на расстоянии, а кулоновская сила отталкивания не допускает сближения протонов.
Ядра легче (Н) и средние до (Fe) имеют энергетическую яму глубиной до 42 МэВ. Добавление большего количества нуклонов не приводит к увеличению энергии связи, а, наоборот, к уменьшению. Все нуклоны в ядре располагаются по уровнях (ферми). Чтобы удалить нейтрон из ядра, надо энергия 8 МэВ. Это средняя энергия связи на каждый нуклон в ядре. Для легких ядер средняя энергия связи уменьшается.
На удаление протона из ядра требуется энергия меньше 8МэВ. При разности уровней Ферми у нейтрона и протона мог бы произойти распад нейтрона с испусканием позитрона и нейтрино. Но это не происходит потому, что в тяжелых ядрах (до урана) число нейтронов значительно больше протонов. Ядро урана и тяжелее (и изотопы некоторых ядер легче урана) подвержены радиоактивному распаду.
Альфа-распад. Установлено, что многие тяжелые ядра с Z > B2 не испытывают радиационный распад с испусканием альфа-частицы (4Не) с наибольшей энергией связи. «Самопроизвольно» происходит реакция 238U + 234Th + Не + 4.2 МэВ. За 4.5 X 10 лет половина ядер урана распадается.
Если ядро возбуждено, то оно может «самостоятельно» прейти на более низкий энергетический уровень, испустив при этом фотон с энергией в тысячи раз большей энергии фотона, испущенного атомом. Фотоны с высокой энергией, испускаемые ядрами, называются гамма-квантами.
Реакция: n + 238 U → 239 U *; 239 U * U → 239 U + γ-квант.
Бета-распад. Бета-излучение состоит из электронов или позитронов плюс к ним нейтрино или антинейтрино. До бета-распада в ядре ни электрона, ни нейтрино нет. Простейшая реакция: n → р → e + ū.
Деление ядер. Легкие ядра имеют тенденцию к слиянию с выделением энергии в эквиваленте 0.5% их общей массы. Тяжелые ядра, наоборот расщепляются с выделением энергии в эквиваленте 0.1% от массы ядер.
Один грамм любого веществ содержит 9 Х 1013 3 Дж. Деление одного грамма урана сопровождается выделением ≈ 9 Х 1010 Дж. Это почти в три млн. раз превосходит энергию 2.9 Х 104 Дж, получаемую при сжигании 1г. угля.
Если бы удалось нагреть дейтерий до температуры ≈ 5 Х 108 К., То в нем осуществилась бы реакция синтеза. Для того чтобы с помощью ядерного синтеза можно было получить полезную энергию, термоядерные реакции должны быть управляемыми. На решение этой технической задачи уже потрачено и затрачиваются огромные усилия. И последнее из таковых усилий – это строительство опытного термоядерного реактора во Франции стоимостью в 10 млрд. евро.
А теперь подумаем о десяти миллиардах евро. Это годовой бюджет маленькой страны как Беларусь. Мировое сообщество решилось на такие затраты, не разобравшись окончательно с «ядерной энергией».
Мы проследили весь ход образования ядра и встретили много непонятного, обошли его и решили истратить 10 млрд. евро. На что? На неопределенность. Ведь само понятие “ядерная энергия” физикой не определено и не ясно, что ЭТО такое, так же как и электричество. Получить энергию по зависимости. Е = mc2 не возможно, потому что ее там нет. А где она? На этот вопрос ответ дает “ОТМ”. Но и теперь можно сказать, что энергия в конструкции термоядерного реактора, но не в самом реакторе.
Автор со 100% уверенностью заявляет, что энергию в запланированном реакторе получить нельзя, но может произойти событие, аналогичное тому, что произошло с военным кораблем «Эндрич» в 1943 году. И даже хуже. Можно вызвать мировую катастрофу.
Итак, что же такое электричество? В этой статье окончательный ответ не дан, но во всех случаях теоретических заминок в ходе расчетов и опытов, автор, приводя объяснения этих заминок, старался обратить внимание на те вопросы, на которые современные физики не дают ответа. И если читатель отбросит все академические стереотипы и логично посмотрит на все вопросы, то сможет открыть ту тайну, которую я старался скрыть, отправляя читателя к книге "Общая Теория Материи", где представлениа более полная картина процессов, о которых речь шла здесь.