Жанр: Электронное издание
Kono-v-k1
... (3.11).
Мы от него сейчас избавимся. Из (3.10):
(3.12),
Подставив в (3.12) из (3.11), найдем:
(3.13).
Очевидно, что номер n устойчивой орбиты, если не происходит дальнейшей
диссипации энергии:
(3.14),
подставив в (3.13), получим:
(3.15).
Сравнивая (3.15) с (3.7), найдем K:
(3.16).
Подставив значение K из (3.16) в (3.6), найдем энергию связи в
водородоподобных атомах в зависимости от n, которое для нашего случая
нельзя считать тем же квантовым числом, что в ортодоксальной физике:
(3.17).
Остальное - дело техники. Например, подставив (3.16) в (3.9) с учетом
(3.6), найдем:
(3.18).
Таким образом, излучение фотонов происходит при движении электрона в
потенциальную яму, а квантованность определяется только целостностью
фотона и к стационарному строению атомов никакого отношения не имеет.
Кратность момента импульса электрона в теории Бора и квантовой механике не
имеет отношения к электрону, а является лишь следствием того, что у всех
фотонов момент импульса один и тот же и равен , а фотон может испускаться
или поглощаться только в целом виде.
В этой связи логика официальной науки порочна в том отношении, что она,
наблюдая возбужденные атомы, механически переносит результаты на
строение стационарных атомов. Мы совершили бы ту же ошибку, делая выводы
о характере человека, когда наблюдаем его в крайне возбужденном состоянии.
Если быть точным, то квантовая механика вынуждена так делать, т.к. решения
уравнения Шредингера не допускают каких-либо "орбит" электрона, кроме
определенного набора.[2] Новая физика считает, что в основном состоянии в
атоме положение орбит электронов определяется минимумом потенциальной
энергии системы в целом, а квантованность проявляется только в
возбужденных состояниях электронов.
Используя (3.16), (3.6) и (2.2), мы сможем рассчитать все параметры
возможных орбит электрона вокруг ядра, которые представлены в таблице 3.1.
Делается это просто: задаваясь значением n , из (3.16) находим K, подставляем
в (3.6), найдем энергию связи электрона с ядром на этой орбите, которую
подставляем в (2.2) и, решая квадратное уравнение относительно r , найдем
перигелий и афелий орбиты.
Таблица 3.1
Орбита
Энергия
связи
(в )
Расст. от
ядра в
перигелии
(в )
Расст. от
ядра в
афелии
(в )
Эксцентриситет,
е
1
Лаймана
1/2
2
Бальмер
а
3/4
2/3
1/2
Пашена
8/9
3/4
3/2
1/3
Брэккета
15/16
4/5
4/3
1/4
Пфунда
24/25
5/6
5/4
1/5
...
...
...
...
...
...
Бора (осн.
состояние)
1
0
Зависимость от n
Эксцентриситет орбиты можно найти из известного[3] полярного уравнения
кривых второго порядка, полагая в нем фокальный параметр , тогда:
(3.19), а (3.20),
где e - эксцентриситет.
Любые другие параметры орбиты легко найдутся из известных
соотношений для параболы и эллипса.
На фигуре 3.2 в масштабе изображены 5 орбит возбужденного состояния
атома водорода (их бесконечное множество) и основное состояние (пунктир).
Стрелкой Vc помечено место перехода с одной орбиты на другую при излучении
фотонов.
На фигуре: 1 - орбита Лаймана, 2 -орбита Бальмера, 3 - орбита Пашена, 4 -
орбита Брэккета, 5 - орбита Пфунда, 6 - орбита Бора.
Переход электрона на любую орбиту - дело его собственного желания, но
переход на близлежащую орбиту в связи с инерционностью электрона более
предпочтителен, что определяет большую интенсивность линий в каждой
спектральной серии, особенно для орбит с большим эксцентриситетом. Размеры
атома в любом возбужденном состоянии мало отличаются от размеров
невозбужденного атома, тогда, как официальная наука предписывает
прогрессивный рост размеров возбужденного атома.[4] В любой спектральной
серии можно насчитать до сотни линий (их фактическое количество
бесконечно), при этом размер возбужденного атома должен увеличиться не
менее, чем в 10000 раз, что выходит за рамки здравого физического смысла
(фактически, современная физика считает, что размер возбужденного атома,
излучающего фотоны предела любой спектральной серии, в том числе и
инфракрасной, бесконечен, но не афиширует этого).
