Ответ Объединённого Института Ядерных Исследований на статью "О дуализме квантовых частиц"

Международная Межправительственная Организация
International Intergovernmental Organization
Объединённый Институт Ядерных Исследований
Joint Institute For Nuclear Research

Дубна, Московская Область, Россия 141980
fax: +7(495) 632-78-80, tel.: +7(496) 216-50-59
AT: 205493 WOLNARU
Dubna, Moscow Region Russia 141980
e-mail: post@jinr.ru http://www.jinr.ru


20.11.2009
002-04 / 1687

Уважаемый Александр Васильевич!
В ответ на Ваше письмо от 11 ноября 2008 года «О дуализме квантовых частиц» направляю Вам комментарий младшего научного сотрудника Института Пацюк Марии Александровны.
Успехов.
Главный научный секретарь (подпись) Н.А. Русакович.

Уважаемый Александр Васильевич, мы рады помочь Вам разобраться в вопросах фундаментальной науки и квантовой механики в частности. Направляем Вам ответ на ваше письмо от 11 ноябра 2008 года «О дуализме квантовых частиц» и комментарии по данному вопросу.

Итак, Вы абсолютно правы, утверждая, что квантовая частица обладает и корпускулярными и волновыми свойствами. На сегодняшний день уже существует теория которая описывает поведение квантовых (микроскопических) частиц; она называется квантовая механика. Это довольно молодая область фундаментальной физики, она зародилась в начале XX века силами таких учённых как П. Дирак, Э. Шрёдингер и других. В то же время квантовая механика предсказания поведения квантовых частиц в различных ситуациях, поэтому проблему достоверного обоснованного описания квантовых частиц можно считать решённой.

В соответствии с квантовой механикой (см., например , П. Дирак, «Принципы квантовой механики»), любой объект с импульсом можно рассматривать как волну с длиной волны λ:

Это соотношение называется формулой Дебройля, h=6,626*10-34 Дж c

Если длина волны, соответствующей объекту, сравнима с размером препятствия появляющегося на его пути, или больше него, то тело обогнёт его, демонстрируя волновые свойства. Тоесть дифракция и интерференция имеют место тогда, когда длина волны Дебройля для данного объекта сравнима с размерами окружающих объектов или больше них. Если длина волны, соответствующей объекту по вышеприведённой формуле, намного меньше размеров препятствия, то объект будет вести себя как частица.
Например, характерный импульс нейтрона в веществе -10 КэВ (килоэлектронвольт), по формуле Дебройля получаем, что его длина волны будет порядка (…) 10-10 метра). По сравнению с характерными размерами атомов (диаметр атома по порядку величины 10-10 метра, что намного меньше длины волны Дебройля для электрона), попадающихся на пути электрона, электрон сложно считать волной, но по сравнению с любым макрокосмическим объектом (даже молекулой размером 10-8 метра), электрон — крошечная точечная частица.
Также с помощью этого соотношения можно вычислить длину волн, соответствующие любым объектам, даже макроскопическим (например пули или идущего человека). Но в макромире никогда не проявляются волновые свойства тел! Всё дело в том, что длины волн Дебройля макроскопических тел настолько малы, что эти тела можно с огромной точностью считать корпускулами.
Таким образом, нет принципиальной разницы между квантовыми и обыкновенными частицами, проявляющиеся свойства определяются свойствами частицы и размером препятствий на её пути.
В своём письме Вы приводите Дж. Дж. Тосинеона об электронах, что « ...их путь в однородном магнитном поле является не прямолинейным, а круговым...». Необходимо заметить, что здесь ключевым является наличие магнитного поля, тогда как в его отсутсвие электроны (и вообще заряженные частицы) движутся по прямой. Поэтому в отсутсвие электромагнитного поля необходимость в круговом движении отпадает.

Вы абсолютно правы, полагая, что две компоненты силы, действующие на заряженную частицу в электромагнитном поле: вполне могут быть заменены одной. Но она не имеет ничего общего с силой гравитационного притяжения, потому как это силы различной природы. Принято различать четыре природы взаимодействий: электромагнитные, гравитационные, сильные и слабые. Первые два взаимодействия отвечают за физические процессы и явления в окружающем нас макроскопическом мире, тогда как последние два взаимодействия можно обнаружить внутри ядер атомов, они обуславливают процессы ядерных реакций. Подробнее о различных типах взаимодействий можно прочитать в учебниках по физике элементарных частиц, например в книге Л. Б. Окуня «Физика элементарных частиц».

Пацюк Мария
(подпись)

А. В. Демченко.

