Алеманов С.Б. Волновая теория строения элементарных частиц - файл n1.doc

Алеманов С.Б. Волновая теория строения элементарных частиц
скачать (2761.8 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2762kb.07.11.2012 05:03скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17
Масса и импульс фотона зависят от свойств среды, в которой он распространяется. Хочу заметить, что формулы электромагнитной массы M = ee0mm0W и импульса p = (ee0mm0)1/2W не удалось найти ни в одной книге по электродинамике (видимо, придётся ответственность за авторство брать на себя). Зато везде можно встретить формулы W = Mc2 и p = W / c, где скромно умалчивается, что это всего лишь частный случай для вакуума.
«Импульс электромагнитного поля p = W / c, ... получим p = mc = W / c, откуда W = mc2

Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.301.




Эти формулы выведены только для вакуума, при этом как бы забывают, что свойства электромагнитных волн определяются электрическими и магнитными свойствами среды, в которой они распространяются, т.е. свойства среды влияют на скорость, длину волны, массу и импульс. В учебниках можно встретить формулу для фотона l = h / p, откуда следует, что p = (ee0mm0)1/2W, так как длина волны фотона зависит от свойств среды.
«... в виде потока световых квантов - фотонов, энергия которых определяется соотношением E = hv, а масса m = h / lc.»

Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.319.

«Фотон ... квант электромагнитного излучения.»

Физический энциклопедический словарь. ФОТОН.
Точнее, фотон - квант электромагнитного потока излучения, так как электромагнитное излучение состоит из двух потоков - электрического и магнитного, представляя электромагнитный поток излучения. Как и у всех электромагнитных волн, энергия фотона состоит из электрической энергии и магнитной энергии.
«Такое поле называется электромагнитным полем излучения. Это понятие охватывает радиоволны, световые волны, рентгеновские и гамма-лучи.»

Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.393.




Точнее, такое поле называется электромагнитным потоком излучения, так как состоит из двух потоков - электрического и магнитного.




«Например, квантами электромагнитного поля являются фотоны, ...»

Физическая энциклопедия. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
Фотоны, представляя электромагнитные волны, состоят из электрических и магнитных потоков, поэтому, если правильно, то квантами электромагнитного поля являются квант электрического потока и квант магнитного потока, из которых и состоит квант электромагнитного потока - фотон.
«Существование кванта магнитного потока отражает квантовую природу явлений магнетизма.»

Физический энциклопедический словарь. КВАНТ МАГНИТНОГО ПОТОКА.




Существование кванта электрического потока и кванта магнитного потока вытекает из обобщения экспериментальных фактов (физика - экспериментальная наука) - всегда наблюдаются только дискретные потоки. Согласно современным представлениям, все поля как потенциальные, так и вихревые имеют квантовую природу. Надо заметить, что первоначально квантовые свойства были обнаружены у вихревых полей. Например, фотоны - это электромагнитные волны, состоящие из вихревых электрических и магнитных полей Wэ = Wм = hv / 2, где Wэ - энергия вихревого электрического поля, Wм - энергия вихревого магнитного поля, h - постоянная Планка, v - частота фотона. Т.е. квантовые свойства электрических и магнитных потоков никак не связаны с зарядами или магнитными полюсами. Существование фотонов подтверждает тот факт, что не только потенциальные, но и вихревые поля являются квантовыми.




Квант электрического потока в книгах по электродинамике скромно называют элементарным зарядом, хотя давно известно, что зарядов без потоков не бывает. Электрические же потоки, которые представляют количество электричества и также измеряются в кулонах, могут существовать без зарядов, так как заряд - это всего лишь знак, указывающий направление, куда втекает или откуда вытекает поток. Например, перестал поток втекать или вытекать и знак заряда, соответственно, исчез - нет потока и нет знака, указывающего направление потока. При этом сказать, что нет заряда и нет потока нельзя, так как потоки могут быть и без зарядов.
Квант электрического потока - это квант электрического возмущения электромагнитного поля, квант магнитного потока - это квант магнитного возмущения электромагнитного поля. Электромагнитные волны состоят из электрических и магнитных возмущений поля, например, фотон состоит из кванта электрического возмущения и кванта магнитного возмущения.
«Количество электричества, единица - кулон (СИ)»

Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.244.