Если бы мы умудрились не только расположить орбиты электронов в атомах
в параллельных плоскостях (что можно сделать с помощью магнитного поля),
но и сделали бы так, чтобы большие полуоси орбит стали тоже параллельны,
то излучение всех атомов будет в пространстве строго распределенным в
зависимости от энергии фотонов для данного сорта атомов.
Сейчас мы докажем правильность фигуры 3.2 и тем самым ошибочность
официальной теории атома. Для этого сначала нужно определить тангенсы
углов наклона касательных к орбитам в точках перехода с одной орбиты на
другую. Это две точки пересечения фокального параметра P с эллипсами. Из
известных соотношений для эллипса и учитывая, что уравнением фокального
параметра будет:
x0 = C (3.21),
где C - расстояние от центра эллипса до фокуса. Подставляя (3.21) в
каноническое уравнение эллипса и далее в уравнение касательной к эллипсу в
точке (x0, y0) после некоторых преобразований найдем:
tg? = ? C/a = e (3.22),
где a - большая полуось эллипса, e - эксцентриситет эллипса. Таким
образом, тангенсы угла наклона орбит в точках пересечения с фокальным
параметром численно равны эксцентриситету эллипса, например (см. таблицу
3.1) орбита Лаймана имеет угол наклона к горизонтали 450, а орбита Бора,
естественно, 00. Теперь легко подсчитать, как изменится энергия электрона при
излучении фотона, пользуясь законом сохранения импульса и расчетной схемой
представленной на фигуре 3.3:
Фиг. 3.3
На фигуре 3.3: mV0 - импульс электрона на орбите Бора, mVi - импульс
электрона на любой другой квазиустойчивой орбите, Q - импульс отдачи,
полученный электроном при излучении фотона атомом. Таким образом, при
переходе электрона с любой орбиты в основное состояние в этом состоянии
импульс электрона будет:
mV0 = mVi•cos? (3.23).
Изменение энергии электрона составит:
(3.24).
Подставив (3.23) в (3.24), получим:
(3.25).
В (3.25) V0 можно определить двумя равноценными способами: или из
равновесия электрона на круговой орбите:
(3.26),
или учитывая, что спин электрона равен (а не половине этого значения!):
(3.27),
где a0 - радиус орбиты Бора. Нам сейчас удобнее (3.26) подставить в (3.25)
и находить разницу энергий в эВ. Одновременно подставим численные
значения постоянных и коэффициент перевода эрг в эВ (ee= 4,80286•10-10
СГСЭ, a0= 5,29172•10-9 см, 1 эВ= 1,60206•10-12 эрг):
(3.28).
Из 3.28 видно, что для орбиты Бора (e=0) переход на эту же орбиту не
изменяет энергию электрона, а для орбиты Лаймана (e=1) излучается фотон с
энергией равной энергии ионизации. Эта же формула подтверждает
нижеприведенную схему энергетических уровней (фиг. 3.4). Для орбиты,
например, Бальмера (e=0,5) при переходе в основное состояние будет
излучаться фотон с энергией 3,401 эВ, а чтобы с этой орбиты ионизировать
атом придется затратить энергию 13,605 - 3,401 = 10,204 эВ.
Из фигуры 3.3 легко получить формулу 3.28 по изменению кинетической
энергии электрона при переходе на стационарную орбиту, если учесть, что
mV0=mVi•cos? :
(3.28a)
Формула 3.28а показывает, что излучение атома является тормозным
излучением. Электрон теряет кинетическую энергию вдоль орбиты, поэтому
фотон излучается перпендикулярно ей.
Формула 3.28 позволяет посчитать с какого уровня электроны переходят в
основное состояние при теплообмене при любой температуре, используя закон
Вина. Мы перепишем его для энергии фотона соответствующей максимуму
излучения при абсолютной температуре Т выраженной в эВ:
Emax= 0,42809•10-3•T эВ (3.29).
Подставив 3.29 в 3.28 при этом в 3.28 вместо эксцентриситета подставим
его выражение через номер орбиты из таблицы 3.1:
(3.30).
