Обитатели микромира

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОБИТАТЕЛИ МИКРОМИРА

Канарёв Ф.М.

Анонс. Новая теория микромира позволяет нам представить структуры основных обитателей микромира: фотонов, электронов, протонов, нейтронов, ядер, атомов, молекул и кластеров. Экспериментаторы уже получили фотографии некоторых кластеров, из которых следует достоверность уже реализованных теоретических принципов формирования моделей электронов, протонов, нейтронов, ядер атомов и самих атомов. Теоретическая модель фотона следует из совокупности давно существующих математических моделей, описывающих его характеристики и процессы взаимодействий с остальными обитателями микромира [2], [3].

Структуры обитателей микромира

Все обитатели микромира - локализованные (ограниченные в пространстве) образования, поэтому размер обитателя микромира - первый параметр, формирующий правильные представления о нём. Размеры обитателей микромира не постоянны. Они изменяются в определённых пределах. Существуют и названия диапазонов, в которых изменяются размеры обитателей макро - и микромира (табл. 1) [1].

Таблица 1. Диапазоны изменения множителей для характеристики размеров обитателей макро - и микромира

Фотон

Фотон состоит из 6-ти кольцевых магнитных полей, замкнутых друг с другом по круговому контуру (рис. 1). Главный геометрический параметр фотона - радиус. Он изменяется, а структура фотона (рис. 1) остаётся неизменной [2], [3].

Рис. 1. Схема модели фотона

Радиус самого большого фотона равен, примерно, . Это МИЛИ диапазон (табл. 1). Совокупность таких фотонов формирует самую низкую температуру, примерно, равную 0,056К. Самые маленькие гамма фотоны имеют размер, примерно, равный . Это уже АТТО диапазон (табл. 1). Таким образом, радиус фотонов изменяется в интервале 16-ти порядков () (табл. 2) [1].

Таблица 2. Диапазоны изменения радиусов (длин волн ) и масс фотонов

Примечание: В 1-м, 2-м и 3-м диапазонах таблицы 2 представлены параметры совокупности фотонов (рис. 2), а в остальных - единичных фотонов (рис. 1).

Уравнения, описывающие движение центра масс М фотона (рис. 1) [2], [3]:

работают в рамках аксиомы Единства пространства, материи и времени. Все остальные математические модели, описывающие корпускулярные свойства фотона, выводятся аналитически из анализа процесса его движения, а из уравнения (2) выводится волновое уравнение Луи-Де-Бройля и уравнение Шредингера, которые работают за рамками аксиомы Единства [2]. Конечно, отмеченные выводы математических моделей, описывающих поведение фотона, - веский аргумент близости к реальности его модели (рис. 1). Но более весомыми доказательствами этой достоверности являются результаты интерпретации оптических экспериментов, убедительно доказывающие корпускулярные свойства фотонов [2], [3].

Нас удивляет обилие и цветовое разнообразие зрительной информации, которую приносят в наши глаза световые фотоны, а ведь их радиус изменяется в интервале лишь около половины порядка ( (табл. 2). На рис. 2 - импульсы фотонов. Параметры этих импульсов представлены в 1-м, 2-м и 3-м диапазонах таблицы 2 [2], [3].

Рис. 2. Схема фотонной волны длинною

3. Электрон

Теоретическая величина радиуса свободного электрона (рис. 3) строго постоянна и равна . Она отличается от его экспериментальной величины в 6-м знаке после запятой [2]. Размер электрона находится в ФЕМТО диапазоне (табл. 1).

Формирование тороидальной структуры электрона описывается 50-ю математическими моделями, в которых содержатся 23 константы. Главная из них - радиус осевой линии тора. Он рассчитывается по нескольким математическим моделям, которые дают один и тот же результат. Вот одна из таких моделей [2], [3]

Рис. 3. а) схема теоретической модели электрона

.

Протон

Модель протона в виде сплошного тора (рис. 4) подтверждается расчётами его параметров, совокупность которых даёт ряд величин, соответствующих их экспериментальным значениям. Один из таких параметров - радиус осевой линии тора (рис. 4). Его величина (4) близка к интервалу изменения размеров ядер атомов , в состав которых входит протон [2]. Это АТТО диапазон (табл. 1).

Рис. 4. Модель протона

.

Нейтрон

Главное свойство постулированного нами магнитного поля нейтрона - шесть взаимно перпендикулярных магнитных полюсов: три северных и три южных (рис. 5) [2].

Рис. 5. Схема модели нейтрона

Теоретическая величина радиуса нейтрона равна [2], [3]

.

Перечисленные элементарные частицы (рис. 1, 2,3, 4, и 5) объединяет константа их локализации. Она равна [2], [3]

Итак, основные элементарные частицы, из которых формируются ядра атомов и сами атомы, имеются (рис. 1, 2, 3, 4 и 5). Следующий этап - построение ядер атомов и самих атомов. Именно так мы и поступили около 10 лет назад, не имея экспериментальной информации о структурах атомов, молекул и кластеров. Теперь она есть, и мы совершим обратный процесс - сформируем ядра атомов, которые должны следовать из фотографий кластеров. В результате увидим соответствие достоверности принципов построения ядер атомов, которыми руководствуется Природа и которые мы обнаружили у неё раньше появления фотографий кластеров [2], [3].

Кластеры

Лидерами в получении фотографий обитателей микромира с наибольшей разрешающей способностью являются европейские исследователи. На рис. 6, а представлена фотография кластера бензола , полученная ими, а на рис. 6, b - результат обработки этой фотографии.

Рис. 6. Достижения европейских экспериментаторов в фотографировании кластера бензола

Итак, экспериментаторы сфотографировав кластер бензола, получили вначале его туманный образ (рис. 6, а), а потом представили его в более чётком виде (рис. 6, b). Однако, в этой чёткости - лишь шарики, связанные между собой прямыми стержнями. Внешние стержни заканчиваются тоже шариками, но меньших размеров. Поможем экспериментаторам расшифровать структуры этих шариков и стержней. Теоретический кластер бензола, следующий из новой теории микромира, представлен на рис. 6, d. Теория раскрывает структуры шариков. Это атомы углерода. Теория раскрывает и структуру туманных выступов на рис. 6, а и - внешних стержней с меньшими шариками на рис. 6, b. Это атомы водорода, а внешние меньшие шарики - протоны (рис. 4) атомов водорода.

Известно, что кластеры бензола формируются из молекул бензола , состоящих из 6-ти атомов углерода и 6-ти атомов водорода. Новая теория микромира, четко представляет структуру молекулы бензола (рис. 7), а фото кластера бензола (рис. 6, а, b) подтверждает достоверность этой структуры [2], [3].

Рис. 7. Теоретическая структура молекулы бензола

Как видно (рис. 7), электроны атомов углерода взаимодействуют с ядрами линейно. Электроны атомов водорода взаимодействуют с электронами атомов углерода также линейно. Острые выступы на внешнем контуре кластера бензола (рис. 6, а) доказывают, что электронному микроскопу не удалось увидеть атомы водорода, и это естественно, так как размеры протонов - ядер атомов водорода (рис. 4) очень малы . Теория же позволяет увидеть не только электрон (рис. 3), но и протон (рис. 4) атома водорода и сам атом (рис. 8) [2].

Рис. 8. Теоретическая модель атома водорода и его размеры в невозбуждённом состоянии

Теоретическая модель атома водорода (рис. 8) следует также и из математической модели (7) закона формирования спектров атомов и ионов, открытого нами в 1995 г [4]. В этом законе нет энергии орбитального движения электронов, но есть энергия линейного взаимодействия электронов с протонами ядер атомов (8) [2], [3], [4]

,

где - энергия фотона, излучённого электроном; - энергия ионизации атома водорода; - энергия связи электрона атома водорода с его протоном, соответствующая первому (невозбуждённому) энергетическому уровню атома водорода; - главное квантовое число.

Энергия связи электрона с протоном, соответствующая любому энергетическому уровню любого атома, определяется по формуле [2], [3], [4]

 .

