Шаляпин А.Л.
22.03.2012, 11:14
ПЯТЫЙ ШАГ К ИЗБАВЛЕНИЮ ФИЗИКИ ОТ ПУТАНИЦЫ
КЛАССИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ АТОМ ПРЕКРАСНО РЕШАЕТСЯ В СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ (или плотности вероятности) ЭЛЕКТРОНОВ ПО КООРДИНАТАМ И ПО ИМПУЛЬСАМ.
Полный текст – http://s6767.narod.ru – АТОМНАЯ ФИЗИКА – КЛАССИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ АТОМ
С подобными функциями в Статистической физике очень плохо разобрались все корифеи физики, а также все профессора и все академики ВСЕГО МИРА. В результате этого они пошли по пути откровенного фантазирования, пытаясь на фантазиях строить НОВУЮ ФИЗИКУ, которая не соответствует природным процессам.
КЛАССИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ АТОМ В СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ АТОМОВ
Наиболее наглядно эффективность последовательного применения законов классической физики в области микромира можно продемонстрировать на примере объяснения строения атома.
Общепринято считать, что законы классической физики не в состоянии объяснить устойчивость стационарных орбит в атомах. По общим представлениям классической электродинамики электрон, движущийся в атоме по замкнутой круговой или эллиптической орбите, из-за наличия центростремительного ускорения должен излучать энергию в виде электромагнитных волн. Принято также считать, что это излучение должно привести к непрерывной потере энергии и как следствие к падению электрона на ядро.
Рассмотрение только этой стороны процесса движения электрона в атоме, действительно, не может обеспечить устойчивости атома и требует для объяснения экспериментальных данных квантово-механических постулатов Бора по планетарной модели атома. На самом деле подобное рассмотрение является неполным.
Более глубокий анализ данного явления показал, что обычной теории Максвелла - Лоренца с учетом законов сохранения энергии и механического момента вполне достаточно, чтобы установить факт невозможности излучения поперечных электромагнитных волн для электрона, находящегося на круговой или эллиптической орбите вокруг ядра, а также сформулировать те условия, при которых это излучение вполне возможно.
СЛУЧАЙНЫЙ ХАРАКТЕР ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В АТОМАХ
Как известно, в начальной теории Бора рассматривался отдельный изолированный атом водорода. Однако полностью изолировать атом от внешних воздействий практически не удается. В реальных условиях электроны атомов всегда подвержены действию случайных внешних факторов подобно тому, как это имеет место в случае движения атомов или молекул в газах. Если в газах это проявляется главным образом в броуновском движении или диффузии частиц, то в случае орбитального движения электронов в атомах обстановка становится более сложной. Для электронов, движущихся по атомным орбитам, последствия такого взаимодействия можно разбить на две группы.
В первую группу следует отнести такие взаимодействия с внешними факторами, которые приводят к изменению момента количества движения электрона за счет обмена импульсом или механическим моментом с другими частицами. Изменение механического момента электрона, как правило, влечет за собой изменение полной энергии атома и, как следствие, приводит к излучению или поглощению электромагнитной энергии атомом.
Сюда можно отнести столкновения второго рода атомов и молекул с изменением внутренней энергии частиц, облучение атомов быстрыми частицами и электромагнитными волнами с резонансными частотами поглощения, которые могут привести даже к отрыву электронов от атомов, возможное взаимодействие орбитальных электронов с нуклонами ядра, играющих роль перевертышей (или катализаторов) для реализации обмена энергией между орбитальными электронами и электромагнитными волнами и т.д.
Во вторую группу факторов внешнего воздействия следует отнести такие более слабые взаимодействия с окружающей средой, при которых не происходит изменение момента количества движения орбитальных электронов, например, малые возмущающие воздействия электромагнитных полей. К таким полям можно отнести: тепловое излучение окружающих объектов, флуктуирующие переменные ван-дер-ваальсовы поля ближайших атомов и молекул, вращающиеся стационарные электромагнитные поля всевозможных электрических и магнитных ротаторов, космические излучения от различных космических частиц и других космических объектов (в том числе и от космических ливней), реликтовый фон, электромагнитные колебания физического вакуума - эфира, т.е. так называемые нулевые колебания, и др.
Вместо перехода электрона с одной орбиты на другую в атоме, как в первой группе воздействий, появляется другой не менее существенный процесс - изменение самой формы стационарной орбиты и ее положения в пространстве, т.е. происходят случайные вариации орбит.
Траектории в атомах вместо круговых или эллиптических за счет подобного взаимодействия становятся деформированными и незамкнутыми. Про такую траекторию обычно говорят, что она размыта или размазана в пространстве.
На рис. 2 в качестве примера представлен характер движения одного электрона в атоме водорода при воздействии на него случайных внешних возмущающих полей. За один период обращения Т траектория электрона вследствие действия случайных возмущений смещается на некоторую небольшую векторную величину d r, которая является случайной как по направлению, так и по модулю (рис. 2, a).
Если экспериментальное наблюдение за атомом осуществляется в течение промежутка времени t, за который электрон совершает несколько витков вокруг ядра, то динамические характеристики атома усредняются по пучку траекторий, поскольку из-за наличия случайных возмущений каждая новая траектория электрона не совпадает с предыдущими траекториями (рис. 2, б).
щими траекториями (рис. 2, б).
Рис. 2. Траектории электрона в атоме водорода при наблюдении
его в течение различных промежутков времени: а) в течение одного
периода обращения Т электрона e вокруг ядра р;
б) в течение отрезка времени t = 10T;
в) в течение длительного времени t >>T .
В том случае, когда атом водорода наблюдается в течение длительного отрезка времени t >>T, где Т - средний период обращения электрона, то динамические характеристики электрона следует усреднить по всей области его движения в окрестности ядра (рис. 2, в). На этом рисунке учтено, что атом водорода находился во взаимодействии с соседними атомами вещества. Если время наблюдения t устремить к бесконечности, то электрон с определенной вероятностью побывает практически в любой точке объема в разрешенной области его движения. При подобном статистическом характере движения мгновенные значения импульса р и координат x, y, z электрона являются случайными величинами, флуктуирующими около некоторых средних значений, которые подчиняются обычным каноническим уравнениям Гамильтона.
Подобная ситуация в корне меняет методику подхода к объяснению и количественному описанию явлений микромира по сравнению с привычными методами траекторий, применяющихся в механике Гамильтона. На первый план, как и в броуновском движении, выдвигается статистический характер взаимодействий. Ибо совокупность случайных смещений орбит за определенный промежуток времени может быть рассмотрена только методами статистической физики, фундамент которой был разработан в трудах Максвелла, Больцмана, Гиббса и их последователей.
Статистический подход означает количественное описание явлений в средних величинах. В этом случае электромагнитное поле, которое создается электроном в окружающем пространстве, усредняется по траектории его движения. Кинетическая и потенциальная энергии электрона также усредняются за время наблюдения. При достаточно малых случайных возмущениях орбиты полная энергия электрона приближенно может считаться интегралом движения. Классическими интегралами движения в центральном поле являются также модуль полного момента количества движения L и его проекция Lz на ось симметрии атома Z. При этом можно сказать, что в общем случае L Lz, поскольку траектория электрона из-за наличия случайных возмущений или из-за прецессии в магнитных полях не лежит в одной плоскости, т.е. вектор L совершает либо случайную, либо стационарную прецессию вокруг оси симметрии Z.
Вместо одного атома статистическими методами может быть рассмотрена сложная система атомов, состоящая из большого числа одинаковых частиц, находящихся в идентичных условиях. Большое число частиц в макроскопических телах, т.е. в веществах, приводит также к появлению статистических закономерностей в поведении таких тел. Это поведение, точнее их физические свойства, не зависят от конкретных начальных условий для отдельных частиц, т.е. от точных значений начальных координат и импульсов всех частиц. Важнейшим проявлением этой независимости является известный из опыта факт, что система частиц, изолированная от внешних воздействий, с течением времени приходит в равновесное состояние, свойства которого определяются только такими общими характеристиками состояния, как число частиц, их суммарная полная энергия или другие интегралы движения: суммарный импульс, общий момент количества движения и проекция этого механического момента на ось симметрии системы [10].
ЛИТЕРАТУРА
1. Фейнман Р., Лэйтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М.:Мир,
КЛАССИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ АТОМ ПРЕКРАСНО РЕШАЕТСЯ В СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ (или плотности вероятности) ЭЛЕКТРОНОВ ПО КООРДИНАТАМ И ПО ИМПУЛЬСАМ.
Полный текст – http://s6767.narod.ru – АТОМНАЯ ФИЗИКА – КЛАССИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ АТОМ
С подобными функциями в Статистической физике очень плохо разобрались все корифеи физики, а также все профессора и все академики ВСЕГО МИРА. В результате этого они пошли по пути откровенного фантазирования, пытаясь на фантазиях строить НОВУЮ ФИЗИКУ, которая не соответствует природным процессам.
КЛАССИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ АТОМ В СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ АТОМОВ
Наиболее наглядно эффективность последовательного применения законов классической физики в области микромира можно продемонстрировать на примере объяснения строения атома.
Общепринято считать, что законы классической физики не в состоянии объяснить устойчивость стационарных орбит в атомах. По общим представлениям классической электродинамики электрон, движущийся в атоме по замкнутой круговой или эллиптической орбите, из-за наличия центростремительного ускорения должен излучать энергию в виде электромагнитных волн. Принято также считать, что это излучение должно привести к непрерывной потере энергии и как следствие к падению электрона на ядро.
Рассмотрение только этой стороны процесса движения электрона в атоме, действительно, не может обеспечить устойчивости атома и требует для объяснения экспериментальных данных квантово-механических постулатов Бора по планетарной модели атома. На самом деле подобное рассмотрение является неполным.
Более глубокий анализ данного явления показал, что обычной теории Максвелла - Лоренца с учетом законов сохранения энергии и механического момента вполне достаточно, чтобы установить факт невозможности излучения поперечных электромагнитных волн для электрона, находящегося на круговой или эллиптической орбите вокруг ядра, а также сформулировать те условия, при которых это излучение вполне возможно.
СЛУЧАЙНЫЙ ХАРАКТЕР ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В АТОМАХ
Как известно, в начальной теории Бора рассматривался отдельный изолированный атом водорода. Однако полностью изолировать атом от внешних воздействий практически не удается. В реальных условиях электроны атомов всегда подвержены действию случайных внешних факторов подобно тому, как это имеет место в случае движения атомов или молекул в газах. Если в газах это проявляется главным образом в броуновском движении или диффузии частиц, то в случае орбитального движения электронов в атомах обстановка становится более сложной. Для электронов, движущихся по атомным орбитам, последствия такого взаимодействия можно разбить на две группы.
В первую группу следует отнести такие взаимодействия с внешними факторами, которые приводят к изменению момента количества движения электрона за счет обмена импульсом или механическим моментом с другими частицами. Изменение механического момента электрона, как правило, влечет за собой изменение полной энергии атома и, как следствие, приводит к излучению или поглощению электромагнитной энергии атомом.
Сюда можно отнести столкновения второго рода атомов и молекул с изменением внутренней энергии частиц, облучение атомов быстрыми частицами и электромагнитными волнами с резонансными частотами поглощения, которые могут привести даже к отрыву электронов от атомов, возможное взаимодействие орбитальных электронов с нуклонами ядра, играющих роль перевертышей (или катализаторов) для реализации обмена энергией между орбитальными электронами и электромагнитными волнами и т.д.
Во вторую группу факторов внешнего воздействия следует отнести такие более слабые взаимодействия с окружающей средой, при которых не происходит изменение момента количества движения орбитальных электронов, например, малые возмущающие воздействия электромагнитных полей. К таким полям можно отнести: тепловое излучение окружающих объектов, флуктуирующие переменные ван-дер-ваальсовы поля ближайших атомов и молекул, вращающиеся стационарные электромагнитные поля всевозможных электрических и магнитных ротаторов, космические излучения от различных космических частиц и других космических объектов (в том числе и от космических ливней), реликтовый фон, электромагнитные колебания физического вакуума - эфира, т.е. так называемые нулевые колебания, и др.
Вместо перехода электрона с одной орбиты на другую в атоме, как в первой группе воздействий, появляется другой не менее существенный процесс - изменение самой формы стационарной орбиты и ее положения в пространстве, т.е. происходят случайные вариации орбит.
Траектории в атомах вместо круговых или эллиптических за счет подобного взаимодействия становятся деформированными и незамкнутыми. Про такую траекторию обычно говорят, что она размыта или размазана в пространстве.
На рис. 2 в качестве примера представлен характер движения одного электрона в атоме водорода при воздействии на него случайных внешних возмущающих полей. За один период обращения Т траектория электрона вследствие действия случайных возмущений смещается на некоторую небольшую векторную величину d r, которая является случайной как по направлению, так и по модулю (рис. 2, a).
Если экспериментальное наблюдение за атомом осуществляется в течение промежутка времени t, за который электрон совершает несколько витков вокруг ядра, то динамические характеристики атома усредняются по пучку траекторий, поскольку из-за наличия случайных возмущений каждая новая траектория электрона не совпадает с предыдущими траекториями (рис. 2, б).
щими траекториями (рис. 2, б).
Рис. 2. Траектории электрона в атоме водорода при наблюдении
его в течение различных промежутков времени: а) в течение одного
периода обращения Т электрона e вокруг ядра р;
б) в течение отрезка времени t = 10T;
в) в течение длительного времени t >>T .
В том случае, когда атом водорода наблюдается в течение длительного отрезка времени t >>T, где Т - средний период обращения электрона, то динамические характеристики электрона следует усреднить по всей области его движения в окрестности ядра (рис. 2, в). На этом рисунке учтено, что атом водорода находился во взаимодействии с соседними атомами вещества. Если время наблюдения t устремить к бесконечности, то электрон с определенной вероятностью побывает практически в любой точке объема в разрешенной области его движения. При подобном статистическом характере движения мгновенные значения импульса р и координат x, y, z электрона являются случайными величинами, флуктуирующими около некоторых средних значений, которые подчиняются обычным каноническим уравнениям Гамильтона.
Подобная ситуация в корне меняет методику подхода к объяснению и количественному описанию явлений микромира по сравнению с привычными методами траекторий, применяющихся в механике Гамильтона. На первый план, как и в броуновском движении, выдвигается статистический характер взаимодействий. Ибо совокупность случайных смещений орбит за определенный промежуток времени может быть рассмотрена только методами статистической физики, фундамент которой был разработан в трудах Максвелла, Больцмана, Гиббса и их последователей.
Статистический подход означает количественное описание явлений в средних величинах. В этом случае электромагнитное поле, которое создается электроном в окружающем пространстве, усредняется по траектории его движения. Кинетическая и потенциальная энергии электрона также усредняются за время наблюдения. При достаточно малых случайных возмущениях орбиты полная энергия электрона приближенно может считаться интегралом движения. Классическими интегралами движения в центральном поле являются также модуль полного момента количества движения L и его проекция Lz на ось симметрии атома Z. При этом можно сказать, что в общем случае L Lz, поскольку траектория электрона из-за наличия случайных возмущений или из-за прецессии в магнитных полях не лежит в одной плоскости, т.е. вектор L совершает либо случайную, либо стационарную прецессию вокруг оси симметрии Z.
Вместо одного атома статистическими методами может быть рассмотрена сложная система атомов, состоящая из большого числа одинаковых частиц, находящихся в идентичных условиях. Большое число частиц в макроскопических телах, т.е. в веществах, приводит также к появлению статистических закономерностей в поведении таких тел. Это поведение, точнее их физические свойства, не зависят от конкретных начальных условий для отдельных частиц, т.е. от точных значений начальных координат и импульсов всех частиц. Важнейшим проявлением этой независимости является известный из опыта факт, что система частиц, изолированная от внешних воздействий, с течением времени приходит в равновесное состояние, свойства которого определяются только такими общими характеристиками состояния, как число частиц, их суммарная полная энергия или другие интегралы движения: суммарный импульс, общий момент количества движения и проекция этого механического момента на ось симметрии системы [10].
ЛИТЕРАТУРА
1. Фейнман Р., Лэйтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М.:Мир,