Când realitatea dezvăluie secrete,
du-te în umbre și minuni.
Fizica atomica pentru "manechine"
În epoca mecanicii cuantice pentru a scrie un manual despre fizica clasică a Microworld - blasfemie, dar istoria științei ne spune că a fost pentru că a existat o trecere de la o imagine ptolemeic geocentric al lumii la viziunea asupra lumii heliocentrică a lui Copernic.
Cuvântul "cuantum" nu a căzut de-a lungul întregului secol de pe paginile manualelor de fizică atomică. Acest lucru se datorează faptului că obiectele microcosmosului sunt atât de mici, încât nu pot fi văzute nici măcar în cele mai puternice optice / electronice / tuneluri și alte microscoape. De aceea este atât de ușor să ne pierdem în lumea atomilor și moleculelor, ceea ce, de fapt, sa întâmplat cu cercetătorii microcosmei la începutul secolului trecut.
Principala problemă a fizicii cuantice a apărut în procesul următorului raționament. Dacă electronul este de 1800 de ori mai ușor decât un proton, atunci acesta trebuie să fie de multe ori mai mic decât un proton. Suntem obișnuiți cu faptul că obiectele mai ușoare ale macrocosmosului sunt mai mici decât cele mai grele. Este atât de familiar și evident că ideea că un electron poate fi mai mare decât un proton nu a apărut în fizicieni. Mai exact, a apărut în JJ Thomson și Louis de Broglie, dar a fost atât de neobișnuit încât nu a găsit atenția și înțelegerea corespunzătoare în lumea științifică.
În 1928, JJ Thomson a ținut o prelegere "Dincolo de electron". în care sa spus că o anumită regiune "în afara electronului" are dimensiunea unui atom de hidrogen. Fizicienii nu au ghicit niciodată că această zonă în realitate nu este "în afara electronului", ci electronul în sine.
Scopul nostru cel mai apropiat, draga cititor, este să înțelegem de ce un electron mai deschis este mai mare decât un nucleu mai greu de zeci de mii de ori?
Pentru a răspunde la această întrebare "simplă", va trebui să facem o serie de descoperiri științifice, dar nu vă speriați de ea. După cum a spus marele Feynman, "ce nebun a reușit să înțeleagă, el va putea să înțeleagă un alt"). Din păcate, Feynman însuși nu a putut sau nu a vrut să înțeleagă clasicul microworld, pe care la scris într-o scrisoare către Kenneth Snelson.
Prima descoperire pe care trebuie să o facem împreună este deschiderea mecanismului de inerție. Știind de ce nucleul atomic este mai masiv decât electronul, adică are mai multă inerție, vom avea șansa să înțelegem de ce un electron poate fi mai mare decât un nucleu atomic.
Mulți au auzit de faimosul formule E = mc ^ 2, dar aproape nimeni nu știe care mecanism leagă energia și masa (măsura inerției). A face această descoperire ne ajută
lanțul de Heron din Alexandria.
Se pare că un inel rulează de-a lungul acestuia, dar în realitate este un proces de undă. Inelele se rotesc la rândul lor. Aceasta creează iluzia mișcării unui inel. Și acum imaginați-vă că ceva de genul acesta este aranjat de un foton (o particulă de lumină).
Dacă lanțul Heron este închis, atunci "ringul" va merge în jurul unui cerc.
Deci vă puteți imagina un electron. Acesta este un proces electromagnetic închis într-un inel, în care valul se mișcă la viteza luminii.
Acest model al electronului într-un atom de hidrogen a oferit mai multe Louis de Broglie, dar fizicienii au respins-o pe motiv că interacțiunea proceselor val, închiderea lor în ring este posibilă numai cu manifestarea mediului neliniare. Pentru a detecta nelinearitatea eterului luminifer sa dovedit a fi o sarcină imposibilă pentru fizicieni. La urma urmei, particulele de lumină obișnuită nu interacționează între ele în experimente.
Cu toate acestea, pe măsură ce crește energia, interacțiunea începe să se manifeste. Fizicienii au descoperit deja interacțiunea quanta gamma cu un fascicul laser. În procesul acestei interacțiuni, se produc perechi de electroni-pozitivi. Dar, la începutul secolului al XX-lea, fizicienii nu știau încă despre acest lucru și au crezut că fotonii, cuantele gamma mai precise cu privire la orice energii nu interacționează unul cu celălalt. Dar acum știm că, odată cu creșterea energiei, această interacțiune se manifestă. Și asta înseamnă că poate fi închis un foton de energie înaltă. electroni.