Из формулы 3.30 видно, что для n = 1 (при этом наступает термоионизация
водорода) нужна температура 317800. При комнатной температуре (2930К)
теплообмен в основном производится фотонами, излучаемыми при переходе в
основное состояние с орбиты № 10, а "реликтовое" излучение (при Т=2,70К) с
орбиты № 108. Эти расчеты показывают, что при теплообмене электроны
находятся вблизи основного состояния. По обсуждаемому поводу официальная
физика ничего вразумительного сказать не может.
Мы рассмотрели "падение" электрона на протон в плоскости нормального
сечения винтовой траектории свободного электрона. Точно такой же результат
мы получим и при "падении" электрона на протон вдоль оси винтовой
траектории свободного электрона, т.е. в перпендикулярном направлении.
Следовательно, тот же результат будет и при "падении" под любым
произвольным углом. Действительно, разгоним электрон до энергии, равной
потенциалу ионизации атома водорода, тогда по формуле (2.10) радиус
винтовой траектории такого электрона будет точно соответствовать радиусу
стационарной орбиты электрона в атоме водорода. Если такой электрон
"оденется" на протон, предварительно растеряв энергию ионизации, т.к.
энергия его поступательного движения равна энергии движения по виткам
винтовой траектории, то он окажется на дне потенциальной ямы, ничем не
отличаясь от электрона, попавшего туда с перпендикулярного направления.
Конечно, отличия этих двух электронов можно заметить по тонкой структуре
спектральных линий, т.к. углы наклона осей вращения электронов и их
прецессионные движения (как самих электронов, так и их орбит) будут
различны. Эти два пути движения электрона к ядру отличаются также и тем,
что в первом случае фотоны излучаются в плоскости орбиты, а во втором - в
перпендикулярном направлении, что проявляется в эффектах (продольном и
поперечном) Зеемана и Штарка. Накладывая внешнее магнитное поле на
излучающее вещество (эффект Зеемана), мы ориентируем орбиты
перпендикулярно полю. Поэтому при одном движении электрона вся орбита
под действием силы Лоренца несколько сжимается, а при противоположном
движении электрона - расширяется. Тогда мы будем наблюдать
спектральную линию не , а в излучении вдоль поля. При излучении
поперек поля та же сила Лоренца тормозит переход электрона на нужную
орбиту с более высокой и ускоряет электрон при переходе с более низкой.
Таким образом, сдвиг частоты фотонов компенсируется и поперек поля
наблюдается три компоненты и , причем ( - компонента)
вдвое интенсивней ( - компонент). Если поле слабое, то
компенсация может быть неполной и тогда мы будем наблюдать несколько
дополнительных линий (аномальный эффект Зеемана).
Гравидинамический аспект вышеизложенного состоит в том, что в длине
любой орбиты электрона укладывается только одна длина волны де Бройля, а
не кратное число, как считает современная физика.
Фиг. 3.4
Энергетические уровни атома водорода представлены на фигуре 3.4. В
сравнении с официальными представлениями, они изображены с точностью до
наоборот, т.е. поставлены с головы на ноги и вот почему. Закон Кирхгофа,
гласящий, что вещество поглощает те линии спектра, которые оно излучает -
твердо установленный экспериментальный факт.[5] С этим фактом полностью
согласуется диаграмма уровней фиг.3.3. Например, чтобы получить линию
поглощения в серии Пфунда, надо облучать водород инфракрасным
излучением с энергией фотонов менее 0,6 эв. Официальная же наука
предписывает для получения линии поглощения в этой серии предварительно
возбудить атом энергией не менее 13,1 эв, а то и вовсе ионизировать атом, что
вступает в вопиющее противоречие с экспериментом. Выход из этого
противоречия можно видеть собственными глазами в богатстве красок
окружающего мира, будь официальная версия энергетических уровней
электронов в атомах справедливой и все краски тут же исчезнут. Об этом
противоречии предпочитают помалкивать, т.к. иначе разрушится не только
современная теория атома, но и вся квантовая механика и станут напрасными
те грандиозные усилия, которые были потрачены для подгонки теории под
эксперимент.
Энергетические уровни возбужденного атома должны быть густо
расположены вблизи основного невозбужденного состояния, иначе равновесное
тепловое излучение невозможно. При нормальных условиях все атомы
находятся в основном состоянии и чтобы они могли что-либо излучать,
электроны нужно перевести хотя бы на первый возбужденный уровень. Если
принять на веру официальную схему возбужденных уровней, чтобы вещество
излучало, его нужно нагреть на десятки тысяч градусов (10,2 эв для перевода
электрона водорода в первое возбужденное состояние соответствует
температуре примерно 1000000К). В предлагаемой схеме энергетических
уровней для возбуждения атома достаточно бесконечно малого воздействия,
поэтому равновесное тепловое излучение вещества возможно вплоть до
температуры абсолютного нуля.
Официальные представления об энергетических уровнях радикально
отличаются от представленных на фигуре 3.3.[6]
Формуле Планка для лучеиспускательной способности абсолютно черного
тела можно доверять не только по причине ее соответствия эксперименту, но и
потому, что из нее как следствие получается закон Стефана - Больцмана и
закон смещения Вина, которые также соответствуют эксперименту. Поэтому
весь спектр теплового излучения определяется переходами электронов с
одного энергетического уровня на другой. При этом не имеет значения,
осуществляются ли такие переходы в твердых телах, жидкостях или газах в
молекулах или отдельных атомах. Для простоты мы рассмотрим тепловое
излучение атомарного водорода. По представлениям современной физики,
чтобы перевести атом водорода в возбужденное состояние, необходима
минимальная порция энергии в 10,2 эв. При этом электрон перейдет на второй
уровень. При возвращении в основное состояние атом будет излучать одну
самую длинноволновую линию серии Лаймана (1215,68•10-8 см). В спектре
излучения больше никаких других линий мы не обнаружим. Указанной энергии
соответствует температура атомарного водорода 78916 0K. В главе 14.1
показано, что для образования фотона нужна энергия не менее 5kT. Этот факт
дает возможность просто получить закон смещения Вина: ?max•T=0,2896. Для
этого запишем условие образования фотона: 5kT=h?=hC/?, откуда
?max•T=0,2878. При комнатной температуре (293 0K) необходима минимальная
энергия для образования фотона в качестве частицы 5kT = 0,1267 эв. Из этих
расчетов видно, что теплообмен излучением и поглощением фотонов при
комнатной температуре невозможен т.к. необходимая энергия для этого в 80
раз превышает имеющуюся в наличии. Таким образом, схема уровней атома
водорода официальной физики ошибочна, т.к. не обеспечивает теплообмен
излучением и не соответствует формуле Планка. Схема уровней
представленная на фигуре 3.4 указывает совсем другое поведение электрона в
атоме. Для перевода атома в возбужденное состояние хватает тепловой энергии
даже вблизи абсолютного нуля температуры. Чтобы перевести электрон на тот
же второй энергетический уровень нужна энергия не 10,2 эв а 3,4 эв. При этом
электрон займет орбиту Бальмера, а в излучении мы не увидим ни одной линии
серии Лаймана, но полностью все серии, начиная от серии Бальмера и кончая
сериями излучения в ралиодиапазоне. Поскольку вблизи орбиты Бора
энергетические уровни расположены очень густо, то различимость уровней
будет зависеть от температуры водорода и, с понижением ее, мы можем
обнаруживать все более близкие к основному состоянию линии излучения.
Радиолинии в тысячи раз слабее линий спектра оптического диапазона из-за
очень малой энергии квантов. Кроме того, они могут наблюдаться лишь на фоне
более интенсивного непрерывного спектра в виде едва различимых пиков. По
литературным данным (например, "Физика космоса", Москва, 1976, стр. 484)
экспериментально найдены следующие радиолинии водорода (в скобках
указан переход между номерами энергетических уровней соответствующих
этому излучению) ?3,4 см (90?91), ?5,2 см (104?105), ?6 см (109?110), ?18
см (156?157, 157?158). Результаты расчета длины волны радиоизлучения
при указанных переходах и в соответствии с предлагаемой схемой
энергетических уровней: 90?91 3,37 см, 104?105 5,20 см, 109?110 5,98 см,
156?157 17,49 см, 157?158 17,8 см. Совпадение с наблюдаемой длиной
волны не случайно т.к. нумерация уровней энергии в официальной и новой
физике одинакова. Здесь нужно напомнить читателю, что по представлениям
официальной физики радиус атома пропорционален квадрату главного
квантового числа (в данном случае - номеру уровня). Поэтому для уровня 158
радиус атома водорода увеличится в 25000 раз и составит 1,32 мкм, т.е. его
можно буквально пощупать. Эти данные указывают, что современная теория
атома ошибочна.
