11. КОРПУСКУЛЯРНАЯ КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА
Новая
физика предлагает вместо волновой квантовой механики корпускулярную квантовую
механику. Физическая основа ее простая: т.к. все свободные тела двигаются по
винтовой траектории или по замкнутой орбите, если они связаны, то винтовое
движение придает частицам все наблюдаемые волновые свойства. Квантованность
новой физикой объясняется тем, что обмен энергией в микромире происходит путем
обмена фотонами. У любых фотонов момент импульса одинаков и равен 
. Естественно, что половина
фотона или некоторая его часть не может принимать участия во взаимодействиях,
т.к. фотон – цельная частица, хотя в некоторых случаях может распадаться на
составляющие о чем будет сказано в главе, посвященной свойствам фотона.
Ниже приведены некоторые примеры применения корпускулярной квантовой механики и сравнение ее результатов с результатами волновой квантовой механики. Чтобы не нервировать читателя скучными математическими выкладками с ними можно познакомиться в моей монографии «Основы новой физики и картины мироздания» на сайте http://www.new-physics.narod.ru.
Атом водорода.
В главе «Универсальная потенциальная энергия отталкивания» получена формула для радиуса орбиты электрона в водородоподобном атоме (с одним орбитальным электроном):
r0=(mea2)/(Ze2) (1) и для энергии связи электрона с ядром:
E(связи эл.)=-(Ze2)2/(2mea2) (2).
При
поглощении фотона с определенной энергией (резонансного фотона) электрон
переходит с орбиты Бора на более высокую орбиту. Фотон при этом исчезает – его
энергия расходуется на переход, а момент импульса фотона, естественно,
исчезнуть не может. Его приобретает электрон и на новой орбите его момент
импульса будет 2.
Если электрон за время 10-8 секунды не успеет вернуться назад, а
атом снова поглотит фотон, то электрон займет еще более высокую круговую орбиту
с моментом импульса 3 и т.д. В целом такое поведение будет полностью
описываться теорией Бора. Формула (1) и (2) совпадают с теорией Бора и волновой
квантовой механикой, особенно, если правую часть (1) умножить и разделить на
массу электрона и вставить кратное значение :
r0=n2×2/me×Ze2 (3). После этих манипуляций, имеющих целью
подогнать выражение официальной квантовой механики под теорию Бора в
знаменателе (3) оказывается масса электрона. По здравому смыслу она должна быть
в числителе, как в (1), т.к. инерцией электрона нельзя пренебрегать. Ортодокс
сейчас же ткнет автора тем, что в мезоатомах орбитальный радиус атомов намного
меньше и соответствует формуле (3). На это автор отвечает: поскольку у всех
микрочастиц момент импульса одинаков: =miViri,
то при увеличении массы в k раз,
a=Viri уменьшится тоже в k раз, но,
поскольку в числителе (1) a во второй
степени, то радиус орбиты уменьшится во столько же раз. Поэтому формула (3)
хотя в принципе ошибочна, дает правильный численный результат. Все о чем мы рассуждали
выше имеет отношение к так называемым ридберговским атомам. Их создание стало
возможным только с появлением лазеров с высокой интенсивностью фотонных пучков.
При этом атом успевает поглотить следующий фотон не растеряв момента импульса
предыдущего. Поэтому уровни энергии атомов Бора и официальной квантовой
механики сгущаются в направлении от ядра – это ридберговские атомы. Если такие
атомы оставить в покое, то электрон начнет скачками возвращаться в исходное
положение, теряя каждый раз момент импульса , а атом будет излучать фотоны, уносящие этот
момент импульса. Поэтому число фотонов, поглощенных атомом должно в точности
равняться числу излученных фотонов при возвращении электрона на орбиту Бора,
иначе нарушится закон сохранения момента импульса. Естественно, что ни Бор, ни
отцы квантовой механики не имели представления о лазерах, поэтому разработали
специфическую теорию не пригодную для широкого применения.
Новая физика, ничего не имея против существования ридберговских атомов предлагает более адекватную экспериментам схему. Движение электрона вблизи ядра показано на фигуре 1.
Электрон в точке 2 находится на некотором расстоянии от ядра, расположенного в точке 1 и имеет скорость V. Разложим эту скорость на две взаимно перпендикулярные составляющие Vt и Vc. Если нет составляющей скорости, направленной к ядру (Vc), то теория этого случая представлена в главе «Универсальная потенциальная энергия отталкивания» и совпадает с теорией Бора и официальной теорией атома водорода. Но наличие составляющей скорости Vc принципиально меняет всю картину. Теперь в уравнении связи электрона с ядром надо добавить положительную кинетическую энергию центростремительного движения.
Eсв=-Ze2/r+ma2/2r2+mVc2/2 (4). Чтобы сократить пустую болтовню вокруг формулы (4), приведем окончательные выводы: Максимальная скорость Vc на расстоянии радиуса боровской орбиты от ядра. Энергия связи электрона с ядром определяется выражением:
Eсв=-(1-1/n2)Z2e4/2ma2 (5). Все параметры всех орбит атома водорода представлены в таблице 1, а сами орбиты показаны в масштабе на фигуре 2
Таблица 1.
|
n |
Орбита |
Энергия связи (в E0) |
Расст. от ядра в перигелии (в r0) |
Расст. от ядра в афелии (в r0) |
Эксцентриситет, е |
|
1 |
Лаймана |
0 |
1/2 |
¥ |
1 |
|
2 |
Бальмера |
3/4 |
2/3 |
2 |
1/2 |
|
3 |
Пашена |
8/9 |
3/4 |
3/2 |
1/3 |
|
4 |
Брэккета |
15/16 |
4/5 |
4/3 |
1/4 |
|
5 |
Пфунда |
24/25 |
5/6 |
5/4 |
1/5 |
|
… |
... |
... |
... |
... |
... |
|
¥ |
Бора (осн. состояние) |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
Зависимость от n |
|
|
|
|
|
Орбит бесконечное множество и все они сгущаются около орбиты Бора. На фигуре 2: 1 – орбита Лаймана (параболическая), 2 – орбита Бальмера, 3 – орбита Пашена, 4 – орбита Брэккета, 5 – орбита Пфунда, 6 – орбита Бора. Как видно из фигуры 2 размеры атома увеличиваются с увеличением квантового числа незначительно. Немного критики официальной схемы энергетических уровней водорода, представленной на фигуре 3.
Чтобы забросить электрон на первый возбужденный уровень, нужна энергия 10,2 эв (соответствует температуре несколько тысяч градусов). Но если надуть водородом резиновый шарик и подержать его в руках, мы зафиксируем тепловое излучение водорода. Этот факт говорит о том, что уровни энергии вблизи основного состояния атома водорода так близки, что достаточно небольшого воздействия, чтобы переместить электрон на один из этих уровней. При обратном переходе получим соответствующее излучение. Об этом же говорит и тепловое излучение окружающих нас тел. Если мы облучим водород фотонами с энергией 10,2 эв, то в серии лаймана обнаружим всего одну линию, а не бесконечное множество, как это наблюдается в спектре. По официальной теории размеры атома водорода увеличиваются пропорционально квадрату главного квантового числа. Внутри Солнца, состоящего, в основном, из водорода температура вполне достаточна для возбуждения атомов до квантового числа 100 и даже больше. При этом размер их должен увеличиться в 10000 раз. Тогда радиус Солнца в 47 раз превысит расстояние до Земли и сгорят все горе-теоретики со своими теориями. Формула для изменения энергии атома при переходе на стационарную орбиту проста: DE=13,605×e2, где e – эксцентриситет орбиты. Предлагаемая новой физикой система энергетических уровней атома водорода показана на фигуре 4.
На этом закончим обсуждение теории атома водорода, т.к. понятная физика должна быть краткой физикой.