Nu ați ghicit că suntem pe punctul de a găsi o mare descoperire? Descoperirea mecanismului de inerție.
Să revenim la valul obișnuit. De exemplu, un val pe suprafața apei.
Aceste valuri au inerție? Oprește oglinda atunci când este reflectată?
Experimentele arată că valul poate împinge zerklo mai, pe de altă parte, trage, ca un val pe o frânghie întinsă, sau nu poate împinge, nu trage, și anume nu transmite deloc un impuls longitudinal.
Cu toate acestea, experimentele cu lumină au arătat că lumina exercită o presiune slabă asupra substanței. Aceasta înseamnă că fotonii poartă un impuls îndreptat în direcția longitudinală, ceea ce înseamnă că valul din electron are inerție. Și această inerție, în anumite condiții, este proporțională cu energia valului.
Ce se întâmplă cu inerția undelor luminoase când se închide într-un inel?
Când valul se mișcă într-un cerc, inerția mișcării sale se transformă în inerție de odihnă. Și masa se naște. restul :) Vedeți cât de ușor este să faceți descoperiri științifice fundamentale?
Acum știm de unde vine masa electronilor. Puteți schimba direcția valului cu un alt val. În interacțiunea a două procese de undă, gradul de variație a acestora este invers proporțional cu energiile. Aceasta implică a doua lege a lui Newton, dar. nu numai! Din aceasta urmează legea conservării impulsului! Există și o altă lege privată (conservarea permeabilității), pe care fizicienii încă nu o cunosc. De asemenea, rezultă din legea generală a lui Kushelev:
Gradul de schimbare a proceselor de interacțiune este invers proporțional cu energiile lor.
Acum știm de ce particulele elementare au inerție (masivă) și interacționează în conformitate cu legile lui Newton. Dar pentru a determina dimensiunea particulelor elementare, aceste cunoștințe nu sunt suficiente.
"Aveți nevoie de informații" (Din "Scurtcircuit")
Pentru a înțelege modul în care mărimea undelor cu buclă depinde de energia sa, este necesar să înțelegem cum energia valului depinde de lungimea de undă, între oglinzi. În general, energia unui val depinde nu numai de frecvență, ci și de amplitudine. Dar în fotoni (particule de lumină), așa cum a arătat efectul fotoelectric, energia depinde liniar de frecvență. De aici concluzia că amplitudinea undei electromagnetice în fotonul este constantă, iar amplitudinea undei limitarea - un semn al mediului neliniare. Dar nu vom sătura atât de profund pentru moment. Pentru următoarea descoperire fundamentală, va fi de ajuns să știm că în particulele elementare amplitudinea undei electromagnetice este limitată, de aceea energia lor (aproape) depinde liniar de frecvență. Dar în acest caz, cu atât mai multă energie (și masă!), Cu cât lungimea de undă este mai mică și dimensiunea particulei elementare!
Aici suntem cu voi și descoperim mecanica clasică a particulelor elementare.
Energia unei particule elementare este proporțională cu frecvența la o amplitudine constantă a câmpului electric.
-Lasă-mă, dar asta e formula lui Planck!
-Destul de bine! Doar aceasta nu este o formulă, ci un sistem. Sistemul lui Kushelev de ecuații.
Acum știm că amplitudinea unei valuri în particulele elementare este limitată, iar dimensiunea particulelor elementare (cel puțin leptonii) este invers proporțională cu energia lor. Dar aceasta este numai în prima aproximare și numai în cazul particulelor cu aceeași geometrie a procesului de formare a structurii.
Astfel de cochilii pot forma cochilii de atomi și molecule.
-Și de ce forța Coulomb acționează în centrul inelului? La urma urmei, nu există nimic în centru?
-Nu vă grăbiți la concluzii, "un electron este la fel de inepuizabil ca un atom" (VI Lenin). Inelul denotă numai componenta cea mai rigidă a electronului, adică cu fascicul electromagnetic cu o lungime de undă Compton. Această componentă este similară cu janta roții. Rolul spițelor este realizat de tensiunea lui Maxwell-Kushelev, adică substanțial intensă structură ușoară cu eter, umplând întregul univers vizibil. Zbigniew Ogzhevalskomu și Kenneth SNELSON a reușit să dezlege mecanica nucleelor atomice si mecanicii fine ale eter luminifer. James Clerk Maxwell a avansat în continuare în această direcție.