Энергии фотонов, излучаемых электроном атома водорода и электронами других атомов при переходах их между энергетическими уровнями, рассчитываются по формуле [2], [3], [4]

В соответствии с законом Кулона, если электрон атома водорода находится на первом энергетическом уровне (в невозбуждённом состоянии), то расстояние между протоном и электроном равно [2], [3], [4]

Результаты расчётов по приведённым формулам, представлены в табл. 3. Из приведённых формул и результатов расчётов по этим формулам следует модель атома водорода (рис. 8).

Таблица 3. Спектр атома водорода, энергии связи между протоном и электроном, и расстояния между ними [2], [4]

Как видно (рис. 8), электрон атома водорода взаимодействует с его протоном не орбитально, а линейно. Это - следствие отсутствия энергии орбитального движения электронов в атомах, следующее из законов формирования спектров атомов и ионов, выраженных математическими моделями (7), (8), (9).

Расстояние между протоном и электроном в атоме водорода зависит от температуры. Анализ показывает, что, устанавливая связь с другим атомом, электрон атома водорода оказывается между вторым и третьим энергетическими уровнями атомарного состояния (табл. 3). Это значить, что в составе молекул расстояние между протоном и электроном в атоме водорода увеличивается, примерно, на порядок и множитель в табл. 3 принимает значение (рис. 8) [2], [3].

Теоретическая модель атома углерода, который формирует кластеры бензола (рис. 6, а, b, d), представлена на рис. 9, с, а модель ядра этого атома - на рис. 9 а. Нетрудно видеть линейное взаимодействие электронов атомов углерода с протонами их ядер (рис. 9, а, b, c и d). Из этого следуют различия свойств графита и алмаза, состоящих из одного и того же химического элемента - углерода. Они скрыты в структурах ядер и атомов этих химических элементов (рис. 9) [2], [3].

Рис. 9. Структуры ядер и атомов углерода

Возникает вопрос: ядро какого химического элемента наиболее убедительно доказывает линейное взаимодействие протонов и нейтронов в ядрах атомов? Эта функция явно выражена в структурах ядер углерода (рис. 9, а и b) и ещё ярче - в структуре ядра атома бериллия. Результаты ядерной экспериментальной спектроскопии показывают, что 100% природных атомов бериллия имеют ядра с четырьмя протонами и пятью нейтронами (рис. 10, b).

Рис. 10. Схемы возможной компоновки ядра атома бериллия

Обусловлено это тем, что только при таком количестве этих частиц образуется их линейное взаимодействие при формировании ядра. Если бы ядро атома бериллия имело четыре протона и четыре нейтрона (рис. 10, а), то их невозможно было бы соединить линейно [2].

Рис. 11. Схема структуры ядра и атома бериллия: 1, 2, 3 и 4 - номера электронов

Есть ли экспериментальные доказательства линейного взаимодействия протонов ядра атома бериллия (рис. 11) с его электронами? Они следуют из экспериментальных спектров этого атома, представленных в табл. 4.

Таблица 4. Энергии связи электрона атома водорода и электронов (1, 2, 3, 4) атома бериллия с ядром в момент, когда все они находятся в атоме [2], [3]

Данные табл. 4 показывают, что, начиная с 13 энергетического уровня (n=13), энергии связи всех электронов атома бериллия с ядром оказываются такими же, как и у электрона атома водорода (табл. 3). Это значит, что при удалении электронов от ядра атома их взаимное влияние друг на друга почти исчезает, и они начинают вести себя так же, как и электрон атома водорода (рис. 8) [2], [3].

Таким образом, когда все электроны любого атома находятся в атоме, то, взаимодействуя каждый со своим протоном в ядре, они формируют спектры, подобные спектру атома водорода. Но это невозможно доказать прямым экспериментом, а косвенное доказательство существует. Оно заключается в том, что зависимости излучения абсолютно черного тела не зависят от материала черного тела, то есть от атома химического элемента.

Структура существующего ядра атома бериллия, показанная на рис. 10, b и на рис. 11, дает дополнительные доказательства соединения нейтронов и протонов посредством разноименных магнитных полюсов этих частиц. Эта же схема ядра (рис. 10, b) доказывает важность экранирующих функций нейтрона и сложность его магнитного поля (рис. 5) [2], [3].

Электроны атома бериллия (рис. 11) не совершают орбитального движения в атоме. Каждый из них взаимодействует со своим протоном в ядре, прецессируя на нём в момент поглощения или излучения фотонов [2], [3]. волна фотон электрон молекула

Из линейного взаимодействия протонов с нейтронами в ядрах атомов вытекает и другое следствие - превышение количества нейтронов над количеством протонов при усложнении структур ядер. Обусловлено это необходимостью сохранения симметричности структуры ядра при его усложнении. Например, ядро атома меди имеет 29 протонов и 35 нейтронов (рис. 12) [2].

Рис. 12. Модель ядра атома меди

Нетрудно видеть, что атом меди будет иметь только один осевой электрон. Два атома, соединившись осевыми электронами, образуют структуру без магнитных полюсов на её концах. Это и есть причина отсутствия магнитных свойств у меди.

А теперь опишем закономерности соединения электронов атомов с протонами ядер. Для этого обратим внимание на то, что в атоме водорода (рис. 8) векторы магнитных моментов электронов и протонов направлены противоположно (рис. 8). Это значит, что электрон с протоном сближают разноимённые электрические заряды этих частиц, а ограничивают их сближение одноимённые магнитные полюса. При этом векторы спинов этих частиц совпадают по направлению. Эта закономерность особенно чётко проявляется в схемах молекул водорода (рис. 13) [2], [3].

Рис. 13. Схема молекулы водорода : а), b) - ортоводород; c) - параводород

Обратим внимание на логические действия Природы по образованию структуры молекулы водорода представленной на рис. 13, а. Электростатические силы взаимного притяжения первого электрона и первого протона уравновешиваются противоположно направленными магнитными силами этих частиц. Именно поэтому векторы и их магнитных моментов направлены противоположно. Электростатические силы отталкивания, действующие между первым и вторым электронами, уравновешиваются сближающими их магнитными силами, поэтому направления векторов обоих электронов совпадают [2].

Чтобы скомпенсировать электростатические силы взаимного притяжения второго электрона и второго протона, необходимо сделать магнитные силы этих частиц противоположно направленными. Это действие отражено в противоположно направленных векторах и магнитных моментов второго протона и второго электрона (рис. 13, а, слева).

На рис. 13, b показан еще один вариант компоновки молекулы ортоводорода. Принцип формирования этой молекулы тот же. Векторы магнитных моментов электронов и протонов оказываются направленными так, что если электрические силы приближают частицы, то магнитные силы должны удалять их друг от друга. В результате между этими силами устанавливается равновесие. Устойчивость образовавшейся таким образом структуры зависит от энергий связи между ее элементами. Поскольку магнитные моменты электронов на два порядка больше магнитных моментов протонов, то электромагнитные силы первой структуры (рис. 13, а) прочнее удерживают ее элементы вместе, чем в структуре, показанной на рис. 13, b, поэтому есть основания ожидать, что первая структура ортоводорода устойчивее второй [2], [3], [4].

При образовании молекулы параводорода (рис. 13, c) логика формирования связи между первым электроном и первым (справа) протоном остается прежней. Далее, силы взаимного притяжения первого электрона и второго протона, а также второго электрона и второго протона уравновешиваются их противоположно направленными магнитными силами.

Поскольку векторы магнитных моментов электрона и протона, расположенных на краях этой структуры, направлены противоположно, то общий магнитный момент такой структуры близок к нулю (рис. 13, с). Поэтому посчитали, что векторы магнитных моментов протонов у такой структуры направлены противоположно и назвали её параводородом.

Интересно отметить, что в смеси молекул водорода - ѕ молекул ортоводорода. Однако при уменьшении температуры газа все молекулы ортоводорода (рис. 13, а) превращаются в молекулы параводорода (рис. 13, с). Причиной этого является увеличение сил отталкивания между электронами ортоводорода. При уменьшении температуры расстояние между этими электронами уменьшается, электростатические силы отталкивания увеличиваются и молекула ортоводорода (рис. 13, а) разрушается, превращаясь в молекулу параводорода (рис. 13, с) [2].

Заключение

Итак, российская теория микромира уверенно демонстрирует свою возможность помогать экспериментаторам глубже понимать результаты их экспериментальных достижений, а нанотехнологи получают возможность осознанно разрабатывать нанотехнологии.

Размещено на Allbest.ru