Физика неоднородности - Иван Евгеньевич Сязин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Электрон, вращающийся вокруг ядра, должен приближаться к ядру, непрерывно меняя скорость своего движения. Частота испускаемого им света определяется частотой его вращения и, следовательно, должна непрерывно меняться [8]. Проанализируем этот факт с позиции теории неоднородности. Если снова вспомнить как образовалась наша планета в нашем пространстве-вселенной с семью первичными материями, как и другие планеты нашего пространства-вселенной, то можно провести параллель с ядерной моделью атома.
Известно, что лучистая энергия испускается и поглощается телами не непрерывно, а дискретно, т. е. отдельными порциями – квантами. В настоящее время наукой принято, что энергия E каждой порции связана с частотой излучения v соотношением (уравнение Планка):
где h – постоянная Планка, равная 6,626×10–34 Дж/с.
Уравнение (18) выражает корпускулярные свойства фотона.
Волновые свойства фотона выражает следующее уравнение:
где λ – длина волны электромагнитного колебания;
с – скорость распространения волны.
Русский ученый Столетов А. Г. в конце 19 в. современного летоисчисления открыл эффект фототока (суть которого в том, что при освещении пластинки источником света обнаруживается возникновение тока), частный случай которого позволил сделать вывод, что излучение есть поток материальных «частиц» – фотонов. При изменении интенсивности освещения изменяется только число испускаемых металлом электронов (первый закон фотоэффекта), т. е. сила фототока, однако максимальная кинетическая энергия каждого вылетевшего из металла электрона зависит от изменения частоты падающего на металл света и не зависит от интенсивности (второй закон фотоэффекта[2]) [8]. При увеличении длины волны энергия испускаемых атомом электронов уменьшается, а затем, при определенной длине волны, фотоэффект исчезает и не проявляется даже при очень высокой интенсивности освещения.
У каждого металла свой диапазон значений частоты падающего света, в пределах которой возможен эффект фототока Iф.
где vmin – минимальная частота, при которой возможно возникновение фототока для данного материала, Гц (красная граница фотоэффекта).
Фотон проявляет корпускулярно-волновую двойственность, т. е. имеет свойства и частицы, и волны.
Свойства частицы (корпускулярные свойства) проявляются, например, в том, что фотон не способен дробиться. Однако отличается фотон тем, что его положение в пространстве, как и любой волны, невозможно предсказать.
Свойства волны проявляются в таких явлениях, как, например, в волновом характере распространения света, дифракции, интерференции и т. д. Отличается фотон от волны неспособностью к делению.
Квантование атомов. Процитируем Н. В. Левашова [1]. Таким образом, уровень собственной мерности каждого атома определяется количеством нуклонов, образующих этот атом. Уровень собственной мерности атома определяет поддиапазон значений мерности внутри диапазона, в пределах которого данный атом устойчив. Именно поэтому атом водорода с атомным весом равным единице устойчив практически внутри всего диапазона. И по тем же причинам атом урана с атомным весом в двести тридцать восемь атомных единиц, неустойчив.
Энергия, поглощаемая (получаемая), единицами вещества (атомами, молекулами), принимается дискретно, порционно – квантами (фотонами). Переход из одного разрешенного энергетического состояния в другое происходит скачкообразно и сопровождается поглощением или испусканием кванта электромагнитного излучения.
Современной наукой принято обозначать термином «энергия электрона».
Однако приведем следующую цитату [2]. «Электрический ток – направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Такими частицами могут являться: в металлах – электроны, в электролитах – ионы (катионы и анионы), в газах – ионы и электроны, в вакууме при определённых условиях – электроны, в полупроводниках – электроны и дырки…». Странное определение, не правда ли? И это притом, что академик Николай Левашов ещё 20 лет назад в книге «Последнее обращение к Человечеству» написал, что электроны не двигаются в проводниках! Совсем! Нет, электрический ток существует, но это – совсем другой природный физический процесс, к которому электроны не имеют никакого отношения. Вообще, нужно помнить, что существование электрона является гипотезой, ни разу никем не подтверждённой до сего дня. И то, что атом состоит из ядра, вокруг которого по какой-то причине вращаются электроны, – тоже гипотеза, и тоже никем пока ещё не подтверждённая».
Исходя из изложенной выше цитаты, термин «энергия электрона» заменим более правильным термином «энергия атома».
Энергия атома принимает только определенные значения, иначе говоря – квантована. Т. е. энергия в реальном атоме считается квантованной. Эти энергетические состояния атома определяются величиной главного квантового числа n: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Атом, имеющий n = 1 обладает наименьшей энергией. С увеличением n энергия атома (электрона) возрастает.
Главное квантовое число n определяет энергетический уровень атома и размер электронной оболочки атома.
Для энергетических уровней атома приняты буквенные обозначения (таблица 6).
Таблица 6 – Буквенные обозначения энергетических уровней атома
Орбитальное квантовое число l определяет так называемую форму электронного облака, момент импульса электрона
где m – масса частицы;
v – скорость частицы;
r – радиус-вектор, соединяющий центры вращения частицы и оси, вокруг которой частица вращается.
В таблице 7 приведены буквенные обозначения энергетических подуровней атома.
Таблица 7 – Буквенные обозначения энергетических подуровней атома
Кроме главного и орбитального квантовых чисел, выделяют еще магнитное m и спиновое квантовые числа s.
Магнитное квантовое число m определяет взаимодействие магнитного поля, создаваемого электроном, с внешним магнитным полем. В отсутствие внешнего магнитного поля энергия электрона в атоме не зависит от значения m.
Спиновое квантовое число s не связано с движением электрона вокруг ядра, а определяет только его собственное состояние – вращение вокруг своей оси, т. е. электроны обладают внутренним моментом импульса, как будто они вращаются вокруг своей оси, хотя с точки зрения физики рассматривать какие-либо собственные вращения элементарных частиц и ядер бессмысленно [9]. Спину присвоены значения +½ и – ½.
Исходя из того правильного утверждения, что материя – это уплотнившаяся энергия, вполне резонно заключить, что: ядро атома (представляющее само по себе сгусток уплотнившейся энергии – физически плотную материю) окружено энергией – так называемыми энергетическими уровнями (занимающими более 90 % объема атома, т. е. большая часть атома, согласно современной науке – это «пустота»), формирующими электронное облако (аналогично формированию нашей планеты Земля из гибридных форм материй нашего пространства-вселенной), которые проявляют как корпускулярные, так и волновые свойства.
