О ФИЗИЧЕСКОЙ СУЩНОСТИ ФОТОНА, ЕГО ИЗЛУЧЕНИИ И ПОГЛОЩЕНИИ
(популярное изложение)
Брусин С.Д., Брусин Л.Д.
brusins@mail.ru
Аннотация. Раскрывается физическая сущность фотона, его излучение и поглощение с принципиально новых позиций.
Световые фотоны излучаются эвездами; они проходят громадные просторы Вселенной. Излучение фотонов Солнцем мы ощущаем, получая с помощью фотонов тепловую энергию от Солнца. Чтобы рассмотреть эти вопросы с принципиально новых позиций ответим на вопрос: «чем заполнено безграничное пространство Вселенной?». Для ответа обратимся к древнегреческой философии.
а) Демокрит считал, что все состоит из частиц и пустоты между ними. Отсюда следует, что безграничное пространство Вселенной представляет видимые нами звезды, планеты, частицы, а основная часть пространства — это пустота. К сожалению, эта философская концепция лежит в основе современной науки. Правда физики заметили, что в этой пустоте наблюдаются всевозможные физические явления и выход был найден простой — это физический вакуум, в котором действуют различные поля (гравитационные, электромагнитные и др.) и не надо раскрывать физическую сущность этих полей.
в) Аристотель полагал, что во всей Вселенной нет ни малейшего объема пустоты, так как она вся заполнена материей, невидимой и прозрачной, и это можно представить, если плотность этой материи очень низкая; в [1, §4] показано, что плотность этой материи в районе Земли на 12 порядков меньше плотности воды. Можно по-разному называть эту материю, но целесообразно сохранить известное с древних времен название эфир.
Так как фотоны несут тепловую энергии, то рассмотрим физическую сущность тепловой энергии. Для этого обратим внимание на то, что при сообщении телу тепла Q масса тела увеличивается на величину m в соответствии с законом взаимосвязи масы и энергии
Q = mc2 , (1)
где с — скорость света в вакууме.
Конечно, увеличение массы идет на незначительную величину. Например, для нагрева 1 кг железа на 100°С необходимо 464 Дж. тепловой энергии, что в соответствии с соотношением (1) приводит к увеличению массы на ≈ 5●10-15 кг.; такое изменение невозможно измерить современными техническими средствами. Однако закон (1) экспериментально подтверждается в ядерной физики и не должен вызывать никаких сомнений.
Обратим внимание, что увеличение массы тела происходит без увеличения частиц этого тела; следовательно масса увеличилась за счет поступления массы эфира. Таким образом, тепловая энергия Q характеризуется массой эфира m в соответствии с формулой (1) и в этом заключается важное свойство эфира. Следовательно, фотон содержит массу эфира, характеризующую переносимую тепловую энергию.
В [1, §8] на основе школьных знаний дано математическое доказательство еще одного важного свойства эфира: «Эфир плотностью d производит давление p; при этом существует зависимость
p = dc2 (2)
Для понимания образования фотона при излучении вспомним строение атома, состоящего из ядра и элекронов. Но теперь нам понятно, что между ядром атома и электронами находится эфирная среда; причем плотность эфира увеличивается по мере приближения к ядру. Электроны располагаются от ядра на определенном расстоянии, соответствующем их потенциалам ионизации; при этом сила электростатического притяжения электрона к ядру уравновешивается силой отталкивания, вызванной давлением эфира в соответствии с соотношением (2) (эта сила отталкивания возрастает по мере приближения элекротона к ядру, так как возрастает плотность эфира). Однако не может быть идеального равенства рассматриваемых сил, вследствие чего происходит колебание электрона с определенной частотой (в видимом спектре эта частота находится в районе 1014 гц.), которая представляет частоту излучения.
При каждом колебании электрон воздействует на окружающий эфир, производя его сжатие, которое в виде продольной волны распространяется в окружающем эфирном пространстве со скоростью распространения света. Таким образом, излучение происходит с каждым колебанием электрона маленькими порциями эфира; назовем эти порции фотончиками. Ниже определим массу и энергию фотончиков.
В современной науке энергия фотона определяется формулой:
Е = hν, (3)
где ν — частота колебаний,
h — постоянная Планка, h = 6.6260766(40)·10-34 Дж·с.
В соответствии с соотношением (1) можно получить и массу фотона. Отсюда следует, что при больших частотах получаются большие массы фотона (сосредоточенные в одном куске) и они должны обнаружиться экспериментально, но этого не наблюдается. Почему? Теперь нам ясно, что излучение идет фотончиками. Если за ν колебаний энергия составляет Е, то за одно колебание она составит (из формулы 3) Е / ν = h. Теперьнам понятно, что постоянная Планка характеризует минимальную порцию энергии излучения и ее правильно характеризовать в еденицах энергии. Получению такой величины мы должны быть благодарны гению Планка.
Таким образом, энергия фотончика равна 6.6260766(40)·10-34 Дж. Энергия фотона в соответствии с соотношением (3) характеризует энергию излучения за 1с, т.е она равна сумме всех энергий фотончиков, образованных излучением за 1с.
В сответствии с формулой (1) определим массу фотончика, которая составит 6.6260766(40)·10-34 / c2 ≈ 6,6 ·10-51кг.
При встрече фотончиков с частицами тел (например, с атомами), происходит их торможение, в результате чего их эфирная масса передается атому; происходит поглощение луча и передача тепловой энергии телу.
Таким образом, фотон представляет движение продольных волн в эфире и существует от момента излучения до момента поглощения; в покое фотона нет.
ВЫВОДЫ:
1. Излучение происходит за счет воздействия колебаний элетрона (или других элементарных частиц) на окружающий эфир, в результате чего в окружающее эфирное пространство идут продольные эфирные волны.
2. Излучение происходит порциями с определенной частотой, зависящей от излучающего материала и его состояния (температуры и др.). Порции энергии излучения определены величиной постоянной Планка и имеют определенную массу, которая существует только во время ее движения в продольной волне.
3. Произведение порций излучения на частоту их следования характеризует энергию фотона, образованного колебаниями одного электрона за 1 с. В покое фотона нет.
Литература.
1. ВТОРАЯ ФОРМА МАТЕРИИ - НОВОЕ ПРО ЭФИРhttp://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10124.html
Библиографическая ссылка
Брусин С.Д., Брусин Л.Д. О ФИЗИЧЕСКОЙ СУЩНОСТИ ФОТОНА, ЕГО ИЗЛУЧЕНИИ И ПОГЛОЩЕНИИ // Научный электронный архив.
URL: http://econf.rae.ru/article/6353 (дата обращения: 20.04.2024).
Прочитать публикацию в формате PDF