Копия письма от 26.11.09 №: 002-04 / 1687

Новая квантовая интуиция

1.
В первой половине ХХ века были сформулированы основные понятия квантовой физики. Интерпретация экспериментальных данных о квантовых частицах была дана на основе новой неклассической квантовой интуиции.
Основными наблюдаемыми величинами, характеризующими квантовую частицу, являются координата и импульс.
Измерения, проводимые в квантовой системе, имеют принципиальные особенности.
При измерениях классической системы понимается, что измерение не изменяет состояния измеряемой системы.
При измерениях квантовой системы её состояние возмущается, изменяясь тем сильнее, чем точнее измерения. (1)
Оказалось, что при измерениях одноимённых квантовых частиц результаты значений и импульсов, и координат лежат в определённых областях. На этом основании в 1927 г.
В. Гейзенберг сформулировал зависимость, имеющую место при сопоставлении квадратичного отклонения значений координаты Δх и импульса ΔРх.
Δх ⋅ ΔРх = h / 2 -9- (2),
где h – квант действия, равный постоянной Планка, отнесённой к 2π, h = h / 2π.
Δх = √ (х – хср)2 ; ΔРх = √ (рх – рср)2
Данная зависимость впоследствии стала называться соотношением неопределённостей Гейзенберга или принципом неопределённости. Принцип неопределённости, характеризующий вероятностное состояние квантовой системы, вполне корректен. Эксперимент всегда подтверждает эту закономерность (3).

2.
«Основным методом квантовой механики является статистический метод.» (4) Использование статистического метода при изучении квантовых частиц предполагает наличие и анализ массива измерений наблюдаемых координаты и импульса.
«Для измерения импульса частицы чувствительный элемент прибора, его датчик, должен быть очень лёгким, а для измерения координаты – тяжёлым. Тяжёлый датчик позволяет точно охарактеризовать положение измеряемой частицы, и при этом датчик почти не сдвинется, так что ошибка в измерении координаты будет очень мала. Но именно по этой причине такой прибор не пригоден для точного измерения импульса: ведь из-за большой массы датчика он будет очень слабо реагировать на импульс измеряемой частицы. Наоборот, лёгкий датчик сильно реагирует на импульс измеряемой частицы, но зато при этом сильно сдвигается, так что определение координаты частицы становится практически невозможным.
Таким образом, принципиально невозможно создать прибор, измеряющий (с большой точностью) и координату, и импульс.» (5)
Особенность измерения квантовой частицы заключается ещё и в том, что её можно измерить только один раз. Повторное проведение замеров наблюдаемых у одной и той же частицы невозможно, так как эта частица улетает. Вторичное измерение частицы в одном эксперименте практически не выполнимо в связи с непредсказуемыми последствиями первичного измерения. Вторичное измерение, к тому же бесполезно в связи с изменением параметров наблюдаемых при воздействии на частицу датчика во время первого измерения.
Для получения представления о возможных параметрах второй наблюдаемой квантовой частицы, у которой уже была измерена первая наблюдаемая, используются результаты измерений второй наблюдаемой массива одноимённых квантовых частиц, проведённых в таких же, неизменных условиях.
Под неизменными условиями понимается неизменный способ получения массива одноимённых квантовых частиц, меняется лишь датчик, которым производится замер второй наблюдаемой.

3.
Эйфория от революционных прорывов в различных областях естественных наук, принятие на вооружение теории полей, основанной на точечном описании пространства, невозможность одновременного определения у квантовой частицы и координаты, и импульса, а также другие причины – всё это привело к следующему. При осмыслении результатов исследований квантового мира был совершён отказ от логически выверенных, апробированных классических представлений о процессе познания, о таких понятиях как целостность и дискретность, произошла выработка «… совершенно новой, неклассической интуиции, которая на первый взгляд казалась почти безумием (как например, в связи с понятием корпускулярно-волнового дуализма).» (6)
В попытке прояснения принципа неопределённости Гейзенберга новая квантовая интуиция позволила перенести результаты измерений наблюдаемой у массива одноимённых квантовых частиц на одну такую же частицу, представив дело таки образом, что если частица принципиально может обладать теми или иными значениями наблюдаемой, то она ими всеми и обладает. В результате произошло искажение статистического метода, сущность которого состоит в определении вероятности того, в каком состоянии могла ранее находиться квантовая частица.
На основании статистических данных невозможно утверждать, что во всех возможных состояниях квантовая частица находилась одновременно. Статистический же метод квантовой механики, установленный на основе новой квантовой интуиции, постулировал именно это. Возможность и вероятность нахождения квантовой частицы в том или ином состоянии были трансформированы в утверждение об одномоментном нахождении квантовой частицы во всех возможных состояниях. Тем самым была искажена суть принципа неопределённости Гейзенберга. Вероятностное соотношение было абсолютизировано. Все возможные значения второй наблюдаемой массива одноимённых квантовых частиц были присвоены одной такой же квантовой частице, у которой была определена только первая наблюдаемая. На этом основании, используя новую квантовую интуицию, был сделан вывод о том, что «…микрочастица не может находиться в состоянии, в котором имеют определённые значения и импульс, и координата.» (2)
Изначально, и выше, при анализе способов измерения квантовых частиц, это уже было отмечено, суть вопроса заключалась лишь в технической невозможности одновременного, достаточно точного измерения наблюдаемых координаты и импульса. В дальнейшем указанная техническая трудность, благодаря новой квантовой интуиции, была преобразована в квазинаучное представление об одновременном множестве значений второй наблюдаемой у одной квантовой частицы при фиксированной первой наблюдаемой.
Дискретные, целостные, постоянно заряженные квантовые частицы, такие как протон и электрон, в свете новой квантовой интуиции стали какими-то размазанными в пространстве и псевдо-виртуальными. И, если электрон в атоме водорода действительно наблюдается как облако вокруг протона, то протон – это стабильное, стационарное, в любое время определяемое ядро атома водорода. Протон – это основной, по существу, бессмертный носитель массы, причём массы покоя, которая не может быть размыта в пространстве по определению. Существование стабильного и стационарного протона является наиболее ярким подтверждением ошибочности новой квантовой интуиции.
Конкретизируем ситуацию и рассмотрим протон в состоянии множества значений импульса тела при фиксированной координате. Импульс тела пропорционален его массе и скорости. Р = m ⋅ v
Фиксированная координата протона исключает его перемещение. То есть, в рассматриваемом случае фактор скорости не может изменить импульса тела протона.
Другим фактором, изменяющим импульс тела, является масса. Масса протона 0,9 ⋅ 10-27 г – это константа из констант. Протон, без воздействия на него, не изменяется на протяжении многих миллиардов лет (7). Следовательно, и этот фактор не изменяет импульс тела протона. Таким образом, при неизменной координате, без воздействия на протон материальных тел, его импульс должен оставаться неизменным. Признание, в соответствии с новой квантовой интуицией, ничем не инициированного, перманентного изменения импульса тела протона отрицает объективность столпа естественно научных представлений – закона сохранения энергии.
Ещё явственнее отрицание новой квантовой интуицией закона сохранения энергии проявляется на примере фотона. Импульс фотона записывается следующей формулой:
Рф = Е / с, где Е – энергия фотона;
с - скорость света (8).
Так как скорость света с является константой, то в данном случае при фиксированной координате фотона множественность значений импульса фотона напрямую декларирует множественность значений энергии одной и той же квантовой частицы в одном и том же месте, в одно и то же время.
На основе новой квантовой интуиции был сделан и следующий вывод: «новые закономерности микропроцессов, выражающиеся в волновых и квантовых свойствах движения частиц, не позволяют рассматривать это движение как совершающееся по траекториям. Действительно, понятие траектории связано с одновременным существованием у частицы и определённого импульса, и определённой координаты, что, якобы, несовместимо с волновыми свойствами движения и, как бы, следует из соотношения - 9 - (4), (Δх ⋅ ΔРх = h / 2).
Волновую сущность движения квантовых частиц не подвергает сомнению никто. Однако, нигде и никем не дано исчерпывающего определения волновому движению квантовой частицы, описания этого движения. Как нет описания и самой квантовой частицы.
Так или иначе, квантовая частица обладает не только волновыми, но и корпускулярными свойствами. При максимальном увеличении частоты, и, соответственно, уменьшении длины волны, характеризующей квантовую частицу, последняя будет локализована в малом объёме, и, практически, неотличима от корпускулы.
Представим себе корпускулу, то есть «… воображаемый сгусток вещества шарообразной формы.» (9) Для того, чтобы движение корпускулы было одновременно и равномерным, и волнообразным, его траектория должна быть спиралеобразной. Подтверждением тому являются параметры движения пули, выпущенной из нарезного оружия. Импульс тела равномерно движущейся корпускулы в любой точке спиралеобразной траектории будет оставаться неизменным, ибо в этих условиях и масса, и скорость движения корпускулы не изменяются.
Но, если мы имеем дело не просто с корпускулой, а с квантовой частицей в предельно энергичном, практически корпускулярном состоянии, то у такой квантовой частицы при равномерном движении по спирали импульс тела также не будет меняться. Таким образом, одно исключение из существующих ныне квантовомеханических представлений нами уже найдено.
Квантовая частица представляет из себя дискретное спиралеобразное тело (10) (11). В таком виде квантовая частица полностью соответствует всем параметрам и закономерностям, обнаруженным в результате экспериментальных исследований квантовых частиц. Форма тела квантовой частицы повторяет траекторию её движения. При равномерном спиралеобразном перемещении квантовой частицы и её импульс тела, и импульс точки в любом месте дискретного тела квантовой частицы будут оставаться неизменными на всём протяжении равномерного и спиралеобразного движения квантовой частицы, поскольку ни её масса, ни скорость её движения не изменяются.
К сожалению, представления новой квантовой интуиции не позволили сделать это очевидное, классически выверенное заключение.

4.
В 1927 г. для прояснения принципа неопределённостей Гейзенберга Н.Бор сформулировал принцип дополнительности. Суть этого принципа заключается в следующем. Якобы, в квантовой природе вещей заложено, «… что дополнительными друг к другу являются по существу сами эти величины: координата и импульс.» (5) Вывод очень странный, ибо не только квантовая частица, но любое движущееся тело непременно будут иметь и координату, и импульс. Оба этих параметра по-своему характеризуют материальный объект, то есть обогащают, углубляют, дополняют представление о нём. Сами же эти параметры независимы друг от друга по определению. К этим параметрам можно добавить и иные независимые параметры, которые также будут дополнять представление об объекте, например, массу, цвет, спин еtс.
И ещё один нонсенс. Несмотря на декларированный Бором принцип дополнительности координаты квантовой частицы её импульсом и наоборот, экспериментальных данных, подтверждающих взаимозависимость этих параметров, нет.
«Принцип дополнительности оказался действенным психологическим средством, позволившим физикам примириться со странными положениями квантовой механики.» (12) Заметим, что в приведённой цитате принцип дополнительности Бора назван психологическим средством, а не выверенным физическим законом.

Вывод: появление в первой половине ХХ века новой квантовой интуиции продемонстрировало пластику человеческого разума.
Однако, применение на практике новой квантовой интуиции привело к отрыву от классических представлений о дискретности и целостности материальных тел, к фактическому отрицанию закона сохранения энергии. Была выработана искажённая, не соответствующая реальной действительности картина квантового мира.


Литература:
1. Менский М.Б. «Человек и квантовый мир», Век 2,Фрязино, 2007, с. 62-64.
2. Блохинцев Д.И., Драбкина С.И. «Квантовая механика» ГНИ «Большая советская энциклопедия», издание второе, 1953, т.22, с 448.
3. Менский М.Б., см. 1, с. 61.
4. Блохинцев Д.И., см.2, с. 449.
5. Менский М.Б., см. 1, с. 65.
6. Менский М.Б., см. 1, с. 69.
7. Форд К.У. «Мир элементарных частиц», Издательство «Мир», Москва, 1955, с. 30.
8. Форд К.У., см 7 с. 93.
9. Форд К.У., см 7 с. 87.
10. Демченко А.В. «От пустоты к тверди», E-mail: v.khokhlov@inbox.ru
11. Демченко А.В. «О дуализме квантовых частиц» E-mail: v.khokhlov@inbox.ru
12. Менский М.Б., см. 1, с. 66.

Опостулатах Бора

1.
Из первого постулата Бора (постулата стационарных состояний) следует, что «…в атоме существуют стационарные квантовые состояния, не изменяющиеся с течением времени без внешних воздействий на атом.
Каждому стационарному состоянию соответствует определённая энергия атома Еn. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные (круговые – примечание автора) орбиты, по которым движутся электроны. При движении по стационарным орбитам электроны, несмотря на то, что они движутся ускоренно, не излучают электромагнитных волн. В первом постулате Бора содержится отказ от выводов электродинамики о том, что ускоренно движущийся электрический заряд всегда излучает электромагнитные волны.» (1)
«С точки зрения теории Максвелла рождение фотонов происходит в том случае, когда заряженное тело движется с ускорением; с квантовомеханической же точки зрения – когда заряженная частица (электрон) перескакивает с одной боровской орбиты на другую.» (2)
Второй постулат Бора (правило частот) гласит: «… при переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается один фотон. Атом излучает (поглощает) один квант электромагнитной энергии, когда электрон переходит с орбиты с б′ольшим (меньшим) на орбиту с меньшим (б′ольшим) главным квантовым числом. Энергия фотона равна разности энергии атома в двух его стационарных состояниях:
h⋅νmn = Em – En
Если Em > En, то происходит излучение фотона, если Em < En – поглощение фотона.» (1)

2.
Рассмотрим процесс возбуждения атомной системы на примере простейшего атома – атома водорода, состоящего из протона и электрона. При поглощении атомом водорода энергии фотона ε эта энергия передаётся электрону. Данное утверждение следует не просто из того, что после рассеяния фотона видимых изменений с протоном не происходит, а электрон перемещается с 1S уровня на более высокий 2Р уровень. Дело в том, что сам электрон переходит из 1S в более энергичное 2Р состояние. При этом частота волны, характеризующей состояние электрона, увеличивается втрое, что подтверждается увеличением значения магнитного квантового числа, которое у S-электронов равно единице, а у Р-электронов равно трём (3).
Для фотона, который, как считается, лишён массы покоя, импульс записывается формулой
Р = Е \ с, (4) где Е – энергия фотона, с – скорость света.
Наименьшая энергия, которая должна быть у фотона, требующаяся для выбивания электрона, составляет 1,9 эВ или 3.0 ⋅ 10-12 эрг. (5). Соответственно, импульс такого фотона будет равен Рф = 3.0⋅ 10-12 : 3⋅ 10-10 = 1⋅ 10-22
Импульс релятивистского электрона составляет:
Рэл = m ⋅ с = 0.9 ⋅ 10-27 ⋅ 3 ⋅ 1010 = 2.7 ⋅ 10-17
Таким образом, импульс релятивистского электрона в 270.000 раз больше импульса фотона. Даже если в атоме скорость электрона в 10 раз меньше скорости света, его импульс всё равно будет в 27 тысяч раз больше импульса фотона. Импульс – это вектор. При сложении двух векторов, один из которых в 27 тысяч раз меньше другого, ни величина, ни направление большего вектора существенно не изменятся.
Кроме того, вектор перемещения фотона направлен извне к протону – ядру атома водорода.
Возникшее в результате рассеяния фотона перемещение электрона происходит с меньшей орбиты на б′ольшую, то есть в направлении от ядра атома водорода. Этим также подтверждается то обстоятельство, что полученная электроном энергия фотона ε не направляет движение электрона как векторная сила, а лишь преобразует внутреннее состояние электрона.
В то же время, в зависимости от структуры тела, даже небольшое целевое воздействие на неё может коренным образом изменить состояние тела. Именно такое воздействие оказывает фотон на состояние электрона.
Исходя из вышеизложенного, невозможно утверждать, что фотон передал электрону такой импульс, который направил движение электрона с 1S на 2Р уровень.
Из теории Максвелла, что не противоречит второму постулату Бора, следует, что при переходе электрона с 1S на 2Р уровень электрон ускоренно не движется, так как в этом случае атомом фотон не излучается. Значит, SР-перемещение электрона, подобно его движению по стационарной (боровской) орбите, не требует от электрона дополнительных затрат энергии.
Исходя из вышеизложенного, можно говорить о том, что электрон поглотил энергию фотона ε, и сам стал энергичнее. Но нельзя утверждать, что на перемещение электрона с 1S на 2Р уровень была затрачена именно энергия поглощённого фотона ε, что Еsp = ε. Гораздо логичнее было бы утверждать, что в данном случае энергия SР-перемещения электрона (Еsp) равна нулю, так как затрат энергии именно на перемещение электрона замечено не было. Переход атома водорода в возбуждённое состояние после рассеяния фотона явился следствием изменения электрона, но не следствием совершения работы по перемещению электрона с 1S на 2Р уровень за счёт поглощённой энергии фотона ε.
Таким образом, условия второго постулата Бора о том, что энергия фотона ε равна разности энергий атома при переходе электрона с 1S на 2Р уровень, не подтверждаются. Действительно лишь то, что энергия фотона ε равна разности энергий электрона в 2Р и 1S состояниях.

3.
Теперь рассмотрим вопрос о том, равна ли энергии фотона ε разность энергий атома (Ерs), при его возврате в стационарное состояние, то есть при обратном переходе электрона с 2Р на 1S уровень.
Электрон к протону притягивает кулоновская сила. После перехода электрона из S в Р энергетическое состояние кулоновская сила не смогла удержать электрон на 1S орбите. Значит обратно, с 2Р на 1S уровень, кулоновская сила сможет возвратить электрон лишь только после понижения его энергичности с Р до S уровня. Это и происходит с электроном на 2Р уровне в течение 10-8 с – за то время, которое электрон находится на 2Р уровне. В соответствии с законом сохранения энергии, на приведение электрона из Р в S состояние кулоновская сила должна затратить ровно столько энергии, сколько было затрачено на S – Р превращение, а именно - энергию фотона ε.
Далее кулоновская сила начинает ускоренно притягивать электрон к протону, затрачивая при этом энергию фотона ε на излучение фотона.
Затем совершается непосредственная работа - ΔА по перемещению электрона с 2Р на 1S уровень, на что также затрачивается энергия – ЕΔА. Минимальным количеством этой энергии (ЕΔАmin) будет снова энергия фотона ε, так как ε - это и есть минимально возможное количество энергии. ЕΔАmin = ε.
Таким образом, минимальная энергия, необходимая для возврата электрона с 2Р на 1S стационарную орбиту, а атома водорода в стационарное, невозбуждённое состояние, равна 3 ε.
Вывод: второй постулат Бора в той части, что энергия фотона ε равна разности энергий атома в двух его стационарных состояниях, не подтверждается ни при SР-, ни при РS-перемещении электрона. Следовательно, второй постулат Бора в указанной части не соответствует действительности.
Для лучшего понимания существа рассмотренного процесса и для того, чтобы получить о нём хоть некоторое наглядное представление, приведём следующий пример. Если во время отлива на корабле ударом волны оторвёт якорь, то корабль отнесёт в открытое море. Энергия, понадобившаяся на перемещение корабля по морю, никак не будет относиться к энергии, затраченной на отрыв якоря. То же и с количеством энергии, необходимой для возвращения корабля на прежнее место. И это количество энергии никак не относится к энергии, затраченной волной на отрыв якоря. Зато, оказывается, энергия волны, затраченная на отрыв якоря, равна энергии волны, ударившейся о борт корабля в начале его обратного перемещения на прежнее место в направлении, противоположном отливу.

4.
Обратим внимание на силу, переносящую электрон с 1S на 2Р уровень. Так как она проявляет себя сразу же после изменения состояния электрона, и её, фактически, ничто не инициирует, можно говорить о том, что в направлении, противоположенном действию кулоновской силы притяжения, действует постоянная антикулоновская сила.
В рассматриваемом процессе нам встречаются три вида движения электрона. Один вид движения – РS-перемещение электрона, явно ускоренное движение, так как при нём излучается фотон. Второй вид – якобы ускоренное движение электрона по стационарной орбите без излучения фотона. Третий вид – равномерное движение электрона с нижнего энергетического уровня на верхний.
Рассмотрим эти три вида движения электрона с точки зрения направления действия антикулоновской силы.
В случае перемещения электрона по стационарной орбите можно отметить, что перемещение электрона в направлении, противоположном действию антикулоновской силы, не происходит. Фотон при этом не излучается.
В случае SР-перемещения электрон движется в направлении действия антикулоновской силы. Излучения фотона также не происходит.
В случае РS-перемещения электрон движется против направления действия антикулоновской силы, и только в этом случае излучается фотон.
Обобщая, можно сказать, что электромагнитное излучение происходит лишь в том случае, когда движение электрона происходит в направлении, противоположном действию антикулоновской силы. Но, так как движение против антикулоновской силы возникает лишь под действием кулоновской силы притяжения, и обе эти силы действуют одновременно и постоянно, то можно утверждать, что электромагнитное излучение происходит тогда, когда электрон ускоренно перемещается к протону под действием кулоновской силы притяжения.

5.
Равномерное вращение тела, имеющего неподвижную ось вращения – это такое движение, при котором алгебраическая сумма моментов всех сил, действующих на это тело, равна нулю.
Σ М = 0 (6).
Казалось бы, в случае с электроном, движущимся по стационарной орбите, имеет место баланс центробежной антикулоновской и центростремительной кулоновской сил, и, следовательно, сумма моментов этих сил, приложенных к электрону, равна нулю. Из этого следует, что стационарная (боровская) орбита является круговой, что и установлено в первом и третьем постулатах Бора. Но, так как по характеру движения электрон является волной (7), так как законы движения в микромире имеют волновой характер (8), орбита электрона никак не может быть круговой.
В рассмотренном нами выше процессе повышение энергичности электрона, то есть изменение его состояния, его волнового движения, привело к прекращению действия на него кулоновской силы притяжения. На стационарной орбите кулоновская сила также прекращает притягивать электрон к протону. Но, это происходит не из-за баланса прилагаемых к электрону кулоновской и антикулоновской сил. А, вновь, в связи с волнообразным движением электрона, которое в определённом месте, в соответствии с состоянием электрона, позволяет избегать воздействия на электрон одновременно действующих как кулоновской силы притяжения, так и антикулоновской силы распространения, вместе составляющих единую силу гравитации.

Литература:
1. Яворский Б.М., Селезнёв Ю.А. «Справочное руководство по физике», Москва,
«Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1984,
с. 296.
2. Купер Л.Н. «Физика для всех», Издательство «Мир», Москва, 1973, т.2, с. 210.
3. - // - с. 201, 202, 204.
4. Форд К.У. «Мир элементарных частиц», Издательство «Мир», Москва, 1955, с. 93.
5. Купер Л.Н., см. 2, с. 125.
6. Жданов Л.С., Мараджян В.А.»Курс физики», ч.1, Издательство «Наука», Москва, 1968,
с. 144.
7. Купер Л.Н., см. 2, с. 180.
8. Компанеец А.С. «Теоретическая физика», ГИТТЛ, Москва, 1955, с. 247.

О дуализме квантовых частиц

Частица (корпускула) – это воображаемый сгусток вещества шарообразной формы (1).

Волна – это передаваемое средой возмущение (2).

Волна и корпускула обладают отличными, неприменимыми друг к другу физическими характеристиками.

Квантовая частица обладает корпускулярными и волновыми свойствами (3) (4). Поэтому, а также в связи с малыми размерами, квантовым частицам до сих пор не дано достоверного, обоснованного описания.

Корпускулярность квантовых частиц подтверждается их дискретностью и целостностью. Например, никогда не наблюдается часть электрона (1), никому ещё не удавалось расщепить его массу или заряд (5).

Волновые свойства квантовых частиц проявляются в дифракционных опытах, в феномене интерференции.

Наблюдаемые треки, оставленные после себя следы, наглядно демонстрируют траектории движения квантовых частиц. Однако, получить представление о характере движения квантовой частицы по её треку невозможно. Так, трек электрона в камере Вильсона имеет толщину 10-2 см (6), в то время как комптоновская длина волны электрона составляет 3,86 ⋅ 10-11 см (7).

Впервые катодные лучи с квантовыми частицами отождествил Дж.Дж.Томпсон. Описывая свой классический эксперимент, он говорил об электронах, что «… их путь в однородном магнитном поле является не прямолинейным, а круговым – ни в одном из ранее наблюдавшихся явлений нет аналога.» (8).

По характеру движения квантовая частица является волной (9). Законы движения в микромире имеют волновой характер (3).

Поскольку волна характеризуется параметрами, не применимыми к корпускуле (амплитуда, длина волны, частота), рассмотрим вопрос таким образом, чтобы эти параметры описывали не саму корпускулу, а её предполагаемую траекторию движения.

Наиболее распространённое представление о волне связано у нас с синусоидой. Но, корпускула не может в свободном полёте двигаться по синусоидальной траектории, так как под действием центробежной силы она неизбежно сойдёт с такой траектории. Однако, волновой характер движения для корпускулы не запрещён. Она может двигаться в свободном полёте по волновой траектории, если направить движение корпускулы по спирали. Примером такого движения является полёт пули, испущенной из нарезного оружия.

Волновые свойства движения по спирали очевидны, и оно характеризуется всеми перечисленными выше волновыми параметрами. Присутствует здесь и элемент кругового движения, предсказанного для электронов ещё Дж.Дж.Томпсоном.

Однако, корпускула, движущаяся по спирали, не является квантовой частицей. Пройдя через отверстие (дифракционную щель), корпускула отметится на находящемся за отверстием экране точкой или пятном. Ни дифракции, ни интерференции при этом мы не обнаружим. Зацепившись же за край преодолеваемого отверстия, движущиеся по спирали корпускулы уйдут в пространство за отверстием в беспорядочном направлении.

Вспомним типично квантовый процесс – восстановление волновых максимумов после прохождения волной отверстия в преграде, расположенной на поверхности воды (10). Такое же явление мы наблюдаем и у змеи, которая, выползая из узкой норы, восстанавливает амплитуду своего обычного волнообразного движения. Волна в воде – это передаваемое водой возмущение.

Змея – это уже не среда, передающая волны, но вполне определённый дискретный материальный объект, частица окружающего нас мира, чья траектория движения по своему характеру волнообразна.

Все квантовые частицы характеризуются таким параметром как спин. Это значит, что каждая частица наподобие волчка вращается вокруг некоей оси с неизменной скоростью, характерной для частицы (11). Если представить, что движущийся змееобразный объект обладает спином, то перед нами вырисовывается движение по спирали всего тела этого объекта. Нагляднее всего описанный нами объект можно представить в виде пружины. Именно таковой и является квантовая частица. Стабильное перемещение в пространстве объекта, имеющего спиральную траекторию движения, нами уже было отмечено на примере пули.

Дискретная квантовая частица спиралеобразна, а не корпускулярна. Спиральная траектория движения квантовой частицы, в то же время являющаяся формой её тела, волнообраз-на. Спираль квантовой частицы обладает и амплитудой, и длиной волны, и частотой, и спином. Порождаемые квантовыми частицами электромагнитные волны, являются поперечными (12). Поперечная и спиральная волна. Ввинчиваясь, спираль квантовой частицы может преодолеть дифракционную щель меньшую, чем амплитуда волны спирали. Если максимумы волны срезаются габаритами дифракционной щели, сама волна преобразуется таким образом, что на выходе её максимумы восстанавливаются. В случае с водой восстановление волновых максимумов происходит благодаря непрерывности волны, обеспеченной межмолекулярными связями. В случае с квантовой частицей восстановление максимумов происходит благодаря дискретности спирального тела самой квантовой частицы.

Дифракция и интерференция возникают даже тогда, когда лишь один электрон проходит через дифракционную щель (13) (14). Это возможно только в том случае, если тело электрона не корпускулярно. Спираль квантовой частицы объясняет и этот феномен.

Таким образом, квантовая частица, представляющая из себя спиралеобразное тело, идеально соответствует всем установившимся представлениям о дуализме квантовых частиц.

П.

Спиралеобразное движение электрона позволяет по-иному интерпретировать электромагнитную теорию, выраженную в уравнениях Максвелла. Вспомним, что все эти уравнения описывают две векторные силы: вектор Е напряжённости электрического поля и

вектор В напряжённости магнитного поля. Вектор Е всегда перпендикулярен вектору В. Результат взаимодействия сил Е и В выражен в силе Лоренца.

Fл = q ⋅ E + q ⋅ v ⋅ B sin α (15), либо по Максвеллу F = q ⋅ E + q ⋅ (v / с ⋅ В) (16).

Спиралеобразные форма и траектория движения электрона доказывают: совсем не обязательно, что на электрон действуют две силы Е и В. На электрон с теми же последствиями может действовать одна сила, для простоты описания разложенная на два перпендикулярных друг другу вектора.

Разделение электрических и магнитных сил на два абсолютно разных вида взаимодействия до сих пор не позволяют объединить их в единую силу тяготения, а лучше – гравитации.

Подтверждением наличия воздействующей на электрон, спиралеобразной, противоположной по знаку, точнее встречной движению электрона силы являются треки, запечатлённые на фотографиях микромира. (17) (18), где электрон движется к притягивающему его протону по конусной спирали. Видимый трек – это форма загадочного гравитона, притягивающего электрон по законам, подобным законам работы шнекового механизма.

Литература:

1. Форд К.У. «Мир элементарных частиц», Издательство «Мир», Москва, 1955, с. 87.

2. - // - с. 88.

3. Компанеец А.С. «Теоретическая физика», ГИТТЛ, Москва, 1955, с. 247.

4. Купер Л.Н. «Физика для всех», Издательство «Мир», Москва, 1973, т.2, с.178.

5. - // - с. 179.

6. Компанеец А.С., см. 3, с. 249.

7. Государственное научное издательство «Большая советская энциклопедия», издание

второе, 1953, т.22, с 314.

8. Купер Л.Н., см. 4, с. 99.

9. - // - с. 150.

10. - // - с. 251.

11. Форд К.У., см. 1, с. 33.

12. Яворский Б.М., Селезнёв Ю.А. «Справочное руководство по физике», Москва,

«Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1984,

с. 224.

13. Компанеец А.С., см. 3, с. 248.

14. Менский М.Б. «Человек и квантовый мир», Век 2,Фрязино, 2007, с. 52-53.

15. Яворский Б.М., см. 12, с. 176.

16. Купер Л.Н., см. 4, т.1 с. 306.

17. Форд К.У., см. 1, с. 34, 38,130, 238.

18. Купер Л.Н., см. 4, т.1 фото 35, 36

т. 2 фото 23, 25, 26