Количество электричества всегда является дискретным - в любом виде, а не только в виде электрического заряда, и это подтверждается всеми известными экспериментальными фактами. И если это записать в учебники, то отпадут все вопросы, связанные с дискретностью электромагнитных волн. Причина дискретности фотонов та же, что и токов - количество электричества всегда дискретно.
Квантовая природа электрического поля проявляется не только в дискретности электрических токов, но и в дискретности электромагнитных волн, которые представляют дискретные вихревые потоки электрического смещения поля в один квант заряда в виде квантов электромагнитного потока излучения, т.е. фотоны - это вихревые электрические поля с потоком в один квант заряда и поэтому неделимы. Элементарный вихревой поток электрического смещения поля равен элементарному электрическому заряду, который неделим. Распространяющиеся вихревые потоки электрического смещения поля представляют токи электрического смещения поля, поэтому дискретные электромагнитные волны можно рассматривать как дискретные токи смещения поля (сила дискретного тока зависит от частоты волн).
«Ток смещения Iсм = dФe / dt, где Фe - поток электрического смещения ...»

Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.289.
Любое изменение электрического поля (движение электрического потока) представляет ток электрического смещения Iсм = dФe / dt, где Фe - изменяющийся (движущийся) электрический поток. Движущийся поперечный электрический поток представляет ток смещения и, соответственно, магнитный поток, который перпендикулярен электрическому потоку, при этом их фазы совпадают, так как по сути это один движущийся поток ("вид сбоку"). Движущийся электрический поток представляет магнитный поток (релятивистский эффект B = m0[vD]), поэтому разделить их невозможно. Например, в фотоне движущийся со скоростью света квант электрического потока образует квант магнитного потока. Надо заметить, что ток смещения также можно рассматривать как релятивистский эффект, связанный с движением электрического потока. Иногда для наглядности условно рассматривают электромагнитную волну как возбуждение электрическим полем магнитного и наоборот, но тогда наблюдался бы сдвиг фаз, на самом деле электрический поток не возбуждает магнитный поток, так как при движении он сам является магнитным потоком - релятивистский эффект. Зная плотность движущегося электрического потока, можно, согласно B = m0[vD], определить, какую плотность магнитного потока он представляет. В любой точке распространяющейся электромагнитной волны плотность электрической энергии равна плотности магнитной энергии, так как E = vB. Таким образом, в электромагнитной волне, состоящей из двух движущихся потоков - электрического и магнитного, не наблюдается процесс взаимовозбуждения потоков, они просто движутся синфазно, так как, согласно B = m0[vD], представляют один движущийся поток. Движущийся электрический поток представляет как электрический ток смещения, так и магнитный поток.
«... в электромагнитной волне векторы E и B всегда колеблются в одинаковых фазах, одновременно достигают максимума, одновременно обращаются в нуль.»

Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.259.

«В электромагнитной волне ... между мгновенными значениями E и B в любой точке существует определенная связь, а именно E = vB, ...»

Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.294.
Если дискретны электромагнитные потоки, то, соответственно, дискретны и их составляющие - электрические и магнитные потоки. Например, фотон, представляя элементарный электромагнитный поток, состоит из кванта электрического потока и кванта магнитного потока. Только квантовое представление электродинамики полей и понимание того, что дискретными являются все электрические заряды, электрические возмущения, электрические токи, электрические и магнитные потоки, даёт возможность объяснять и рассчитывать квантовые электромагнитные процессы.
В результате анализа квантовых электрических и магнитных потоков и волновых свойств возмущений поля была обнаружена система в виде спектра устойчивых возбуждённых состояний поля, которые по своим свойствам совпали со свойствами элементарных частиц, что привело к возникновению волновой теории строения элементарных частиц, где частицы материи представляют интерференционно-волновую картину квантового поля как квантованные волновые образования - возбуждённые состояния поля.
«Выявление определенной степени единства вещества и поля привело к углублению представлений о структуре материи.»

Физическая энциклопедия. ВЕЩЕСТВО.
Т.е. различные формы дискретных потоков поля образуют материальные структуры, представляющие вещество, что в определенной степени отражает единство природы вещества и поля.
Электромагнитное поле

(Различные интерпретации электромагнитного поля)
В некоторых полевых интерпретациях не делается различие между "электромагнитным полем" и "электромагнитным полем излучения" ("волновым электромагнитным полем"), что создаёт путаницу в терминологии.
«В квантовой физике электромагнитное поле интерпретируется как "газ" элементарных частиц - фотонов, ...»

Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

«Квантом этого поля является фотон ...»

Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.

«При больших частотах электромагнитного поля становятся существенными его квантовые (дискретные) свойства, и электромагнитное поле можно рассматривать как поток квантов поля - фотонов.»

Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
Так как поток квантов электромагнитного поля (фотонов) - это поле электромагнитных волн с дискретными свойствами (фотон - квант света), в данной интерпретации возникают проблемы с терминологией, например, "возмущение электромагнитного поля" означает "возмущение электромагнитных волн", т.е. модуляцию волн. Данная интерпретация неприменима для рассмотрения процессов, протекающих в дискретных электромагнитных волнах - фотонах, так как само поле интерпретируется как состоящее из фотонов. "Электромагнитное поле" и "электромагнитное поле излучения" - это разные понятия, так как электромагнитное поле излучения - это электромагнитный поток (поле распространяющихся электромагнитных волн - волновое электромагнитное поле).
«... поля излучения (поля электромагнитных волн).»

Физическая энциклопедия. ИЗЛУЧЕНИЕ.

«Поля такого рода называются электромагнитными волнами.»

Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.294.

«Поле электромагнитных волн называется полем излучения.»

Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.349.




Электромагнитные поля излучения - это векторные поля, состоящие из электрических и магнитных потоков. Квантом таких полей является электромагнитный квант - фотон, который состоит из кванта электрического потока и кванта магнитного потока.
«Такое поле называется электромагнитным полем излучения. Это понятие охватывает радиоволны, световые волны, рентгеновские и гамма-лучи.»

Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.393.
Электромагнитные поля (потоки) излучения представляют распространяющиеся вихревые поля (токи электрического смещения) в виде электромагнитных волн - волновых колебаний (возмущений) электромагнитного поля.
«Электромагнитными волнами называются возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве.»

Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.343.




В процессе изучения электромагнитных явлений появились такие термины как "электрическое поле" и "магнитное поле", но с современной точки зрения эти термины являются не совсем верными, так как установлено, что существует единое электромагнитное поле, а электрическое поле - это поток электрической напряжённости электромагнитного поля и, соответственно, магнитное поле - это поток магнитной напряжённости электромагнитного поля. Т.е. существует единое электромагнитное поле и в нём возникают электрические и магнитные потоки напряжённости, представляющие электрические и магнитные возмущения поля. Например, электромагнитные волны - это распространяющиеся в электромагнитном поле электромагнитные возмущения, состоящие из электрических и магнитных потоков напряжённости поля.
Согласно электромагнитной теории Максвелла (теория близкодействия), всё пространство представляет собой электромагнитное поле, в котором распространяются электромагнитные волны. Существование электромагнитного поля подтверждено экспериментально, например, в вакууме наблюдаются флуктуации электромагнитного поля (эффект Казимира).
«Колебания вещества порождают упругую волну, а колебания электромагнитного поля - электромагнитную волну.»

Основы физики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.2. С.62.

«Это пространство с действующими в нём силами называется электромагнитным полем.»

Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.8.

«... электромагнитное поле может быть представлено как совокупность бесконечно большого числа гармонических осцилляторов.»

ОТФ. Квантовая механика. И.В.Савельев. 1996. Т.2. С.343.




Поле осцилляторов - это скалярное поле, а возникающая в нём напряжённость представляет векторное поле в виде потока напряжённости, так как напряжённость имеет направление. Т.е. в скалярном электромагнитном поле осцилляторов могут распространяться возмущения, представляющие напряжённость поля, где электрические и магнитные потоки напряжённости - это векторные поля. В такой интерпретации электромагнитное поле представляет совокупность двух полей - электрического и магнитного (поле электромагнитных осцилляторов), при этом электродинамика рассматривает магнитное поле как релятивистский эффект, связанный с запаздыванием распространения электрического поля (электрического смещения поля), т.е. магнитное поле - это одна из форм проявления электрического поля, возникающая как чисто релятивистский эффект. Поэтому в данной интерпретации свойства электромагнитного поля можно рассматривать как различные формы проявления электрического поля (поля электрических осцилляторов). Например, электромагнитные волны - это распространяющиеся возмущения электрического поля (вихревые электрические поля, токи электрического смещения), где магнитное поле можно рассматривать как чисто релятивистский эффект. Таким образом, с точки зрения логики, вместо термина "электромагнитное поле" больше подходит термин "электрическое поле" ("электродинамическое поле", "электровакуум"), так как установлено, что не существует магнитных зарядов, а магнитное поле представляет эволюцию электрического поля.
«В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов ... магнитное поле выступает как вспомогательное, характеризующее историю эволюции основного электрического поля.»

Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
Движение зарядов всегда связано с движением электрических потоков, поэтому более точно магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических потоков, так как магнитная индукция может возникать и без движения электрических зарядов, т.е. там, где в пространстве движутся (распространяются) электрические потоки, всегда есть магнитное поле - магнитные потоки: B = m0[vD].
«... магнитное поле возбуждается не только токами проводимости, ...»

Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.7.

« В = -[vE] / c2 »

Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.227.
Если в формуле преобразования полей заменить напряжённость на индукцию (в вакууме m0D = E / c2), то получим B = m0[vD] (H = [vD]), где D - плотность электрического потока (электрическая индукция), v - скорость движения электрического потока, B - плотность магнитного потока (магнитная индукция), возникающего как релятивистский эффект. При этом возникающая магнитная индукция всегда поперечна движению. Для наглядности сформулирую правило возникновения магнитной индукции: если ладонь левой руки расположить так, чтобы четыре пальца указывали направление движения электрического потока, а вектор D входил в ладонь, тогда отставленный большой палец укажет направление вектора B. В некоторых случаях только с помощью этого правила удается определить направление линии магнитной индукции. Остается надеяться, что когда-нибудь это правило появится в учебниках, и там, наконец, исправят некоторые рисунки, где неправильно изображено направление линий магнитной индукции, например, между обкладками конденсатора, через который течёт электрический ток смещения. Данное правило действует всегда, т.е. как для прямолинейного, так и для кругового движения. Например, между обкладками заряженного конденсатора существует электрический поток, при движении конденсатора для покоящегося наблюдателя движущийся электрический поток представляет магнитный поток, т.е., зная плотность электрического потока между обкладками движущегося конденсатора, можно вычислить плотность магнитного потока. Надо заметить, что если движутся два встречных разноимённых электрических потока, то из-за суперпозиции полей может наблюдаться только магнитная индукция - без электрической, в этом случае движущиеся встречные электрические потоки представляют электрически нейтральный ток смещения (любое движение электрических потоков всегда связано с током электрического смещения, поэтому магнитное поле можно представить в виде токов смещения). Например, ток проводимости, представляя направленное движение электронов, создаёт в окружающем пространстве направленное движение отрицательных электрических потоков, связанных с зарядами электронов, и тем самым образуется магнитное поле. При этом покоящиеся положительные потоки, связанные с положительно заряженными частицами, нейтрализуют электрическую напряжённость поля (суперпозиция полей), таким образом, в окружающем пространстве наблюдается только магнитное поле (поток).
«Если по проводнику протекает ток, то вокруг него возникает магнитное поле, так сказать, в "чистом виде", без электрической составляющей.»

Основы физики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.1. С.481.

«Любой заряд независимо от наличия других зарядов всегда имеет электрическое поле.»

Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.120.




Т.е., если заряд движется, то независимо от других зарядов вместе с ним движется его электрический поток (поле).
Согласно теории близкодействия, с электрическими зарядами всегда связаны материальные электрические потоки, движение которых и создаёт магнитное поле. Таким образом, для возникновения магнитного поля необязательно должно быть движение зарядов, достаточно движения электрических потоков.
К сожалению, в учебной литературе некоторые электродинамические процессы рассматриваются непоследовательно, т.е. не придерживаясь причинно-следственной связи. Например, рассматривая движение зарядов, сразу переходят к магнитному полю, при этом совершенно не упоминается о связанных с зарядами движущихся электрических потоках и токах смещения, которые и образуют само магнитное поле (согласно электродинамике, с каждым движущимся электрическим зарядом движется связанный с ним электрический поток). Таким образом, у изучающего электродинамику складывается идеалистическое представление, что магнитное поле возникает из ничего, так как не упоминается, что магнитный поток - это движущийся электрический поток. Зная плотность связанного с зарядом движущегося электрического потока D = qr / 4pr3, всегда можно, согласно B = m0[vD], вычислить плотность магнитного потока вокруг заряда B = m0q[vr] / 4pr3.
«В результате обобщения экспериментальных данных был получен элементарный закон, определяющий поле
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации