Возвращаясь к дискуссии об атоме

Вадим Жмудь
ВОЗВРАЩАЯСЬ К ДИСКУССИИ ОБ АТОМЕ

Я получил письмо, фрагмент которого привожу ниже.

«В вашей работе имеются противоречия - электрон, который тормозится вакуумом, «со свистом» пролетает через ядро. Он на него не падает, потому что пролетает насквозь. А как на счёт внутриядерных сил, как он их преодолевает? Натяжки, по-другому не скажешь. А то, что вы сумели подвести под это математическую базу, говорит только о том, что вы смогли её подвести под свою модель и более ничего. В своих построениях вы пытаетесь перелопатить старую модель атома, слегка подштукатурив её, а перед этим даёте разбор слабых мест этой самой модели».

МОЙ ОТВЕТ

Никакой натяжки в моих рассуждениях нет.
Во-первых, прежде чем удивляться, «как электрон преодолевает межатомные силы» следовало бы сформулировать четко и научно, что такое - эти самые межатомные силы, и почему это вдруг электрону необходимо их преодолевать?
Существуют достоверно следующие силы:
1. Сила взаимодействия заряженных частиц.
2. Сила гравитационного взаимодействия.
(3). Кроме того, физики иногда говорят о неких таинственных ядерных силах, убывающих обратно пропорционально не квадрату, а кубу расстояний.

ОБСУДИМ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ СИЛУ

Для случая, когда частицы покоятся, сила их взаимодействия нам известна в своем электростатическом проявлении как Кулоновская сила притяжения. Она исследована для точечных зарядов – для этого случая она падает обратно пропорционально квадрату расстояния между заряженными частицами. Эта сила на больших расстояниях, следовательно, падает практически до нуля. Обратное утверждение было бы не корректным, а именно, не следует считать, что кулоновская сила бесконечно возрастает с уменьшением расстояния до нуля, поскольку закон дан лишь для точечных зарядов, т.е. таких зарядов, когда размерами заряженного тела можно пренебречь в сравнении с расстоянием между заряженными телами. Имеются весьма веские основания предположить, что сила притяжения может возрастать не до бесконечности, а до некоторой конечной величины, мало того, при предельно возможном сближении зарядов эта сила, по-видимому, должна падать до нуля, поскольку как только заряды слились, они перестают существовать как заряженные частицы. Им некуда больше стремиться, нет оснований для существования силы притяжения, ей просто некуда быть направленной.

Для случая, когда частицы движутся, сила электростатического взаимодействия должна уменьшаться, что следует из логики полевого взаимодействия с конечной скоростью. Мной это показано, не буду повторяться. Если скорость движения частицы достигает скорости распространения полевой волны, то сила электростатического взаимодействия попросту становится равной нулю. Это тоже мной показано и обсуждалось.

Известна также сила магнитного взаимодействия, но современная наука считает, что магнитные силы – это электродинамические эффекты, вызванные изменениями электрических полей (и, следовательно, электростатических сил) во времени и в пространстве. Я эту точку зрения разделяю. Поэтому можно говорить об обобщенных электромагнитных силах, за которыми сохраняется рассмотренное выше свойство: эти силы уменьшаются с увеличением скорости движения частицы в поле. Поскольку я признаю существование среды, и опубликовал весомые аргументы в пользу своего представления, то можно говорить о том, что при движении частицы со скоростью, равной скорости света, отсчитываемой относительно среды, служащей проводником электромагнитных взаимодействий (т. е. относительно эфира), частица перестает взаимодействовать с этой средой в направлении своего движения.
Частица перестает воспринимать притяжение со стороны разноименно заряженных частиц по ходу следования этой частицы и перестает воспринимать отталкивание со стороны одноименно заряженных частиц, расположенных сзади, поскольку от таких частиц градиент поля движется с той же скоростью, что и сама частица. Частица находится в эквипотенциальном поле от таких зарядов, воспринимает такие заряды как заряды, расположенные со всех сторон вокруг этой частицы. Вектор направления к этим зарядам становится нулевым.
Если же скорость изменится, то возникнет притяжение или отталкивание, в зависимости от того, в какую сторону изменится скорость. То есть возникает природная обратная связь, стабилизирующая скорость частицы, и обеспечивающая ее равенство скорости света в вакууме (в эфире).
 
Таким образом, мы видим, что силы электрического взаимодействия ничуть не препятствуют электрону пролетать в сколь угодной близости от заряженных частиц, притягивающих их. Заряды могут взаимно проникать, и если разноименные заряды соединятся при движении с некоторой не слишком большой скоростью, может осуществиться рекомбинация. Но поскольку сила притяжения возрастает обратно пропорционально расстоянию (хотя и не до бесконечных величин, как я уже указал), и убывает пропорционально коэффициенту «гамма», принимающему нулевое значение при скорости частицы, равной скорости света, следовательно, случай сближения разноименных элементарных частицы со скоростью, меньшей, чем скорость света, чрезвычайно редок. Напротив, сближения со скоростью света чрезвычайно часто происходят, но результатом этого сближения является не рекомбинация частиц, а лишь прохождение через точку равновесия зарядов. Это прохождение может быть одновременным или поочередным – не важно, поскольку в обоих случаях «отсутствие взаимодействия» является гарантией возможности взаимного проникновения. Это надо один раз понять, и потом уже не удивляться. Как два пучка света могут одновременно находиться в одном и том же месте, поскольку не взаимодействуют друг с другом (интерференция света – это не взаимодействие, а сложение результирующих полей!), так же точно две частицы при движении хотя бы одной из них со скоростью света могут находиться одновременно в одной точке пространства без взаимодействия, т.е. не разрушая друг друга и даже не меняя траекторию.
Две горошины не могут одновременно находиться в одной точке пространства, но, например, горошина и голограмма второй горошины могут быть совмещены в пространстве беспрепятственно. Точно также для элементарной частицы, движущейся со скоростью света, все покоящиеся на ее пути частицы противоположного заряда перестают существовать, она их не воспринимает. Поэтому она может занять их место, пройти по тому месту, где они находятся, без какого-либо взаимодействия.
Как только частица начнет удаляться, она начнет пересекать силовые линии с удвоенной скоростью, поскольку скорость распространения полевого градиента будет совпадать по величине, но станет противоположной по знаку по сравнению со скоростью частицы. Это означает, что частица начнет испытывать удвоенное притяжение в сравнении с тем случаем, если бы она покоилась. Поэтому частица начнет тормозиться и через соответствующее время перестанет удаляться, на какое-то бесконечно малое время остановится на самой дальней точке своей траектории, после чего начнет сближаться с центром своего притяжения до тех пор, пока не разгонится до скорости света, в результате чего снова проскочит равновесное положение – и так до бесконечности. Именно этот процесс происходит в каждом атоме. Именно этим объясняется устойчивость физических свойств – размеров атомов, стабильности их энергетических уровней и так далее. Поскольку кинетическая энергия электрона равна половине произведения его массы на скорость (в данном случае – не скорость света), то и потенциальная энергия электрона на дальней точке орбиты в точности равна этой величине. Следовательно, орбита электрона должна иметь постоянные геометрические характеристики, зависящие лишь от свойств ядра атома и ни от чего больше. Никакая «начальная скорость» и никакая температура в результат не входит. Это – причина постоянства структуры атомов.

ОБСУДИМ ТЕПЕРЬ ГРАВИТАЦИОННУЮ СИЛУ

Во-первых, она существенно слабее, чем электромагнитная для случая взаимодействия электрона с ядром.
Во-вторых, предположительно, скорость распространения градиента гравитационного поля равна скорости распространения градиента электромагнитного поля и равна скорости света (это – лишний аргумент в пользу предположения существования эфира, ибо эта скорость – неотъемлемое свойство именно эфира, а не свойство гравитации и не свойство электромагнетизма).

Любого из этих утверждений достаточно, чтобы сделать заключение, что гравитационные взаимодействия также не могут препятствовать реализации той модели взаимодействия элементарных частиц в атоме, которая мной рассмотрена.
Поскольку справедливы обе посылки – эти силы сами по себе слабы в сравнении с электрическими, и вдобавок падают до нуля при релятивистских скоростях – следовательно, гравитационные силы не могут препятствовать рассмотренной форме взаимодействия.

Кроме того, имеется весьма весомый аргумент для того, чтобы гравитационные силы, как и магнитные, считать вторичными силами по отношению к электрическим (электромагнитным).

А именно: известно явление самоиндукции. Движущаяся заряженная частица порождает такое поле, которое стремится сохранить данный вид движения. Всякая попытка изменения характера движения порождает приращение электромагнитных сил, которые воздействуют на поле вблизи частицы, это поле порождает ответное противодействие. Получается, что заряженная частица имеет некоторую инерционность по отношению к самой себе. Возникает так называемая электрическая масса. Этой величиной описывается инерционность частицы, которая порождается чисто электрическими явлениями. Эта масса обычно приплюсовывается к обычной массе.
Кроме того, изменение характера движения одной частицы в поле другой частицы порождает просто индукцию (в отличие от самоиндукции). Это – аналог взаимодействия масс. Поскольку все тела состоят из движущихся заряженных частиц, то неудивительно, что все тела обладают массой (элементарные частицы с нулевой массой покоя мы в данном случае не рассматриваем, поскольку их заряд равен нулю, а частица с нулевым зарядом и с нулевой массой – это уже и не частица вовсе, если же частица заряжена, то она как минимум имеет массу, порождаемую этим зарядом).
Можно смело утверждать, что отнюдь не все виды зарядов и движений в элементарных частицах нам известны. Следовательно, не всякую массу мы можем свести к электромагнитным явлениям. Из этого, конечно, не следует, что массу вообще нельзя рассматривать как результат электромагнитных явлений. Из этого всего лишь следует, что мы пока не можем, не умеем этого делать.

ОБСУДИМ ТАИНСТВЕННЫЕ ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ

Поскольку физики не смогли дать убедительных объяснений постоянству структуры атомов и молекул, поскольку аналитическая модель атома до сегодняшнего дня в официальной науке отсутствует, были придуманы виртуальные силы, которые должны были бы объяснить, почему электроны не падают на ядро атома, почему они не улетают прочь, как только атом нагреется, почему ядра атомов являются таковым, каковы они есть.
Эти гипотетические силы введены совершенно произвольно. Надо ли их принимать в расчет, когда наконец найдено объяснение именно тем вопросам, над которыми ломали голову физики двадцатого века, и которые до сих пор считаются не решенными?

Приведу аналогию, хотя признаю, что в науке аналогия – не доказательство, но я не хочу доказывать то, что доказал, а хочу лишь проиллюстрировать.

Предположим, что мы увидели бы, как магнит парит в воздухе, и причиной этого было бы электромагнитное поле, создаваемое внешним соленоидом.
Если бы мы не знали этой причины, мы могли бы предположить, что магнит опирается на некоторую опору, в свойства которой мы бы включили некоторую упругость и полную невидимость.
Представьте теперь, что кто-то объяснил бы вам, что магнит держит не упругая невидимая опора, а электромагнитное поле.

Подумайте, насколько убедительным был бы контраргумент следующего толка:
«В вашем утверждении имеются противоречия вы говорите, что магнит держит поле, а как же на счёт прозрачной опоры, как поле ее преодолевает? Натяжки, по-другому не скажешь».

Нет уж. В моей теории (или гипотезе, если хотите) этой натяжки как раз нет. Электрон вполне может преодолеть ядро, и, полагаю, все они проделали это бессчетное количество раз, пока вы читали эту самую статью.

О МОДЕЛИ АТОМА В ЦЕЛОМ

Что касается обвинения, что я пытаюсь «перелопатить старую модель атома, слегка подштукатурив её» - это удивительно слышать.

Тот факт (или гипотеза), что атом состоит из ядра и электронов мной не отвергается, потому что слишком много экспериментальных данных свидетельствуют в пользу этого, и нет ничего, что свидетельствовало бы против этого.
То, что ядра менее подвижны, а электроны – более подвижны, мной не отвергается по той же самой причине.
То, что электроны, двигаясь с огромной скоростью, остаются в среднем вблизи ядер, мной также не подвергается сомнению.
Науке известно не так много элементарных форм движения, которые бы характеризовались теми свойствами, которыми характеризуется движение электрона.
Более того: науке вообще таких форм движения к настоящему времени не известно, поэтому выбор траектории движения происходил наобум, интуитивно.
Первое, что показалось Бору естественным, было предположение о круговом движении. Более широко можно сказать – об эллиптических орбитах, аналогии которых мы встречаем в космосе. На этом естественность предположения закончилась. Такие орбиты во-первых, плоские, во-вторых, их размеры зависят от скорости, в третьих, они, как правило, не стационарны – лишь небольшой диапазон начальных скоростей дает в результате более или менее стационарную орбиту. Если бы электрон двигался по такой орбите слишком быстро, он бы покинул атом, а если бы он двигался медленно, он бы упал на ядро. Ни того, ни другого не происходит, поэтому круговые и эллиптические орбиты – гипотеза, которая себя не оправдала.