Представленная на фигуре 3.4 схема энергетических уровней объясняет и
относительную интенсивность спектральных линий, которую в свое время
поспешили объявить неопределимой в модели Бора. Предположим, что
электрон находится на орбите Лаймана и приближается к точке излучения. В
этой точке электрон должен перейти на более близкую к основному состоянию
орбиту, но вероятность перехода различна поскольку связана с
необходимостью получения необходимого импульса отдачи при излучении
фотона. Максимальная вероятность перейти на соседнюю орбиту, при этом
излучается наиболее длинноволновая и интенсивная линия из серии Лаймана.
Продолжая этот процесс последовательного перехода на соседние орбиты,
получим наиболее интенсивные линии всех возможных серий. Очевидно, что
интенсивность этих линий постепенно уменьшается, а линии далеких
инфракрасных серий практически не отличаются по интенсивности из-за
небольшой разницы в энергии уровней. В излучаемой системе атомов всегда
найдутся такие в которых электрон перешел на любой уровень, но в общем
количестве атомов доля атомов в которых электрон занял сразу близкие к
основному состоянию уровни будет уменьшаться т.к. вероятность такого
перехода небольшая. Поэтому в данной серии интенсивность спектральных
линий в сторону более коротких волн уменьшается, а линии вблизи предела
данной спектральной серии практически не отличаются по интенсивности.
К критике официальной схемы энергетических уровней атома водорода
можно добавить следующее. Предположим, что мы наблюдаем всю полностью
серию Бальмера. Очевидно, что по представлениям официальной физики
электроны, давшие эту серию все находятся на втором энергетическом уровне
и им ничего не остается делать как, перейти в основное состояние с
излучением ?-линии серии Лаймана. Поэтому интенсивность этой ?-линии
должна быть не меньше суммарной интенсивности всех линий серии Бальмера,
что не соответствует действительности. Кроме того, возвращающая сила,
пропорциональная тангенсу угла наклона графика потенциальной энергии,
вдали от дна потенциальной ямы значительна, а в основном состоянии (на дне
потенциальной ямы) она равна нулю. Поэтому любое малое внешнее
воздействие выводит систему из равновесия из-за сгущения энергетических
уровней у дна потенциальной ямы. Схема энергетических уровней
ортодоксальной физики явно противоречит закону сохранения энергии.
Предположим, что мы облучаем водород фотонами, соответствующими пределу
спектральной серии Хамфри (0,38 эв). Эти фотоны водород обязан поглощать
по законам излучения. При этом электроны атомов будут располагаться вблизи
n=?. Как они себя поведут в дальнейшем? Очевидно, что они дадут все
возможные спектральные линии всех спектральных серий в том числе и линию
соответствующую пределу серии Лаймана (13,6 эв). Таким образом, наше
устройство, поглощая малую энергию, будет производить большую из ничего.
Это тяжелый удар по международной научной мафии. Придется выбросить в
мусорную корзину все бредовые теоретические нагромождения ХХ века,
вернуться на сто лет назад и начинать все с начала. Вся современная физика
представляет собой пирамиду, стоящую острым концом на опоре
энергетических уровней атома водорода. Автору удалось теперь вынуть эту
опору.
Чтобы поставить последнюю точку в расположении энергетических уровней
атомов, выясним физический смысл известных формул теплового излучения
абсолютно черного тела. Формула Релея-Джинса для спектральной плотности
энергетической светимости абсолютно черного тела выглядит следующим
образом:
эрг/см2. (3.31).
Посмотрим, в чем состоит физическое содержание этой формулы с точки
зрения новой физики. Для этого перепишем (3.31) через длину волны
излучения:
(3.32).
Новая физика утверждает, что длина волны фотона равна длине окружности
поперечного сечения его винтовой траектории (см. главу 2):
(3.33),
где r - радиус винтовой траектории. Подставляя (3.33) в (3.32), найдем:
(3.34).