Modelul meu eter de cristal "Nanomir" a fost un model îmbunătățit de "viteze Maxwell".
Celula elementară a modelului de angrenaje Kusheleva
Vibrațiile elementelor eterului (plankioni) sunt și sunt oscilații electromagnetice.
Răspândirea vibrațiilor în mediu generează valuri. În acest caz, electromagnetic.
-Dar cum planetele trec prin eterul de cristal?
-Planeta conține particule elementare, iar aceste particule "trăiesc în eter", ca sunet într-un cristal convențional. Cum sunetul "penetrează" prin cristal? ;)
-Și de ce eterul nu poate fi un fluid ideal, cum ar fi Maxwell sau un gaz ideal ca Atsyukovsky?
-Undele transversale nu se pot propaga în lichide sau gaze. Numai într-un corp solid. Un solid perfect este un cristal.
-Și cine a spus că undele electromagnetice pot fi doar transversale?
-Maxwell. Dar Hertz a confirmat acest lucru experimental. Aceasta este zona cea mai îndepărtată a radiatorului. În zona apropiată, unghiul dintre vectorii câmpului electric și cel magnetic poate fi diferit substanțial de unghiul direct.
-Și cum despre cuantificarea în microcosmos?
-Și, de asemenea, ca și în macrocosmos.
Energia de legare a magneților este cuantificată complet. Să încercăm să explicăm spectrul de radiație / absorbție a atomilor. De ce trecerea unui electron de la o cochilie la alta emit / absorb o energie foarte specifica? De ce chiar un atom de hidrogen are un spectru complex de linii?
În primul rând, este dificil să se observe spectrul unui atom de hidrogen individual. De obicei se observă spectrul gazului descărcat. În acest caz, se observă o serie de linii spectrale. Prima a fost seria Balmer, care a ghicit formula prin care este posibil (uneori foarte precis!). Pentru a calcula raportul dintre lungimile de undă dintr-o serie. Lungimile de undă au variat în conformitate cu legea patratică.
Valoarea de undă, nm: 656,3, 486,1, 434,1, 410,2, 397,0, 388,9, 383,5. 364.6
Din formula empirică este clar că vorbim despre un anumit proces rezonant cu un număr întreg de valuri. Acest lucru ia determinat pe Louis de Broglie să prezinte un electron sub forma unui val în picioare într-un atom de hidrogen. Cu toate acestea, lungimea de undă a electronului sa dovedit a fi mult mai mică. Lungimea de undă Compton a unui electron este de 2.4264. un picometru. Seria spectrală este determinată de un alt val. Un val sferic în picioare care apare în jurul nucleului atomic. Un electron poate sări de la un nod la altul, așa cum se întâmplă cu picăturile într-un val acustic stator:
Aici vedem straturi de ceață situate de-a lungul suprafețelor nodale.
Picăturile sunt împiedicate să leviteze gravitatea, iar electronul este atras de nucleul atomic. În experiment, puteți observa cum sare picăturile de la un nivel la altul. Doar săriți și electroni în atomul excitat. Atomii excitați sunt înconjurați de un câmp sferic de valuri în picioare, iar nodurile (suprafețele sferice) se află la distanțe egale unul față de celălalt, iar energia de legare a electronilor variază în conformitate cu legea lui Coulomb, de o dependență patratică. Apropo, prin lărgimea și intensitatea liniilor spectrale, se poate estima factorul Q al rezonanțelor atomilor excitați. Același factor de calitate poate fi estimat într-un alt mod. În momentul trecerii la starea neautorizată. Ficatul de electroni într-un nod al unui val electromagnetic în picioare până când amplitudinea undei scade la o valoare critică, după care electronul sări la un nivel inferior. Și amplitudinea scade din cauza pierderilor din rezonator (atomul excitat).
Spectrele atomice raționale sunt explicate atât de simplu. Nicio înțelepciune cuantică, clasică pură :)
Iar acum ia în considerare experimentul Stern-Gerlach, care arata ca arata o eroare a fizicii clasice.
Vom face un model pictehnologic magnetic al atomului de argint.
Izomerul atomului parazit SN-NS este atras de polul S al magnetului
și respinge de la N-poli
Astfel, am văzut că microcosmosul poate fi descris la nivelul modelelor vizuale ale fizicii clasice.
Trimiteți-le prietenilor: