Перед Вами один из гениев прошлого - Томас Юнг. Я восхищен этим человеком!
В два года он начал читать. К четырем прочитал Библию два раза. В четыре - Робинзона Крузе и Гулливера. В тринадцать лет самостоятельно начал изучать древнееврейский, персидский и арабский. Позже, учась медицине и изучая строение глаза, он заинтересовался физикой света.
Первым объяснил явление интерференции света и ввел термин 'интерференция' .
(Интересно, что именно он автор гипотезы поперечного колебания волн света и автор термина энергия, под которой понимал массу умноженную на квадрат скорости. В другом месте Википедия пишет, что именно "Юнг высказал предположение, что разные цвета соответствуют различным длинам волны.")
Его волновая теория света не смогла объяснить эффект поляризация света.
Как сочетать волновую теорию с поляризацией? Это по-прежнему трудная проблема.
Альтернативные размышления.
Несколько измененная копия из СамИздата. Нет адресов ссылок, нет рисунков, немного изменен текст.
Физика - кладезь загадок для внимательного взгляда.
Почему люди, сторонние физики, берутся решать её глобальные проблемы?
Я думаю потому, что в человеке заложено нетерпение к нелогичности, парадоксам. У каждого из нас в различной степени имеется непреодолимое стремление разрешить нелогичное, странное. Мы стремимся разобраться, отбросить "лапшу" с ушей и понять. Перед вами одна из таких попыток.
Статья на треть состоит из цитат. Некоторые из них я критикую, на другие опираюсь, выдвигая свои идеи. Уже с самого начала, не рассчитывая на ваше долгое терпение, предлагаю вашему вниманию два положения, по новому трактующие электрон, фотон и пространство - вакуум. Работа не совершенна и не завершена. Текст изменяется.
*
Вращение электрона
Вы, разумеется, знаете, что электроны, двигаясь по проводнику (и при любом изменении места), создают магнитное вращающееся поле вокруг себя. Но задумывались ли - почему считается, что вращается именно оно, а не сам электрон? Известно, что у электрона есть спин, равный 1/2. Но есть ли реальное вращение?
Вот смотрите, электрон неподвижен и вращения магнитного поля нет. Начинаем двигать электрон, поле завращалось. А что творится с самим невидимым нами электроном? Он вращается или стабильно ориентирован? Речи об этом нигде нет. Я думаю, что он вращается вместе со своим полем. Неразрывно с ним связанный. Чем быстрее движется, тем быстрее вращается.
Мне подозрительны модели электрона в виде крутящихся волчков. Ведь он может быть и неподвижным. Электрон одна из элементарнейших частиц. Она по своему строению должна быть совсем рядом со строением вакуума. Должна из него состоять и неразрывно переходить в него. Части электрона - магнитное поле - есть глубокое изменение вакуума, а не только свойство электрона.
Думаю, что логично сделать вывод, что электрон не может продвигаться без собственного вращения в пространстве (также как и фотон).
У электрона структура не обнаружена на всю глубину, сколь смогли в него заглянуть. А заглянули очень глубоко.
"Один из важных выводов, вытекающий из проверок КЭД, связан с размерами Э. КЭД предполагает Э. точечным. Ни в одном эффекте расхождения с этим допущением обнаружено не было. Физически это означает, что размеры Э. меньше 10-16 см." (-16 это степень, а КЭД - квантовая электродинамика). Цитата из Физической энциклопедии .
Точечный !? Внешней границы у него нет? Вот это да! Следовательно, он вращается на всю глубину? Ну так об этом я и говорю - он вращается полностью со всем своим полем!
Итак - электрон не может изменять свое место в пространстве без собственного вращения и создания крутящегося магнитного поля вокруг себя.
Вращение фотона.
Известно, что у фотона есть спин, положительный или отрицательный, равный единице. Вращается ли физически сам фотон?
Помимо спина, равного +-1, фотон во время движения продвигает по кругу векторы Э и Н (электрический и магнитный), в правую или левую сторонs.
Подобно тому как изменяется электромагнитная волна.
