Mikrodunyoning siri ochildi: nurlanishni yaratishdan oldin elektron uzunligi bo'ylab cho'ziladi va ingichka bo'ladi

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Ba'zida olimlar baxtga erishadilar ochmang ba'zi yangi hodisa, lekin tushuntiring taniqli hodisaning barcha tabiatiga. Kamdan-kam hollarda, taniqli narsalarni bunday tushuntirish yangi fanning yaratilishiga olib kelishi mumkin. Bu tushuntirish bilan aynan shunday bo'ldi yuqori darajada isitiladigan jismning yorqinligi, 1900 yilda nemis olimi Maks Plank tomonidan yaratilgan. Va endi Plank nomi abadiy fizikaning yangi tarmog'i - "kvant mexanikasi" bilan bog'liq.

Bu haqda olimlar o'rtasida hali ham qizg'in bahs-munozaralar mavjud, demak Maks Plank tomonidan empirik tarzda juda aniq hisoblangan ushbu konstantaning tabiati haligacha sir bo'lib qolmoqda!

Men faqat bitta fikr bildiraman:

E'tibor bering: kvant fizikasida "Plank doimiysi" kvant (ya'ni, kichkina, tom ma'noda "mozaika" bo'lagi) burchak momentum … Bu g'oya (energiya E chastotaning elektromagnit nurlanishini chiqarish yoki yutish paytida har qanday tizim n faqat "kvant" energiyasining ko'p marta o'zgarishi mumkin) 1900 yilda Maks Plank tomonidan dunyoga taqdim etilgan! Biroq, kvant mexanikasi bo'yicha darsliklarda " burchak momentum (burchak impulsi, burchak impulsi, orbital impuls, burchak momenti) xarakterlanadi aylanish harakati miqdori … Bu massa qancha aylanishiga, aylanish o'qi atrofida qanday taqsimlanishiga va qanday tezlikda aylanishiga bog'liq bo'lgan miqdor. Manba.

Bundan kelib chiqadiki, vaqt davomida T uzunlikdagi yagona to'lqinni yaratishga sarflangan l yorug'lik yoki issiqlik nurlanishi … elektron uning aylanish harakatining bir qismini bir vaqtning o'zida katta miqdorda beradi kvantsifatida ularga uzatadi burchak momentum - R.

p = h / l

Shunday qilib, buni aytish mumkin emas elektronu salbiy tezlanishni (tormozlashni) boshdan kechirganda, u faqat bitta chiqaradi foton yoki faqat bitta kvantko'pincha "kvant mexanikasi" darsliklarida tasvirlangan.

Elektronning (o'z tabiatiga ko'ra) o'z atrofida dumaloq frontga ega bo'lgan to'lqinlar yaratishi tabiiydir, xoh u radio diapazonida radiatsiya bo'ladimi yoki optik va rentgen diapazonida

Va allaqachon elektronlar tomonidan yaratilgan bu dastlab dumaloq to'lqinlar energiyaning mayda "qismlaridan" - "kvantlardan" va eskisiga ko'ra - "korpuskulalardan" iborat bo'lib, ularning xususiyatlari yorug'lik qutblanishining barcha hodisalarini aniqlaydi!

Bu nemis olimi Maks Plankning g'oyasi edi! Va shuning uchun u fanni klassik fizikaning to'g'ri g'oyalaridan uzoqlashtirgan Albert Eynshteyn va uning boshqa fikrdoshlarining keyingi qadamlaridan juda ehtiyot bo'ldi …

Va allaqachon elektronlar tomonidan yaratilgan bu dumaloq to'lqinlar energiyaning mayda "qismlari" dan - "kvantlardan" va eskisiga ko'ra - "korpuskulalardan" (suv molekulalardan iborat bo'lganidek) iborat bo'lib, ularning xususiyatlari qutblanishning barcha hodisalarini belgilaydi. yorug'lik!

Shunday qilib, masalan, ichida klassik fizika O'tkazgich (antenna) tanasi bo'ylab oldinga va orqaga harakatlanadigan o'zgaruvchan elektr toki yorug'lik tezligida antennadan uzoqlashadigan o'zgaruvchan radio to'lqinini hosil qiladi, deb ishoniladi.

"Gers vibratori" yordamida radioto'lqinlarning nurlanishining animatsion diagrammasini ko'ring:

Bundan tashqari, bu erda harakat faqat o'zgaruvchan bilan ko'rsatiladi elektr maydoni, va almashinishning harakati magnit maydon (Maksvell nazariyasidagi asosiy, uning yordami bilan tushuntirdi yorug'likning polarizatsiyasi) ba'zi sabablarga ko'ra ko'rsatilmagan.