Орбиты в виде восьмерок, или гантелеобразные орбиты, не имеют права на существование по одной простой причине: нет оснований для такого движения. Что, в самом деле, может служить причиной столь причудливой траектории? Наличие других движущихся электронов? Но тогда надо решать совместное уравнение движения этих электронов! Но даже и не решая этих уравнений мы можем совершенно определенно утверждать, что «заполненная двумя электронами» орбита имеет существенно иные условия, нежели «заполненная одним электроном» орбита. Поэтому энергетический уровень орбит должен меняться с добавлением или устранением одного электрона, чего не происходит. Следовательно, форма орбит электронов определяется вовсе не наличием или отсутствием других электронов (во всяком случае, валентные электроны не участвуют в этом процессе), а свойствами ядра, и, может быть, в какой-то степени свойствами внутренних электронных облаков.

Да, по сути, и не осталось никаких иных вариантов, кроме маятникового движения!
Кроме того, посудите сами: с какой стати электронам бешено вращаться вокруг ядра? Какие силы могут заставить электрон это делать? Какая энергия, из чего, откуда должна быть потрачена на эту скорость? Представьте себе, сколько на свете атомов. И в каждом атоме большинство электронов почему-то вдруг имеют тангенциальные составляющие скорости, причем, весьма большие? И почему-то большинство электронов не имеют радиальных составляющих скорости, ведь в круговой орбите радиус не меняется? Почему?
Подумайте: с другой стороны основным источником движения заряженных частиц во вселенной должны быть именно силы притяжения разноименно заряженных частиц, и, наверное, в меньшей степени – силы отталкивания. С какой же стати все частицы летят «мимо» цели, мимо ядра, все они летят вбок, и почему-то с завидной постоянностью начальной скорости и начального отклонения.
Если вы не чувствуете натяжки в этом предположении, значит, вы попросту не вдумались в смысл сказанного мной. Советую попросту перечитать это и задуматься.
Ядра атомов повсеместно притягивают электроны, но, однако же, электроны упорно отказываются падать на ядра, а всё толкутся вокруг да около, по сферическим, круговым, и несусветным гантелеобразным орбитам?

Давайте-ка еще раз обратимся к гантелеобразной орбите. Разве в этой орбите не предполагается, что электрон проходит сколь угодно близко от ядра? Нарисуйте восьмерку на бумаге, вглядитесь, вдумайтесь.
Разве эта восьмерка так уж глобально отличается от маятниковой траектории, о которой я веду речь?
Отличается она лишь одним: нет оснований, нет причин возникать изменению траектории при максимальном удалении электрона от ядра. Несусветна именно эта часть траектории! Электрон, удаляясь от ядра, действительно, будет тормозиться, а затем вновь устремится к ядру. Но вот только один важный нюанс: он полетит обратно по той же траектории, по которой удалялся от ядра, и не будет на этой траектории участка радиального движения!
Так что та модель, которую я предлагаю, не только не противоречит ни одному из известных об атоме фактов, она дополнительно к этому и не противоречит расстановке сил в атоме, и она не противоречит элементарной электродинамике, математике, механике. Она – естественный результат логических рассуждений, который можно детально рассчитать. А гантелеобразная модель противоречит механике, ей неоткуда взяться. По части же близости прохождения от ядра эти обе модели идентичны.
Мало того, я допускаю, что каждый раз электрон будет проходить вблизи ядра не строго по прямой траектории, а все же немного отклоняться в зависимости от соотношения элементарных сил со стороны отдельных протонов в момент прохождения электрона через ядро. Понятно, что такое отклонение может быть даже очень маленьким, но, коль скоро таки колебаний происходит очень много, и поскольку в среднем любое положение вектора колебаний равновероятно, то это может служить причиной симметричности атома. Другой причиной может служить наличие многих электронов, которые занимают такие колебательные орбиты, которые наиболее удалены от прочих. По сути дела, атом можно представить в виде яблока, проткнутого большим количеством спиц. Яблоко моделирует ядро, спицы – колебательные траектории отдельных электронов, и теперь если это яблоко хаотически вращать во все стороны, мы получим тело вращение, напоминающее шар.
В этой модели все логично, все является следствием известных законов – законов взаимодействия заряженных частиц, законов устойчивых и неустойчивых движений (см. теорию автоматического управления) и других фундаментальных законов природы.
Для того, чтобы эта модель была обоснована, не потребовалось вводить гипотезу квантового характера энергии, в этой модели не применяется ни одно положение теории относительности, напротив, теория относительности отвергается.
Квантовая теория не отвергается, а подтверждается, но лишь с позиции следствий, а не с позиции причин. А именно: энергия вовсе не является квантованной величиной, квантовые свойства энергии, излученной атомом, являются прямым следствием структуры стационарного атома, а структура стационарного атома является прямым следствием основных законов неквантовой электрофизики.

Примерно так.