Но можно ли отождествить фотон с электромагнитной волной? Если да, то тогда из чего состоит эта волна самого фотона? Из других фотонов? Бред получается. Если же считать, что сам фотон в движении проходит фазы и имеет вращение своих векторов, то парадокс бесконечного чередования волна-фотон прерывается.
Но как быть с постоянным спином? Ведь, чем выше частота фотона, тем быстрее вращение векторов? Поэтому полностью отождествлять его (реальное вращение) со спином не получится. Спин - постоянная формальная характеристика, типа - он может иметь вращение в некую сторону, а само реальное вращение изменчивая величина.
Также как было выше с электроном, я думаю, нужно перенести вращение электрического и магнитного векторов фотона на сам фотон. Вектора вращаются вместе со своим "хозяином" - фотоном.
Я делаю вывод, что фотон не может продвигаться сквозь пространство не вращаясь, и это реальное вращение - следствие свойств и фотона и пространства.
Теперь о фронте этой частицы. Насколько он широк? Точечный размер или некий щит - комплекс точек пространства? Так как свет преломляется на границе разных по плотности сред, то это образование должно быть протяженным по фронту. Тогда естественно объясним разворот его в разнородной среде (границе сред).
Итак, фотон - вращающееся двухфазовое излучение, имеющая сильный центр и слабую периферию, типа летящего фронтом щита. Но это не вещественная частица, а вневременной срез изменений фаз разового эм. излучения в неком месте единого пространства.
Ну, а как представить себе фотон с длиной волны в 3 тысячи км.?
Да, такой же срез. В каждом месте в новом облике с повторением фазы через 3 тысячи км.
*
Некоторые проблемы создания реального образа фотона и Э.М. волны.
-Что они из себя представляют?-
-А разве формул недостаточно/?-
-Мне нет. Я хочу ясно представить себе, как они функционируют.-
Поперечность
Вот, например, знаменитая поперечность Э.М. волны, одно из оснований волновой теории света. Как её понять? В качестве примера поперечной волны нам обычно дают вот такой пример волн:
Рис 3
"Поперечная волна в резиновом жгуте. Частицы колеблются вдоль оси y. Поворот щели S вызовет затухание волны"
" Прямыми опытами доказано, что световая волна является поперечной. В поляризованной световой волне колебания происходят в строго определенном направлении."
Обычно этого довода достаточно, всем становиться понятно, что свет волна.
А мне непонятно.
У меня вопрос к вам, читатели: Из чего состоит э.м. волна? Из фотонов или чего-то ещё?
Фотонов. Тогда приходиться сделать вывод, что фотоны в поперечной волне пульсируют вверх-вниз?
Но как это может быть? Фотоны двигаются зигзагами? Невероятно! С другой стороны странно признать поперечность колебаний без реального поперечного движения фотонов, тогда и никакой поперечной волны и нет.
Наконец, к своему удовольствию, я нашел уточняющее высказывание: "Из теории Максвелла следует, что свет является поперечной электромагнитной волной - электрический и магнитный векторы в световой волне колеблются перпендикулярно направлению распространения."
Ситуация разъяснилась - оказывается, что нет никаких реальных колебаний фотонов! Движение их прямолинейно без зигзагов. Превосходно!
Есть лишь только колебание их векторов. А колеблются вектора вращаясь. Вот следующая цитата:
"Поперечная волна, -говориться в Википедии ,- характеризуется двумя направлениями: волновым вектором и вектором амплитуды, всегда перпендикулярным к волновому вектору. Так что в трёхмерном пространстве имеется ещё одна степень свободы - вращение вокруг волнового вектора."
Значит, именно в этом колебании векторов и нужно искать причину периодического не прохождения части света сквозь поляриоиды. Нужно искать другой механизм отсева вместо механического колебания вверх и вниз. Фотон должен двигаться прямо, одновременно изменяясь таким образом, чтобы менялась его проходимость сквозь поляризационное отверстие.
Обратимся к вопросу Какова причина поляризации света при прохождении поляроида?
Обычный свет вокруг нас - смесь излучения разной энергии и разных фаз. Поляризация - выделение из общего потока света группы волн излучения одного типа.
Свет поляризуется отражаясь от поверхности многих веществ и поляризуется при прохождении некой среды. "... пластинка диэлектрика сортирует лучи естественного света, отражая преимущественно лучи с одним направлением колебаний и пропуская перпендикулярные колебания." В обеих случаях фазы пучков света перпендикулярно противоположны.
Обратимся к поляроидам.
Что из себя представляют эти фильтры? Вот один из них: "Оригинальный материал, ... содержит множество микроскопических кристаллов йодохинина сульфата (герапатита), внедрённых в прозрачную полимерную плёнку из нитроцеллюлозы. Игольчатые кристаллы упорядочиваются в процессе производства путём растяжения или применением электрических или магнитных полей. При выравнивании кристаллов лист становится дихроичным: он начинает поглощать свет, плоскость поляризации которого перпендикулярна направлению выравнивания кристаллов, но пропускает свет, плоскость поляризации которого параллельна направлению выравнивания."
Заметьте: "...путём растяжения или применением электрических или магнитных полей..."
Значит отверстие вытянуто в щель. Именно поэтому делается вывод, что колебания у частиц волны вертикальные (поперечные) и только часть света соответствующей ориентации может пройти сквозь овальные отверстия. Другая, задержанная часть света, имеет перпендикулярное относительно прошедшим лучам света направление колебаний. На расстоянии одной длины волны такой луч максимально проходит сквозь отверстие поляризатора два раза - в фазе и полуфазе, каждые 180 градусов поворота.
Итак, мы имеем овальное отверстие и проходящий в двух из четырех положений (4 по 90 градусов) квант света. Причем препятствие в первую очередь электронное. Фотон встречают электроны атомов решетки. Когда такая овальная электронная решетка будет выборочно пропускать некие частицы? Только в том случае, если у последней изменяется знак заряда.
Но фотон лишен электрических зарядов. Как понять участие нейтральных фотонов в э.м. волнах?
Какие у фотонов связи с электронами, с которыми оно взаимодействует?
И как объект без э.м. заряда взаимодействует с э.м. зарядами?
Выход в одном:
Признать, что фотон совмещает оба электрических заряда - электрона и позитрона, которые экранируют друг друга - и два магнитных полюса.
Фотон - диполь на элементарном уровне, квант вакуума, объединяющий оба противоположных электрических заряда.
Учитывая такое строение фотона, при прохождении отверстия поляриоида с вытянутыми вертикально отверстиями, когда электрические заряды фотона находятся справа и слева, поляризационная решетка его задерживает. С одной стороны он отталкивается электрическим зарядом от электрона, к другой притягивается. В случае поворота фотона на четверть круга его электрические заряды отдалены от стенок щели и свет проходит сквозь отверстие.
. Поэтому поляроид пропускает их два раза за одну длину волны.
Некоторые предполагаемые свойства кванта энергии
Фотон реальное физическое явление. Какова его форма?
Наверняка она расплывчата, без резкой определенности.
Каковы его свойства?
О его свойстве вращаться при движении мы выше говорили. Что еще есть? У него есть, например, свойство находиться в непрерывном движении с предельной скоростью движения. Что это может сказать нам о его строении?
Похоже, что его структура как-то по особому должна быть открытой с передней стороны - той, куда движется частица. Там она как-то не завершена. И пытается себя завершить, двигаясь с максимально возможной скоростью, "падая" в сторону незавершенности. Этим движением он дополняет свою структуру, себя с передней стороны. (Есть еще вариант рассматривать эту неоднородность как излишнее наличие чего-то, типа добавочных вращающихся элементов кванта вакуума).
При столкновении этого комплекса элементов вакуума с электроном, он входит в него, становится полноценным и исчезает. Примерно так я представляю процесс передачи энергии движения от фотона к электрону на орбите атома. Фотон встречается с объектом, который МОЖЕТ перенять энергию его вращения, и передает ему - электрону свой вращательный момент. За исключением тех случаев, когда электрон имеет высокую энергию, в последнем случае переход энергии происходит, как пишут, в другую сторону, в сторону фотона.
Эффект Комптона
-"явление изменения длины волны электромагнитного излучения вследствие упругого рассеивания его электронами..." "Уменьшение энергии фотона после комптоновского рассеяния называется комптоновским сдвигом."
"Эффектом, обратным эффекту Комптона, является увеличение частоты света, претерпевающего рассеяние на релятивистских электронах, имеющих энергию выше, чем энергия фотонов. То есть в процессе такого взаимодействия происходит передача энергии от электрона фотону." (Цитата оттуда же). Интересны оба варианта взаимодействия фотона и электрона, они хорошо понятны с точки зрения предложенной в этой статье гипотезы механизма передачи энергии между электроном и фотоном. Но интересен еще и новый, (делаемый сейчас) вывод о том, что таким образом возможно взаимодействие между фотонами. Электрон будет в качестве передающего энергию звена.
Эффект Комптона считается одним из надежных доказательств существования фотонов. Именно Эффект Комптона, как мне кажется, поможет решить некоторые проблемы интерференции.
Строение фотона
Встречающиеся в некоторых статьях громоздкие модели фотона у меня также вызывают сомнения. Ведь это еще более элементарнейший объект, чем электрон. И он им должен оставаться, быть лишь квантом вакуума, лишь в чем-то измененным из-за наполненности энергией.
Реальный квант вакуума должен иметь не только единство противоположных электрических зарядов, но и магнитных. То, что он дважды за прохождение расстояния длины своей волны может пройти сквозь одинаково повернутую поляризационную решетку - поляроид, заставляет предположить, что это вращается вырванный из вакуума диполь. В отличие от антенных диполей, где заряды разъединены, здесь в диполе они объединены, фотон выглядит как поляризованный квант, -с одной стороны один заряд, с другой другой. А еще с двух сторон различные магнитные заряды. Объединение положительного и отрицательного зарядов и магнитных зарядов.
В принципе, по моему представлению, фотон это квант вакуума, но с добавлением энергии вращения и неотрывного от него движения вперед. Вся его энергия в моменте вращения. Продвижение вперед не добавляет ему энергии и является свойством вакуума передавать свое искажение с такой-то скоростью.
Я довольно долго не мог понять, почему фотон обязан двигаться вперед вкручиваясь спиралью в пространство? Как-то странно, неправда ли? Лишь когда подумал о скоростях, то стало ясно - спиральность движения фотона вынужденная. Он представляет собой "особое" искажение вакуума, которое существует только вращаясь, а к этому плюсуется неспособность вакуума не передавать эти свои "особые" искажения с такой-то скоростью. Получается спираль.
Рождение фотона.
Попробуем представить себе процесс появления кванта энергии - фотона.
Большинство фотонов создаются при ускорении движения электронов. Само направление изменения скорости при этом не важно - оно может и увеличиваться и уменьшаться.
Я в своей статье в СИ по тяготению выдвигаю предположение, что при движении тел сквозь пространство, вакуум происходит постоянный обмен элементов тел с элементами вакуума. Такое понимание взаимодействия пространства и вещественных объектов позволяет объяснить существование инерции и силы тяготения.
Учитывая это предположение, представьте себе, что электрон резко остановлен, протекающие сквозь него элементы вакуума "проскочили" дальше и отправились в свое собственное путешествие. Родился фотон. Причем, так как электрон вращался, то элементы вакуума, " выскочившие" из остановленного электрона, по-прежнему будут вращаться, закручиваясь с правосторонним вращением. Скорость движения вперед этого "волчка" будет равна обычной скорости передачи изменений вакуума - скорости света.
Давайте сопоставим этот процесс с обратным - с восприятием энергии фотона электроном. По второму закону фотоэффекта "максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности."
Т.е. передается энергия именно вращения фотона. Интересно, правда? Симметрично, красиво...
(-А что создает фотоны с левосторонним вращением?-
- Позитроны.-
-А они откуда у нас взялись?-
Они постоянно вокруг нас. Точнее не сами позитроны,а их трансфомированное обличие.
С моей точки зрения, все частицы с положительным зарядом несут в себе измененный позитрон. Вот такие атомы-ионы, лишенные электрона и создают фотоны с левым вращением.)
Что отделилось от остановившегося электрона? Вращающееся магнитное поле северного и южного полюса. А они возбудили собственный диполь электрических зарядов в центре вращения, поляризовав квант вакуума.
Постоянные по величине магнитные моменты и электрические заряды фотона переменны в пространстве со временем. Т.е. поворачивается попеременно двумя видами зарядов и двумя магнитными полюсами. Начиная совсем от незначительных величин.
Предположенный механизм, как мне кажется, "работает" и при аннигиляции электрона и позитрона и в процессе смены орбиты электрона в атоме.
Мне кажется, что мне пора возразить против созревшего, возможно, у вас, читатель, возражения о кванте-диполе. Мол, у фотона не обнаружено заряда ни в одном эксперименте. Да, заряда нет,Но одного, а так как их два, то они не проявляют себя как заряд, экранируя друг друга.
Аннигиляция
Представим себе аннигиляцию позитрона и электрона. Результатом их столкновения будет появление нескольких гамма-квантов с очень короткой волной. Один фотон правостороннего или левостороннего вращения (спин + или -) и два-три фотона другой направленности вращения. " Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) +-1. Этому свойству в классической электродинамике соответствует круговая правая и левая поляризация электромагнитной волны." Фотоны разлетаются в разные стороны, сохраняя равновесие общих моментов движения и вращения прежней системы.
Я считаю, что скорость встречи аннигилирующих частиц очень велика и встреча похожа на микроатомный взрыв. А скорость велика так как невероятно высока сила электрического притяжения двух противоположных элементарных зарядов. Которая в миллиард миллиардов миллиардов...(сорок один нуль разов) раз сильнее силы тяготения этих частиц. В результате столкновения и исчезания элементарных электрических зарядов появление рожденных фотона выглядит как наследование существовавших у материнских частиц высокого вращательного момента и скорости их сближения. Т.е. только тот момент вращения, который был у них при встрече.
(К интересной трактовке аннигиляции я пришел. Высокие выделяющиеся энергии аннигиляции - результат высокой скорости приближения? Как-то сомнительно. Хотя, вполне может быть. По крайней мере для пары позитрон-электрон.)
Похожая ситуация и в случае рождения фотона в результате смены орбиты электрона в атоме, но с меньшей величиной выделяемой энергии.
Смена орбиты электроном
Кругообразное вращение элементов вакуума в электроне при резком изменении места при смене орбиты "срывается" с электрона и рождается новая частица - фотон. Чем более резким было это изменение движения, тем выше скорость вращения элементов вакуума в этом "сорванном" возмущении от электрона частиц вакуума - в фотоне. Для электронов меди это одна скорость, для железа другая. Значительная часть всех электроноволн - фотонов возникает в процессе изменения орбиты электрона в атомной системе. Продолжительность "скачка" более долгая, чем время аннигиляционного слияния электрона и позитрона и поэтому скорость его намного меньше и энергия появляющихся фотонов ниже и ниже частота вращения.
(Мне где-то встретились такие цифры: продолжительность смены орбиты электроном 10 в -8 степени секунды).
Такое резкое стремительное движение к центру атома оставляет, по-моему представлению, после себя кратковременное вихреобразное возмущение всемирного поля. Это возмущение потеряв связь с прежним своим носителем - электрическим зарядом, отправляется в путешествие до соединения с другим носителем электрического заряда.
Остается незатронутой большая область рождения фотонов при ускорении движения зарядов в проводниках переменного тока.
Чисто гипотетически.
Мне представляется, что при небольшом ускорении движения электронов скорости слишком медленны и "отрыв" вихревого движения квантов вдоль направления движения электронов не происходит, заменяясь массовым рождением фотонов перпендикулярно направлению движения (по бокам проводников) - рождением электромагнитных волн из массы фотонов. В какую сторону двигаются такие фотоны мне неясно.
Возможно, такое рождение было и в предыдущих вариантах, но было незаметное, менее значительное, чем основное рождение - "отрыв". И наоборот. Т.е. эти два способа рождения фотонов в разной степени сосуществуют одновременно, сопутствуя друг другу. Превалирует то один способ рождения, то другой.
Декабрь 2012.