Ayni paytda, ma'lumotlarga ko'ra kvant mexanikasi, elektronning tezlashuvsiz, tezlanish va kinetik energiya ortishi bilan yoki sekinlashuv va kinetik energiyani yo'qotish bilan translatsion harakatlanishi odatiy holdir. Shunga ko'ra, hosil qiling radiatsiya kvantlari (ularni yaratish uchun o'z energiyasini sarflash) elektron faqat bosqichda mumkin tormozlash!

Savol shundaki, bu qanday?

DC Maksvellning ushbu kvant-mexanik kontseptsiyaga mos kelmaydigan "yorug'likning elektromagnit nazariyasi" haqida nima deyish mumkin?

Voy, vaqt ko'rsatdiki, Maksvell nazariyasi ancha oldin yo'q qilinishi kerak bo'lgan bir qator jiddiy xatolarni o'z ichiga oladi!

Bu borada birinchi "qo'ng'iroq" mashhur tomonidan qilingan Nikola Tesla, elektr energiyasini simsiz uzatishda kashshof va 1898 yilda qayiqning birinchi radio boshqariladigan modelini qurgan radio boshqariladigan mexanizmlar sohasida kashshof!

1934 yilda AQShda bo'lgan va u erda ma'ruzalar o'qiyotgan Tesla shunday dedi: "Men buni ko'rsatdim. universal muhit gazsimon jism bo'lib, unda faqat uzunlamasına impulslar, havodagi tovush to'lqinlari tomonidan ishlab chiqarilganlarga o'xshash muqobil qisqarish va kengayish hosil qiladi. Shunday qilib, simsiz uzatuvchi Hertz to'lqinlarini ishlab chiqarmaydi, bu afsonadir! Lekin ishlab chiqaradi havodagi tovush to'lqinlariUning xatti-harakati havodagi tovush to'lqinlarining xatti-harakatiga o'xshaydi, bundan tashqari bu muhitning ulkan egiluvchanligi va juda past zichligi ularning tezligini yorug'lik tezligiga tenglashtiradi. "Pioner radio muhandisi kuch haqida fikr bildiradi", Nyu-York Herald Tribune, 1932 yil 11 sentyabr.

Ilm-fan D. K. Maksvellning nazariy tushunchalaridan imkon qadar tezroq voz kechishi kerakligi haqidagi ikkinchi "qo'ng'iroq" bizning sovet-rus olimimizdan yangradi. Rimiliya Fedorovich Aramenko … U texnika fanlari doktori, professor, Radio priborlar ilmiy-tadqiqot instituti bosh konstruktorining oʻrinbosari, Rossiyada plazma qurollarini yaratuvchisi boʻlgan. Ilmiy hamjamiyat uchun Avramenko raketaga qarshi mudofaa tizimlari bo'yicha mutaxassis va yangi jismoniy printsiplarga asoslangan kafolatlangan himoya tizimining muallifi sifatida tanilgan. Shunga ko'ra, hal qilinayotgan muammoning muhimligi tufayli unga har qanday tadqiqotga ruxsat berildi. Uning keng ilmiy qiziqishlari qatoriga fizikaning fundamental muammolari ham, mudofaa, energetika, aloqa, tibbiyot va boshqalar muammolarini hal qilish uchun yangi fizik hodisalardan amaliy foydalanish masalalari ham kiritilgan.

Shunday qilib, fanga qo'shgan ulkan hissasining kuchiga ishonmay bo'lmaydigan professor R. F. Avramenko o'z kitobida yozadi. "Kelajak kvant kaliti bilan ochiladi":

Induksion elektr maydonlari qizil rang bilan belgilangan E aslida vakuumda mavjud emas!

Shunday qilib, elektronlar massaga ega. Shu bilan birga, ular kimyoviy elementlarning atomlarini osongina tark etishi mumkin, ular ijobiy elektr maydonlari ta'sirida tezlashadi, manfiy elektr maydonlari ta'sirida yoki boshqa atom zarralari yoki yadrolari bilan to'qnashganda sekinlashadi. atomlar.

Massasi bo'lgan barcha jismlar singari, elektronlar tezlanish yoki sekinlashuv paytida inersiya kuchini boshdan kechirishga moyildirlar

Men yuqorida yozganman: “Agar kvant mexanikasi elektron kvantlarni faqat sekinlashuv vaqtida hosil qiladi, deb ta’kidlasa, kvantlarning yaratilish sirini aynan shu jarayonning nozik jihatlaridan izlash kerak”..

Shunday qilib, biz ushbu "nyuanslar" ni tushunishga muvaffaq bo'ldik.

Tesla u erda qanday dedi? "… Simsiz uzatuvchi Gertz to'lqinlarini yaratmaydi, bu afsona! Lekin u havoda tovush to'lqinlarini ishlab chiqaradi, ular havodagi tovush to'lqinlari kabi ishlaydi …"

Yuqorida havoda tarqalayotgan dumaloq radioto'lqinlarning tasviri, pastda havoda tarqalayotgan dumaloq akustik to'lqinlarning tasviri.