Таким образом, формула Релея-Джинса описывает тепловую энергию одной
степени свободы (вдоль траектории фотона) приходящуюся на площадь
поперечного сечения траектории фотона.
Формула Планка для рассматриваемого случая:
(3.35).
Формула (3.35) отличается от (3.31) множителем:
(3.36).
Фактически множитель (3.36) заменяет в (3.31) тепловую энергию на
энергию фотона, а знаменатель этого множителя учитывает распределение
Больцмана по энергетическим уровням вблизи основного состояния электронов.
Напомню, что новая физика считает, что здесь уровни сильно сгущаются,
поэтому отдельные линии излучения при переходах электронов по этим
уровням сливаются в сплошной спектр. Только отсюда возникают фотоны
теплового излучения, а ортодоксальная физика не может ответить на вопрос,
откуда берутся такие фотоны.
Теперь разберемся с "возбужденным" электроном и посмотрим, может ли он
излучать или поглощать фотоны, а также "носить их с собой". Термин
"возбужденный электрон" крайне неудачен по той причине, что возбужденный
электрон по своей структуре ничем не отличается от невозбужденного. С
другой стороны, он совершенно неприменим к такому сверхвозбужденному
электрону, который вовсе оторвался от атома, т.е. к свободному электрону.
Связывая возможность излучения или поглощения фотонов с изменением
кинетической энергии вращающегося вокруг ядра электрона, мы обрекаем себя
на бесконечное блуждание по лабиринту логических тупиков без всякой
надежды найти какой-нибудь выход. Поэтому необходимо сразу отказаться от
рассмотрения кинетической энергии электрона, а считать ее универсальной
потенциальной энергией отталкивания. В этом случае мы вынуждены
рассматривать всех партнеров по взаимодействию, т.е. систему: электрон -
ядро (атом в целом). Рассмотрение потенциальной энергии только электрона
без партнера по взаимодействию бессмысленно. Здесь уместна аналогия с
электрическим колебательным контуром, излучающим радиоволны. Без
изменения потенциальной энергии электрического поля в конденсаторе и
потенциальной энергии магнитного поля в катушке индуктивности излучение
невозможно. Вместе с тем, излучает радиоволны колебательный контур в
целом, а не какая-то его часть. Таким образом, излучает или поглощает фотоны
атом в целом, а не какая-то его часть, а электрон фотоны с собой не носит.
Кратность величины момента количества движения электрона на
"разрешенной" орбите фактически означает, что электрон по мере перехода на
более высокие орбиты обвешивается все большим числом фотонов. Поскольку
возможны перескоки сразу через несколько уровней, то это означает, что
несколько фотонов с малой энергией, объединяясь, дают фотон с большой
энергией. В этом случае безизлучательные переходы не должны наблюдаться.
Очевидно, что подобные представления ошибочны - момент количества
движения электрона на "разрешенных" орбитах одинаков.
Еще некоторые подробности орбитального движения электрона
Скорость электрона на орбите Бора равна 2,1877•108 см/сек. На любом
возбужденном уровне электрон в среднем находится 10-8 сек. За это время он
проходит по орбите свыше 2 см или делает около 66 миллионов оборотов
вокруг ядра. При каждом обороте у электрона есть шанс перейти на более
высокий или более низкий уровень в том числе и при поглощении атомом
теплового излучения. Поэтому кроме доплеровского расширения спектральных
линий за счет теплового движения атомов будет происходить расширение
линий за счет "дрожания" электрона на любой из временных орбит, которые
представляют собой набор из многочисленных близко расположенных
подуровней по которым перескакивает электрон при орбитальном движении.
При переходе электрона на более низкий уровень он фактически со случайного
подуровня более высокого уровня переходит на случайный подуровень более
низкого уровня. Разные атомы излучают при этом фотоны близкой друг другу,
но не равной энергии, что приводит к расширению спектральной линии в
некотором соответствии со спектром излучения абсолютно черного тела.
Поскольку потенциальная энергия отталкивания сильней зависит от
расстояния от ядра, чем потенциальная энергия притяжения, то при переходе
электрона с одной орбиты на другую из-за инерции электрона электрон
колеблется около равновесной орбиты. При удалении от ядра сила
отталкивания резко уменьшается и
...Закладка в соц.сетях