Insoniyatga bergan "Kvant kaliti" R. Yu. Avramenko, Rossiyaning plazma qurolining yaratuvchisi va men yaqinda qo'llaganim, metall yuzasi bo'ylab yoki vakuumda notekis harakatlanadigan, avval tezlanishni, keyin esa sekinlashishni boshdan kechirayotgan erkin elektron hajmli akustik sifatida pulsatsiyalanishi sirini ochib beradi. emitent! Va diametri kengayganida, u o'z atrofida dumaloq frontli nurlanish to'lqinini hosil qiladi!

Xo'sh, bu dumaloq nurlanish to'lqini elektronning o'zidan ko'p marta kichikroq bo'lgan kichik "kvantlardan" (Maks Plank taklif qilganidek) iboratligi faqat bir xilligini aytadi. dunyo eshittirishi, 1905 yilda A. Eynshteyn tomonidan bekor qilingan, haqiqatan ham mavjud, ammo bundan ham ko'proq - bu "donli" tuzilishdir. Xuddi Masih kabi: "Osmon Shohligi xantal urug'iga o'xshaydi … u barcha urug'larning eng kichigidir …" (Matto 13:31). Va bu ko'rinmas "Osmon Shohligi"ning hayajon bosqichida bo'lgan "urug'lari" "kvanta" yoki "fotonlar" ("tinch massasi yo'q"). Shuning uchun u fotonlar uchun "dam olish massasi" mavjud emas, chunki tovush (havoda ham, efirda ham) bir joyda turolmaydi! Har doim harakat qilish unga xosdir!

Va men bunga qo'shilaman. Kvant mexanikasi fotonni zarracha sifatida tasvirlaydi turg'unlik.

"Fotonning ko'proq mos xarakteristikasi - spirallik, zarracha spinining harakat yo'nalishi bo'yicha proyeksiyasi. Foton faqat spiralligi +/– 1 ga teng bo'lgan ikkita spin holatida bo'lishi mumkin." Manba.

Ma’lum bo‘lishicha, klassik fizikada yorug‘likning to‘lqin va korpuskulyar nazariyalari o‘rtasida hech qanday qarama-qarshilik yo‘q edi!

O'tgan asrlarning ko'plab olimlari buni faqat noto'g'ri tushunishgan yorug'lik to'lqinlari tebranish xususiyatiga ega bo'lgan mayda zarrachalar-korpuskulalardan iborat! Zarrachalarning bu xususiyati tufayli dunyo eshittirishi yorug'lik to'lqinlari va egalik qutblanish.

Jismoniy fan klassiklarining haqiqatiga eng yaqini esa frantsuz olimi Rene Dekart edi! 1627 yilda, bu shunday edi turg'unlik "Fotonlar" kamalak hodisasini tushuntirdi! Mana uning so'zlari: “Rangning tabiati faqat yorug'lik ta'sirini o'tkazuvchi nozik materiya zarralari to'g'ri chiziq bo'ylab harakat qilishdan ko'ra ko'proq kuch bilan aylanishga moyilligidadir; shunday qilib, ko'proq kuch bilan aylanadiganlar qizil rang beradi, va faqat bir oz qattiqroq aylanadiganlar sariq rang beradi … " "FİZİKA TARIXI", "MIR" nashriyoti, Moskva, 1970, 117-bet).

Ilova:

1. “Ruslar, sizda hamma narsa bor… Vaqtni boy bermang. Fizikani yana qilish kerak!” K. P. Xarchenko

2. "Ilmiy firibgarlik hikoyasi … Maksvell gipotezasiga asoslangan".

2018 yil 19 dekabr Murmansk. Anton Blagin

P. S

Agar siz to'satdan muallifni qo'llab-quvvatlashga qaror qilsangiz, aks holda siyoh tugaydi, men sizdan juda minnatdorman! Sberbank kartalari: 639002419008539392 yoki 5336 6900 7295 0423.

Izohlar:

Aleks: buni qaerdan oldingiz, kvant mexanikasiga ko'ra, elektron elektron sehrgarni chiqaradi. to'lqinlar faqat tormozlashdami? Elektron har qanday o'zgaruvchan harakat bilan va tezlashtirish va tormozlash paytida elektron sehrgar to'lqinlarini chiqaradi! Xo'sh, sizning fantaziyalaringiz bor! Dastlab noto'g'ri taxmin keyingi noto'g'ri xulosalarga olib keladi!

Anton Blagin: Men ham shunday deb o'ylardim… Biroq, "haqiqat mezoni - tajriba!" Mutaxassislarning tajribasi men maqolada aytib o'tganlarimni tasdiqlaydi - tezlanish vaqtida elektron chiqarmaydi, aksincha, o'zida energiya to'playdi! Va tormozlashda u uni tushiradi!

Bu erda, masalan, ensiklopediyada tasvirlangan ishlash printsipi MAGNETRONradar va maishiy mikroto'lqinli pechda ishlatiladigan:

Ko'p kamerali elektromagnit hushtak - magnetron - bo'limda.

"Elektronlar katoddan o'zaro ta'sir bo'shlig'iga chiqariladi, bu erda ularga doimiy anod-katod elektr maydoni, doimiy magnit maydon va elektromagnit to'lqin maydoni ta'sir qiladi. Agar elektromagnit to'lqin maydoni bo'lmaganida, elektronlar kesishgan elektr va elektromagnit to'lqin maydonida harakat qiladilar. nisbatan oddiy egri chiziqlar bo'ylab magnit maydonlar: epitsikloidlar (kattaroq diametrli doiraning tashqi yuzasi bo'ylab, o'ziga xos holatda, katodning tashqi yuzasi bo'ylab aylanayotgan doiradagi nuqta bilan tasvirlangan egri.) yuqori magnit maydon (magnetron o'qiga parallel), bu egri chiziq bo'ylab harakatlanadigan elektron anodga etib bormaydi (bu magnit maydon tomonidan unga Lorentz kuchining ta'siri tufayli), ular diyot magnit bloklangan deb aytishadi.. Magnit blokirovka rejimida elektronlarning bir qismi anod-katod fazosida epitsikloidlar bo‘ylab harakatlanadi.(otish shovqini) bu elektron bulutida elektromagnit tebranishlarning paydo bo'lishiga olib keladigan beqarorliklar paydo bo'ladi, bu tebranishlar rezonatorlar tomonidan kuchaytiriladi. Yaratilgan elektromagnit to'lqinning elektr maydoni elektronlarni sekinlashtirishi yoki tezlashtirishi mumkin. Agar elektron to'lqin maydoni tomonidan tezlashtirilgan bo'lsa, u holda uning siklotron harakati radiusi ortadi va u katod yo'nalishi bo'yicha og'adi. Bunday holda, energiya to'lqindan elektronga o'tkaziladi. Agar elektron to'lqin maydoni tomonidan sekinlashtirilgan bo'lsa, u holda uning energiyasi to'lqinga o'tadi, elektronning siklotron radiusi pasayganda, aylanish doirasining markazi anodga yaqinlashadi va u anodga etib borish imkoniyatini oladi. Anod-katod elektr maydoni faqat elektron anodga etib borsagina ijobiy ish qilganligi sababli, energiya doimo asosan elektronlardan elektromagnit to'lqinga o'tkaziladi. Biroq, agar elektronlarning katod atrofida aylanish tezligi elektromagnit to'lqinning faza tezligiga to'g'ri kelmasa, xuddi shu elektron to'lqin tomonidan navbatma-navbat tezlashadi va sekinlashadi, natijada to'lqinga energiya o'tkazish samaradorligi yuqori bo'ladi. past bo'l. Agar katod atrofida elektronning o'rtacha aylanish tezligi to'lqinning faza tezligiga to'g'ri kelsa, elektron sekinlashtiruvchi mintaqada doimiy bo'lishi mumkin va energiyani elektrondan to'lqinga o'tkazish eng samarali hisoblanadi. Bunday elektronlar maydon bilan birga aylanadigan to'plamlarga ("spiklar" deb ataladi) guruhlangan. Ko'p, bir necha davrlarda elektronlarning HF maydoni bilan o'zaro ta'siri va magnetrondagi fazali fokuslar yuqori samaradorlik va yuqori quvvat olish imkoniyatini ta'minlaydi. Manba.

Eslatma: "Agar elektron to'lqin maydoni tomonidan tezlashtirilgan bo'lsa, u holda energiya to'lqindan elektronga o'tadi. Agar elektron to'lqin maydoni tomonidan sekinlashtirilsa, u holda uning energiyasi to'lqinga o'tadi.".

Bundan oddiy xulosa kelib chiqadi - elektron faqat tormozlanganda energiya beradi (uni nurlantiradi). Xuddi shu narsa ichida sodir bo'ladi rentgen trubkasi … Elektron yuqori voltli elektr maydoni tomonidan tezlashtirilganda, u (na kvantlar, na fotonlar, na elektromagnit to'lqinlar!) chiqarmaydi, lekin elektron ANODga urilganda keskin sekinlashuvni boshdan kechirganda, u to'lqinlar (nurlar) hosil qiladi.) rentgen nurlari diapazoni.

Rentgen nayining ishlash printsipi.