Геометрическая теория строения материи и пространства
Современные методы изучения строения элементарных частиц. Многообразие усеченных правильных, полуправильных и неправильных многогранников. Масса нейтрона в свободном состоянии. Вакансии и связи в ядрах атомов. Электронные (ядерные) оболочки атома.
Рубрика | Химия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 15.11.2018 |
Размер файла | 487,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
геометрическая теория строения материи и пространства
И.А. Болдов
1. ВВЕДЕНИЕ
Существующие теории строения элементарных частиц, как правило, не рассматривают частицы как протяженные объекты, имеющие какую-либо внутреннюю структуру. Между тем, логично было бы предположить, что масса частиц зависит от ее пространственной протяженности, а точнее, объема. Это предположение также подкрепляется гипотезой «Большого взрыва», по которой вся видимая вселенная образовалась практически одновременно. Скорее всего, можно говорить о том, что плотность вещества в широком понимании, т.е. частиц, которые принято называть «элементарными», и которые появились одновременно, одинакова в рамках наблюдаемой реальности. Это предположение о равномерной плотности частиц и их определенных размерах, легло в основу предлагаемой «геометрической теории».
Современные методы изучения строения элементарных частиц, заключающиеся в их разгоне на ускорителе, и разбивании о мишень, можно сравнить с изучением строения глиняного горшка , путем разбивания его о стену, и исследования полученных обломков.
Безусловно, многие достижения в изучении элементарных частиц принадлежит именно таким методам. Но причисление к числу «элементарных» все б?льшего количества частиц, резонансов, бозонов, дает повод считать, что либо не все они истинно «элементарные», либо критерий их отбора необходимо менять, либо как-то объяснить существующее положение вещей простым и понятным способом.
Опыты Хофштадтера по рассеянию быстрых электронов на атомных ядрах убедительно показали, что нуклоны имеют конечные пространственные размеры. Но поскольку элементарным частицам с самого начала было отказано в праве иметь пространственную структуру, то и попыток классификации с ее помощью не было.
Размеры радиусов нуклонов (протона и нейтрона) в 0,8 Ферми (1Ф = 10-13 см) найдены Хофштадтером экспериментально, поэтому не могли быть отвергнуты и зафиксированы в справочниках (как досадное исключение, на которое никто не обращал внимания). Таким образом, есть два принципиально различных подхода к описанию структуры элементарных частиц: либо локальность, теория относительности и принцип неопределенности Гейзенберга, либо протяженность и отказ от теорий, которые ей противоречат.
2. строение элементарных частиц
Из курса физики в объеме средней школы известно, что полная энергия частицы в инерциальной системе отсчета Еин равна сумме энергии покоя Е0 и энергии движения Е имп.
Еин= Е0 + Е имп, (1)
где
Е0 = m c2 (2)
В момент удара частицы о мишень можно говорить об ее эквивалентной массе, определяемой как :
m = Еин / c2 (3)
При разгоне частиц до субсветовых скоростей прирост массы весьма значителен, что позволило наблюдать частицы с массой намного больше чем масса протона. Если сравнивать все это с попытками исследования глиняного горшка, то в момент удара о стену он превращается в нечто огромное, и разлетается на куски, масса которых намного больше массы покоя исходного горшка.
Именно это и ввело исследователей элементарных частиц в заблуждение, что куски, на которые разлетается исходная частица (протон), также являются самостоятельными (родившимися?) частицами, хотя совершенно непонятно, что дало повод считать именно так. Отличие свойств от свойств исходных частиц? Но один из основополагающих гносеологических законов философии - Закон перехода количества в качество. Да, свойства изменились, но это всего лишь потому, что изменилось количество материи. А то, что получается в результате столкновения двух релятивистских протонов, не может быть ничем иным, кроме многократно увеличенных частей (кусков) протона, и тех продуктов, на которые эти части распадаются далее. А поскольку часть не равна целому, то и свойства у полученных кусков иные. Масса полученных частиц большая ? Так затем и разгоняли, чтобы масса увеличилась.
Сам термин «рождение» частицы по смыслу подразумевает то, что ничего не было, и вот вдруг стало. Частица «родилась». Возникают резонные вопросы - Из чего родилось ? И куда делось то, что было ? Умерло ? Ушло в небытие ?
Но еще г-ну Ломоносову был известен закон сохранения вещества. Может быть более правильным говорить о «превращении» частиц или их кусков ? Об их видоизменении, разделении на части или соединении в целое?
И тут всего один шаг до вывода, что если частицы или их части могут «превращаться» друг в друга (соединяться и разделяться), то все они состоят из одной какой-то материи (как философской категории), которая может принимать различные формы. Вот тогда все встает на свои места. Причем в данном случае термин «формы» имеется в виду, как в натуральном, геометрическом, так и в философском значении.
Тут стоит вспомнить еще об одном законе философии - Законе диалектической связи между формой и содержанием. А поскольку содержание и свойства неразрывно связаны, то изменение формы ведет к изменению содержания, и соответственно свойств.
Именно поэтому попытки систематизировать и как-то объяснить все известные «элементарные частицы» не удаются, поскольку физики неправильно понимают, что именно они исследуют, сваливая в одну кучу как собственно «элементарные» частицы, (горшки) так и их осколки. Именно потому количество разновидности того, что физики получают на ускорителях, растет, что с ростом энергии разгона частиц, получается больше разных осколков с совершенно разными формами и соответственно с различными свойствами.
С этой точки зрения, можно считать всю современную физику элементарных частиц вкупе с квантовой хромодинамикой, науками по изучению и систематизации осколков увеличенных нуклонов и ничем более.
В данном случае мы имеем ярчайший пример как неправильный термин, уводит от истинного смысла явления.
Еще в 1917 г. П. Эренфест отметил, что в эвклидовых пространствах с размерностью более трех не могут существовать устойчивые аналоги атомов и планетных систем. Но, поскольку при размерности менее трех не могут возникнуть сложные структуры, то три является единственной размерностью, при которой реализуются основные, устойчивые элементы Вселенной, т.е. элементарные частицы.
Логично было бы предположить (применив «Принцип Оккама»), что и элементарные частицы существуют в трехмерном виде и только. Следовательно, все свойства, и в первую очередь масса, этих частиц определяются только их строением и объемом в нашем трехмерном мире.
Из теории групп известно, что конечные подгруппы собственных вращений трехмерного пространства исчерпываются списком: Cn, Dn , C , O, Y
В списке имеется две серии Cn, Dn с произвольным n. Остальные C , O, Y - спорадические группы симметрии правильных многогранников, которые не входят ни в какие серии.
Если рассмотреть таблицу правильных выпуклых многогранников (тел.Платона), все грани которых есть конгруэнтные правильные многоугольники, то можно заметить ее сходство с началом таблицы элементарных частиц.
элементарный многогранник атом ядро
Таблица 1. Правильные выпуклые многогранники
№ п\п |
Вид многогранника |
Граней |
Вершин |
Ребер |
|
1 |
Тетраэдр |
4 |
4 |
6 |
|
2 |
Октаэдр |
8 |
6 |
12 |
|
3 |
Гексаэдр (куб) |
6 |
8 |
12 |
|
4 |
Икосаэдр |
12 |
20 |
30 |
|
5 |
Додекаэдр |
20 |
12 |
30 |
Тетраэдр Октаэдр Гексаэдр Икосаэдр Додекаэдр
Рисунок 1. Правильные многогранники
Таблица 2. Фотон и Лептоны
№ п\п |
Вид частицы |
Масса, Мэв |
Электр. Заряд |
Лептон. Заряд Вид заряда |
|
1 |
г |
~ 0 |
0 |
0 |
|
2 |
н e |
< 7*10-6 |
0 |
+1 e |
|
3 |
e- |
> 4.3*1023 лет |
-1 |
+1 e |
|
4 |
н м |
< 0.17 |
0 |
+1 м |
|
5 |
м - |
2.2*10-6 |
-1 |
+1 м |
Выскажем гипотезу:
Гипотеза 1 : Элементарные частицы представляют собой по форме многогранники. Масса частицы определяется объемом соответствующего многогранника и зависит от длины ребра. Свойства частицы определяются видом (структурой) многогранника. Проявления различных законов сохранения нефизических зарядов (лептонных, барионных, странность и пр.) - следствия закона сохранения структуры многогранника, выраженной в его осях симметрии. При столкновении частиц их многогранники соединяются в (или раскалываются на) частицы, которые принимают форму иных многогранников.
Как видим из Таблицы 1, есть две группы многогранников, которые дуальны, т.е один можно получить из другого, если центры граней одного, принять за вершины другого, и которые имеют одинаковую симметрию. Это пары Гексаэдр и Октаэдр, Додекаэдр и Икосаэдр. У каждой из этих пар одинаковое количество ребер, а количество вершин и граней меняются местами. Можно предположить, что это пары связанные лептонными зарядами, тогда первая пара - это Электрон (Гексаэдр или Куб) и электронное нейтрино (Октаэдр). Вторая пара - Додекаэдр (Мюон) и Икосаэдр (Мюонное нейтрино).
Также есть один многогранник, который дуален сам себе. Это тетраэдр. В таблице 2 ему соответствует Фотон.
Сделав такое предположение, можно заметить, что частицы, многогранники которых, образованы из правильных треугольников, движутся со скоростью света. У автора пока нет этому объяснения. Напротив, многогранники, образованные из квадрата (Электрон) и пятиугольника (Мюон), имеют массу покоя.
Объем Гексаэдра определяется как третья степень длины его стороны а. Приняв сторону Гексаэдра за единицу, получим:
Vе = а3 = 1: (4)
Объем Додекаэдра при стороне равной а определяется по формуле :
V м = a3/4(15+7v5); (5)
Приняв сторону Додекаэдра а=3, получим:
V м =206,9.
Если сравнить полученную величину с общепринятой величиной массы Мюона (в электронных массах) равной 206,77, то увидим, что погрешность определения массы Мюона по новой теории, составляет менее семи сотых процента, что вполне неплохо, и не может объясняться простым совпадением.
Лептонный заряд можно объяснить дуальностью частиц или, точнее, одинаковым количеством и расположением осей симметрии. В Табл. 1 это электронный лептонный заряд и мюонный лептонный заряды, соответственно.
Распад Мюона, согласно предложенной гипотезе, представляется как «схлопывание» Додекаэдра в Куб, Икосаэдр и Октаэдр.
Таблица 3. Многогранники - лептоны.
Частица |
µ- |
е- |
н e |
н м |
Разница |
|
Грани |
12 |
6 |
-8 |
20 |
12 - (6-8+20 ) = 6 |
|
Вершины |
20 |
8 |
-6 |
12 |
20 - ( 8 -6+12) = - 6 |
|
Ребра |
30 |
12 |
-12 |
30 |
30 - (12-12+30) = 0 |
При этом появляется шесть новых граней, а шесть вершин пропадают. Логично предположить, что при распаде мюона, шесть вершин развернулись в шесть граней. При этом Мюонное нейтрино сохранило оси симметрии Мюона, Электрон получил электрический заряд, а появившиеся оси симметрии Электрона компенсируют оси симметрии Электронного антинейтрино.
Отдельно стоит отметить то, что представление электрона в виде куба объясняет строение молекул. Если куб представить в виде вектора, проходящего из одной вершины в другую через центр, то количество возможных положений вектора в трехмерном пространстве будет равно восьми. Следовательно, электрон может находиться в определенной области пространства максимум в восьми возможных положениях, что равно максимальному количеству электронов в общих валентных оболочках атомов, связанных в молекулу.
Конечно, в Табл. 2 отсутствуют еще два Лептона: это Тау -лептон, и его нейтрино. Поскольку первый лептон - Электрон, состоит из граней с четырьмя сторонами, второй лептон - Мюон, из граней с пятью сторонами то, многогранник Тау-лептона должен состоять из правильных шестиугольников, а Тау-нейтрино, соответственно из правильных треугольников, причем оба многогранника должны быть дуальны.
Но других правильных выпуклых многогранников больше нет. Да, и составить многогранник, состоящий только из правильных шестиугольников невозможно. Видимо, следует обратить внимание на иные многогранники, а именно выпуклые Параллелоэдры (Тела Федорова). И среди них мы заметим Гексагон, многогранник, представляющий собой прямую призму с правильным шестиугольником в основании, и высотой, равной, стороне шестиугольника и дуальный ему Додекатетр, похожий на Октаэдр, только граней у вершины шесть и грани представляют собой равнобедренные треугольники с основанием равным v3/2 от длины боковой стороны.
Рисунок 2. Гексагон и Додекатетр
Если Гексагон - Тау-мезон, то Додекатетр - Тау-нейтрино. Объем Гексагона со стороной равной а определим как:
V ф = ?3*3/2*а3 (6)
При стороне а = 11 получим :
V ф =3 458,04. (7)
Если сравнить полученную величину с общепринятой величиной массы Тау-мезона (в электронных массах) равной 3 477,50 то увидим, что погрешность определения массы в данном случае менее шести десятых процента, что также не может объясняться простым совпадением.
Логично предположить, что поскольку правильные многогранники исчерпаны, то другие элементарные частицы представляют собой иные многогранники.
Следующими рассмотрим полуправильные многогранники, представляющие собой правильные многогранники, симметрично усеченные.
Первым на такую операцию усечения объема рассмотрим тетраэдр.
Рисунок 3. Усеченный Тетраэдр
Объем такого тела будет определяться как разность объема исходного тетраэдра со стороной равной а, и объема четырех отсеченных тетраэдров со стороной b.
V = (v2)/12 * a3 - 4*(v 2)/12 * b3 (8)
Безусловно, возможны много вариантов с различными значениями a и b.
Среди них мы отметим вариант, когда а = 14, b = 5, при этом V =264,48. По полученному результату, это - Пи-0 мезон. Его масса равна 264,15 е.м.
Следующим рассмотрим «усеченный куб» (Рис. 4)
Рисунок 4. Усеченный Куб
Его объем определится как объем исходного куба со стороной а, за минусом объема восьми отсеченных углов со стороной b. Заметим, что отсеченные углы составляют октаэдр со стороной b.
V = a3 - v2/3 b3. (9)
Приняв а = 6,5 b = 1,0, получим V =274,154. По полученному результату, это Пи+ /- мезон. Его масса равна 273,39 е.м.
Отметим, что оставшаяся часть ребра составляет 6,5- v2 ? 5.
Все массы частиц, о которых шла речь до сих пор - это так называемая масса покоя. Она вычислялась как функция от длины стороны. Отдельного разговора достойны четыре частицы, движущиеся со скоростью света, и масса которых определяется из классической формулы E = mc2. Это фотон и три вида нейтрино. Для этих частиц проведем обратное преобразование - получим длину стороны многогранника от известной массы. Массу фотона примем равной нулю, а за единицу примем длину грани Гексаэдра (Электрона). Тогда длина грани Электронного нейтрино будет равна 0,030744. Длина грани Мюонного нейтрино равна 0,53425016, а для Тау-нейтрино получим величину равной 3,43906451.
Сведем полученные результаты в таблицу. Причем в лептонах сгруппируем отдельно нейтрино и собственно лептоны.
Таблица 4. Сводная таблица Геометрии элементарных частиц
№ п\п |
Вид частицы |
Вид многогранника |
Длина Грани |
Масса э.м. |
Объем |
Погрешность |
|
1 |
г |
Тетраэдр |
0 |
||||
Лептоны |
|||||||
2 |
н e |
Октаэдр |
0,030744 |
< 7 *10-6 |
|||
3 |
н м |
Икосаэдр |
0,53425 |
<0.17 |
|||
4 |
н ф |
Гексагон |
11 |
<18 |
|||
5 |
e - |
Гексаэдр |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
6 |
м - |
Додекаэдр |
3 |
206.77 |
206.9 |
0.062 % |
|
7 |
ф |
Додекатетр |
11 * |
3 477.5 |
3 458.04 |
0.56 % |
|
Мезоны |
|||||||
8 |
р 0 |
Тетр. Усечен. |
14 ** |
264.15 |
264.50 |
0.134 % |
|
9 |
р+/ - |
Куб Усечен. |
6,5 ** |
273.39 |
274.154 |
0.281 % |
* Длина ребер сходящихся к вершинам.
** Взята длина ребер неусеченных многогранников.
Многообразием усеченных правильных, полуправильных и неправильных многогранников можно объяснить и все многообразие видов элементарных частиц.
Тогда разновидности «кварков» - скорее всего, лишь виды многоугольников, из которых составлены многогранники - частицы. Чем большее их количество задействовано в построении многогранника (как по площади, так по видам), тем больше объем полученного многогранника, и соответственно масса элементарной частицы, которую он представляет.
Среди множества частиц есть две относительно стабильные. Это электрон и протон.
Стабильность электрона определяется Законом сохранения количества осей симметрии, проявляющимся как закон сохранения лептонного заряда, и законом сохранения электрического заряда.
Логично предположить, что закон сохранения барионного заряда - есть проявление того же закона. У каждого из лептонов и мезонов имеется только один узел симметрии. Если есть многогранники, на которые может распасться частица с сохранением симметрии, и позволяет объем ее многогранника, то происходит ее распад.
Но, видимо, центров симметрии может быть более одного. Или в одном месте могут быть несколько центров симметрии и тогда, например, получаются усеченные многогранники - мезоны.
С этой точки зрения распад тяжелой частицы - есть изменение ее сложной симметрии, и приближение к простой симметрии легких частиц.
Исходя из этих посылок и полученных многогранников Пи- мезонов, попробуем получить структуру протона и нейтрона. Исходя из современных представлений, что нуклоны окружены виртуальными Пи-мезонами, а также, что протон и нейтрон легко превращаются друг в друга, сделаем предположение, что они имеют нечто единое, что в результате добавления многогранников - мезонов, собственно и определяет вид частицы - нуклона.
Ребра Пи - 0 и Пи +\- мезонов имеют одно общее число =5. Грани их представляют собой трех и четырехугольники. Предположим, что общая часть нуклонов- есть многогранник, составленный из правильных треугольников и квадратов со стороной = 5.
Рисунок 5. Гедра
Из полуправильных многогранников этим условиям отвечает так называемая «Гедра». Объем ее со стороной а определяется как сумма составляющих объемов.
V = a3 + 6*a3* v2+ 8* a3/(6*2*v2) +6* a3/2 (10)
При стороне а = 5, V = 1089,26;
Добавив к Гедре шесть кубов со стороной а=5 , получим следующую структуру.
Объем такой структуры определится как :
V = 7* a3 + 6*a3* v2+ 8* a3/(6*2*v2) +6* a3/2 (11)
При стороне а = 5, V = 1839,26; В данном случае, мы имеем частицу - протон, окруженную кубиками - виртуальными Пи+ мезонами. Стать полноценными мезонами им не позволяет размер, т.е. масса.
Рисунок 6. Протон
Масса нейтрона в свободном состоянии, как известно, больше массы протона. Простейший анализ атомарных весов по таблице периодической системы Д.И.Менделеева показывает, что в связанном состоянии - в ядре - масса нейтрона меньше массы протона и составляет 0,98ч0,99 от массы протона. При этом масса протона в ядре не меняется.
Попробуем объяснить, каким образом нуклоны связанны в ядре в единое целое, оставаясь при этом отдельными частицами. Если нуклоны в ядре имели бы соприкосновение вершинами, то такое соединение. видимо не имело бы большой жесткости, если же гранями, то можно предположить вероятность их «схлопывания» в одну частицу, или каким-то образом изменения их свойств. Жесткая конструкция, при сохранении собственной структуры, получается, если нуклоны имеют связь в ядре путем объединения ребер. Поскольку выступающие части многогранника - протона представляющие собой кубы, расположены под углом 90 градусов, то ответные грани выступающих частей нейтрона должны быть расположены так же. У Пи-0 мезонов, виртуально окружающих нейтрон, имеются грани - треугольники со стороной (?)=5. Видимо и соединение выступающих частей нейтрона приходится на грани треугольной формы.
Минимальное количество ребер необходимых для жесткого соединения двух многогранников (нуклонов) равно двум. Треугольных граней на Гедре - 8. Необходимо ли всем им иметь выступающие части? Нет, достаточно всего четырех, расположенных по вершинам вписанного в Гедру тетраэдра. Стороны такой усеченной пирамиды расположены под углами 90 є друг к другу, а внешняя сторона - правильный треугольник.
Рисунок 7. Нейтрон в ядре
При этом со всех шести сторон к нейтрону может быть присоединен протон двумя ребрами. Масса такой частицы определится как :
V = 7* a3 + 6*a3* v2+ 8* a3/(6*2*v2) +6* a3/2 + 4*( b3 -(a*v2)3)/6 . (12)
Здесь b = 10,5*v2; где 10,5 - длина грани от основания пирамиды со стороной b до вершины, спрятанной внутри Гедры. При а = 5, b=10,5 для нейтрона в ядре имеем:
V нейтр.связ.= 1831,54
В свободном состоянии, видимо, усеченные пирамиды будут стремиться к форме усеченного тетраэдра.
Рисунок 8. Усеченный тетраэдр
Объем усеченного теораэдра равен:
Vтетр.ус. =(v2)/12 * a3 - (v 2)/12 * b3: (13)
Приняв а = 12, b = 5, получим объем пирамиды (виртуального Пи-0 мезона) для нейтрона в свободном состоянии:
V ус.тетр.= (v2)/12 * a3 1 (v 2)/12 * b3 (14)
V ус.тетр.= 185,57
Масса нейтрона тогда определится как ;
V = a3 + 6*a3* v2+ 8* a3/(6*2*v2) +6* a3/2-(v2)/12 * a3 + (v 2)/12 * b3 (15)
V нейтр. своб.= 1844,92
Сведем полученные результаты в таблицу.
Таблица 5. Нуклоны
№ п\п |
Вид частицы |
Вид многогранника |
Длина Ребра |
Масса э.м. |
Объем |
Погрешность |
|
1 |
Протон |
Гедра + 6 кубов |
5 |
1836,14 |
1839,26 |
0,169 % |
|
2 |
Нейтрон свободный |
Гедра + 4 ус.пирамиды 90 є |
5+7 (10,5) |
1838,69 |
1844,92 |
0,339 % |
|
3 |
Нейтрон в ядре |
Гедра + 4 ус.пирамиды 60 є |
5+7 (12) |
1824,02 |
1831,54 |
0,412 % |
Согласно предлагаемой гипотезе, нуклоны в ядре будут связаны ребрами. При этом длина ребра усеченной пирамиды нейтрона, отходящей от Гедры, составляет около 7. Это на 2 больше, чем длина ребра выступающего куба протона. Таким образом, крайняя плоскость куба протона не достанет до Гедры нейтрона, и обе частицы сохранят свою структуру.
При распаде ядра, нейтрон оставляет четыре усеченные пирамиды, но они изменяют форму - превращаются в усеченные тетраэдры. Поскольку масса свободного нейтрона больше массы протона, то усеченные пирамиды опять преобразуются в кубы, и получается протон. При этом излишек вещества и отрицательный электрический заряд уносятся электроном и электронным нейтрино.
При разбивании протона в ускорителе о мишень он и частицы мишени распадаются на части - многогранники, ребра которых кратны длине ребра электрона. Поэтому массы получающихся частиц не образуют сплошной спектр значений, а подчинены определенной закономерности.
Тот факт, что все элементарные частицы в конечном счете (путем цепочек распада) превращаются (принимают форму) в правильные многогранники, или многогранники из них составленные, позволяет дополнить гипотезу 1 следующим утверждением :
Гипотеза 2 : Тела Платона являются первичными элементарными формами, из которых состоят (частично или полностью) элементарные частицы. Форма неправильного многогранника частицы (или его частей) стремится принять форму тела Платона. Форма хотя бы одного из многогранников частиц получаемых при распаде, более близка к форме тел Платона, чем исходная частица.
Автор не берется пока объяснить, что именно является определяющим: свойства собственно «элементарной» частицы, плоскости граней, ребра или вершины.
Возможно, что вышеприведенное дополнение к гипотезе надо свести к не форме самого многогранника, а к виду его граней. Возможно, что ребра представляют собой некие струны - свертки пространства. Возможно, основой частицы (определяющей форму) является ее некий узел симметрии, который надо считать истинно «элементарным». Все это требует дальнейшего осмысления.
3. СТРОЕНИЕ ЯДРА
Предположим, что структура ядра однозначно отражается в структуре электронных оболочек атома, которые физиками достаточно хорошо изучены. В принципе возразить на это предположение нечего. Но в тоже время автору неизвестна ни одна попытка, составить структуру ядра так, как дети собирают игрушечную пирамидку из кубиков, на основании знаний об электронных оболочках атома.
Попробуем сделать это сообразно полученным выше выводам, что нуклоны в ядре соединяются в трехмерном пространстве под углами 90є. Причем не могут быть присоединены друг к другу два протона или два нейтрона. Только протон к нейтрону. Именно поэтому в ядре необходимы нейтроны в количестве не меньшем чем количество протонов, хотя известно и одно исключение - He3.
С этой точки зрения ядро Дейтерия представляет собой простейшую пару нуклонов из которой строятся ядро любого атома (Рис. 10).
Размещено на http://www.allbest.ru/
n - p
Рисунок 10. Ядро Дейтерия
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 11.Ядро Гелия 4 (1 слой)
Как видим, первый сложный атом - Гелий, состоит из двух пар нуклонов первого слоя, которые лежат в одной плоскости (Рис.11).
Примем, что структура из двух пар нуклонов формирует S-структуру электронной оболочки атома. Мы также будем называть такую структуру из двух пар нуклонов - S-оболочкой ядра.
Очевидно, что прибавление еще одной пары нуклонов даст ядро Лития. Но прибавление этой пары происходит в S-оболочке второго слоя, которая находится рядом с S - оболочкой первого слоя.
1 слой
Размещено на http://www.allbest.ru/
2 слой
Рисунок 12. Ядро Лития
Для дополнительной жесткости в структуру ядра Лития добавляется лишний нейтрон. Дальнейшее усложнение структуры ядра достигается добавлением нуклонных пар в плоскости второго слоя ядра вокруг S-оболочки и полностью заполняется еще шестью парами нуклонов. Примем, что эти шесть пар - P - оболочка.
При этом добавление происходит как с лишними нейтронами так и без.
1 слой 2 слой
Рисунок 13. Послойная структура ядра Неона (1S2+ 2S2+ 2P6)
(Магическое число - 20)
Заметим, что S -оболочки находятся рядом друг с другом в соседних слоях.
1 слой 2 слой 3 слой
Рисунок 14. Послойная структура ядра Аргона (1S2+ 2S2 +2P6 + 3S2 + 3P6) (Магическое число - 40, во втором (или третьем) слое - дополнительно 4 нейтрона)
Очевидно, что следующая оболочка в слое будет состоять максимум из десяти пар нуклонов.
Рисунок 15. D-оболочка (10 пар)
Следующая в слое оболочка - F состоит из 14 пар нуклонов, расположенных также квадратом.
Назовем структуру ядра, состоящую из протон-нейтронных пар в общем количестве, равном номеру элемента Z в периодической системе Д.И.Менделеева, и входящих в оболочки ядра, основным ядром. Тогда нейтроны, число которых превышает номер элемента Z будем считать дополнительными нейтронами.
Очевидно, что дополнительные нейтроны могут присоединяться к основному ядру только с внешней стороны. Назовем места, к которым могут быть присоединены дополнительные нейтроны - вакансиями.
Как показано выше, нейтрон, входящий в атомное ядро, может иметь от 1 до 6 связей. Это в полной мере относится к основному ядру. Нейтроны имеющие количество связей k = 1 ч 6, будем обозначать N k.
Тогда дополнительный нейтрон может заполнить вакансию, снаружи основного ядра, и будет иметь от 1 до 3 связей. Аналогично, вакансии с количеством возможных связей k = 1 ч 3 будем обозначать W k. Полная энергия связи ядра атома является суммой всех связей основного ядра и заполненных вакансий.
Е св = Е ( У (N1-6))+ Е (У (W1-3)): (16)
Общее количество связей У (N 1-6) в основном ядре можно рассчитать по формуле
У (N 1-6) = N1+2* N2 +3*N3+4*N4+5*N5+6*N6 ; (17)
Произведем подсчет N k , W k , и У (N 1-6) для химических элементов, представленных в природе одним изотопом. Результаты сведем в таблицу.
Таблица 6. Вакансии и связи в ядрах атомов.
Z |
N1 |
N2 |
N3 |
N4 |
N5 |
N6 |
W1 |
W2 |
W3 |
У (N 1-6) |
||
1 |
H |
0 |
||||||||||
2 |
He |
2 |
4 |
|||||||||
4 |
Be |
4 |
10 |
12 |
||||||||
9 |
F |
2 |
5 |
1 |
1 |
18 |
3 |
28 |
||||
11 |
Na |
3 |
6 |
1 |
1 |
15 |
7 |
35 |
||||
13 |
Al |
2 |
7 |
2 |
2 |
15 |
8 |
45 |
||||
15 |
P |
1 |
8 |
3 |
1 |
2 |
20 |
5 |
1 |
55 |
||
21 |
Sc |
1 |
8 |
7 |
1 |
4 |
21 |
10 |
83 |
|||
25 |
Mn |
2 |
10 |
6 |
3 |
4 |
25 |
13 |
97 |
|||
27 |
Co |
2 |
11 |
6 |
4 |
4 |
27 |
14 |
105 |
|||
33 |
As |
3 |
12 |
8 |
3 |
7 |
27 |
19 |
131 |
|||
39 |
Y |
2 |
15 |
10 |
12 |
23 |
24 |
161 |
||||
45 |
Rh |
1 |
10 |
18 |
5 |
11 |
39 |
17 |
195 |
|||
53 |
I |
11 |
22 |
3 |
17 |
39 |
18 |
1 |
238 |
|||
79 |
Au |
3 |
20 |
20 |
7 |
29 |
39 |
39 |
355 |
|||
83 |
Bi |
3 |
20 |
24 |
3 |
33 |
35 |
43 |
375 |
|||
92 |
U 238 |
2 |
21 |
29 |
1 |
39 |
34 |
47 |
422 |
Заметим, что W2 для Au и Bi совпадает с количеством дополнительных нейтронов для ядер этих атомов.
С этой точки зрения, попробуем представить структуру ядра U 238.
Электронные слои Урана 238 представлены ниже.
Таблица 7. Электронные (ядерные) оболочки атома U.
1S |
2S |
2P |
3S |
3P |
3D |
4S |
4P |
4D |
4F |
5S |
5P |
5D |
5F |
6S |
6P |
6D |
7S |
|
2 |
2 |
6 |
2 |
6 |
10 |
2 |
6 |
10 |
14 |
2 |
6 |
10 |
3 |
2 |
6 |
1 |
2 |
Максимальное количество связей получается в варианте если из 54-х дополнительных нейтронов 47 заполняют вакансии с двумя связями, и 7 вакансии с одной связью. Максимальное количество связей в ядре U 238 равно 523 = (422+2*47+7). Если же заполнены будут все вакансии с одной связью, то минимальное количество связей равно 496 =(422+34+40); Примем, что реальное количество связей ядра атома U 238 лежит в интервале 496 ч 523.
Боковой вид на ядро Урана 238 послойно приведен ниже.
Рисунок 18. Боковой вид на ядро Урана 238 (в разрезе).
На рисунке видна явная несимметричность ядра Урана 238, которая проявляется при радиоактивном распаде в виде его несимметричного деления. На основании сделанного ранее предположения о структуре ядра, можно вывести количественное правило :
Гипотеза 3 : Максимальная масса ядра (в а.м.) изотопа любого элемента определяется как сумма удвоенного порядкового номера элемента и количества нейтронов, которые могут быть присоединены к внешним протонам в достроенных и недостроенных оболочках ядра по слоям снаружи или сбоку (без учета энергии связи).
Как видно из предложенных рисунков, атомное ядро в результате построения оболочек все больше напоминает Октаэдр. Если у ядра не будут появляться оболочки большие чем F оболочка, то полностью достроенный Октаэдр, будет иметь следующую структуру:
Таблица 8. Электронные (ядерные) оболочки элемента 120
1s |
2s |
2p |
3s |
3p |
3d |
4s |
4p |
4d |
4f |
5s |
5p |
5d |
5f |
6s |
6p |
6d |
7s |
7p |
8s |
|
2 |
2 |
6 |
2 |
6 |
10 |
2 |
6 |
10 |
14 |
2 |
6 |
10 |
14 |
2 |
6 |
10 |
2 |
6 |
2 |
Порядковый номер атома будет - 120, атомный вес 300-308. Скорее всего, атом будет относительно стабилен.
Образование следующих химических элементов будет происходить за счет дальнейшего увеличения массы ядра, что возможно только за счет дополнительной оболочки, которая видимо, будет строиться над оболочкой 5f, и будет состоять из 18 нуклонных пар. Назовем ее оболочкой 5b.
Таблица 9. Электронные (ядерные) оболочки элементов 121-138.
1s |
2s |
2p |
3s |
3p |
3d |
4s |
4p |
4d |
4f |
5s |
5p |
5d |
5f |
5b |
6s |
6p |
6d |
7s |
7p |
8s |
|
2 |
2 |
6 |
2 |
6 |
10 |
2 |
6 |
10 |
14 |
2 |
6 |
10 |
14 |
1 -18 |
2 |
6 |
10 |
2 |
6 |
2 |
В таблице на месте оболочки 5b указано 1-18, т.е. количество возможных нуклонных пар. После заполнения оболочки 5b, последует заполнение оболочек 6f, 7d, 8p, 9s, 6 b… и так далее по подобию.
Предложенная модель ядра атома прекрасно объясняет наличие «магических» чисел протонов и нейтронов. (2, 8, 20, 28, 50, 82, ...) Также предложенная модель объясняет возникновение «ротационного спектра» (т.е. факта вращения ядра как целого), необъяснимому в рамках «полевой» или квантовой теории. И безусловно, наглядно видна несферичность ядер в ротационной модели, предложенной Дж.Рейнуотером еще в 1950 г.
4. МАССА АТОМОВ
Исходя из предложенной выше модели атомного ядра, попробуем произвести расчет массы атомов.
Сегодня существует несколько более или менее точных (по достигаемым результатам) формул расчета масс атомов. Существенным для понимания строения атомного ядра стало в начале 20-го века открытие изотопов. В результате, сегодня общепринято, что ядра атомов любого химического элемента, могут быть неодинаковы и представляют собой изотопы с разной массой. При этом предполагается, что массы атомов одного изотопа абсолютно одинаковы. Сделаем предположение, что и массы изотопов могут быть неодинаковы и иметь разную массу в силу разной энергии внутренних связей нуклонов в ядре.
Попробуем вывести формулу массы ядра исходя из представлений о его строении, полученных выше.
Для начала выскажем очередные гипотезы :
Гипотеза 4 :
Предположение 1 : Энергия связи нейтрона с протоном в ядре может принимать несколько дискретных значений. Изотопы с одинаковым количеством протонов и нейтронов, но различной внутренней энергией связи нуклонов будем называть «Изостеры».
Предположение 2 : Массы изостер неодинаковы, разница масс изостер кратна разнице между дискретными значениями энергии одной протон-нейтронной связи.
Предположение 3 : Общепринятое значение массы изотопа является производной величиной и определяется различным соотношением (количеством) изостер.
Возможно, что уровней связи нейтрона в ядре несколько, но для простоты примем, что одна связь протон-нейтрон может принимать два значения.
Тогда связь с низким уровнем энергии будем называть а- связь (associate), а связь с большим уровнем энергии назовем с- связь (connect).
Попробуем определить их величины.
Полная энергия связи ядра атома U 238 вычисляется как разность между массой атома и массами , входящих в него нуклонов и электронов.
Е св. U 238 = M p * 92+ M n * 146 + M e * 92 - M U 238 (Мэв); (18)
Подставив значения, получим :
Е св. U 238 = 938,28 * 92+ 939,57 * 146 + 0,511 * 92 - 221638,56 ? 1 907,5 (Мэв); (19)
Общепринято, что энергия связи ядра есть сумма энергии кулоновского отталкивания зарядов протонов Е (к) и энергии сильного взаимодействия нуклонов Е (яд).
Примем, что для ядер Урана, величины этих энергий практически равны, что объясняет их радиоактивность и нахождение на границе стабильности ядер. Тогда скалярные значения энергии сильного (ядерного) взаимодействия и кулоновского отталкивания будут равны:
Е (к)U 238 = Е (яд) U 238 = Е св. U 238 /2 = 953,7 (Мэв) ; (20)
Энергия кулоновского отталкивания атома с порядковым номером Z будет являться суммой энергий отталкивания заряда r от заряда t, где r, t. - условные номера протонов с различным расположением в ядре:
Е (к) = У E(k)r-t ( r=1...Z ;t=1...Z); (21)
Энергия взаимодействия двух кулоновских зарядов пропорциональны величине произведения зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
(22)
где D - поправочный коэффициент.
Расстояние между нуклонами примем равным условной 1. Тогда R2 между протонами q j,k,l и q x,y,z определится как квадрат диагонали в трехмерном пространстве.
(23)
где j,k,l и x,y,z - условные декартовы координаты соответствующих протонов (1,2,3….).
Суммы кулоновской энергий для ядер атомов, при D=0,96385 приведены в Таблице 8.
Таблица 10. Энергия кулоновского отталкивания в ядрах.
Z |
|||
1 |
H |
0,00 |
|
2 |
He |
0,96 |
|
4 |
Be |
5,78 |
|
9 |
F |
21,20 |
|
11 |
Na |
31,95 |
|
13 |
Al |
45,05 |
|
15 |
P |
57,80 |
|
21 |
Sc |
102,52 |
|
25 |
Mn |
126,86 |
|
27 |
Co |
140,75 |
|
33 |
As |
193,13 |
|
39 |
Y |
260,45 |
|
45 |
Rh |
319,60 |
|
53 |
I |
427,16 |
|
79 |
Au |
742,60 |
|
83 |
Bi |
809,76 |
|
92 |
U 234 |
953,70 |
|
92 |
U 235 |
953,70 |
|
92 |
U 238 |
953,70 |
Заметим, что эти значения достаточно близки к значениям Е(k) в формуле Вайцзекера Е(k)=0,71 Z2A-1/3.
Предположение 4. С ростом количества нейтронов в ядре Z , кулоновские силы ослабляют силы ядерного взаимодействия и уменьшают величину протон-нейтронных связей в основном ядре.
Поскольку U238 находится на границе стабильности и легко распадается, сделаем предположение, что достаточно уменьшения энергии связи ядра на сравнительно небольшую величину, чтобы Кулоновские силы отталкивания превысили силы ядерного взаимодействия, что и приводит к распаду ядра.
Как было показано выше, общее количество связей ядра атома U238 лежит в интервале 496-523. Примем, что все его связи имеют значение энергии а -связи.
Тогда значение энергии одной а- связи Е (а) будет равно для крайних значений:
Е (а) 523 = 953,7 / 523 ? 1,825 (Мэв); (24)
Е (а)496= 953,7 / 496 ? 1,923 (Мэв); (25)
Остановимся на значении первой связи, выведенной в (24).
Тогда Е (с), т.е. энергию с - связи примем из анализа ядра атома Не 4.
Энергия связи Не 4 = 28,77 (Мэв); Количество связей - 4
У (N Не 4 ) = 2* N2 = 4; (26)
Тогда Е (с) = 28,77 / 4 = 7,19 (Мэв);
Энергия связи атома (изостеры) будет суммой энергий а-связей и с-связей.
Е св = У N(а)+ У N(c): (27)
Проведем анализ энергий связи ядра Дейтерия D2 :
Е св. D2 = M p + M n + M e - M D2 (Мэв); (28)
Как известно Е св. D2 = 2.2 (Мэв);
Поскольку Е св. D2 отличается от значения Е (а), сделаем предположение, что в действительности дейтерий D2 с атомной массой 1875,9755 Мэв является смесью изостер с массами 1870,659 Мэв и 1876,19 Мэв.
Разность масс между изостерами ДЕD2 = Е(с) -Е(а) при принятом допущении Е (с) =7,19 Мэв:
ДЕ =7,19-1,86 =5,36 (Мэв); (29)
Заметим, что отношение Е (с) / Е (а) = 7,19 / 1,825 ? 4;
Проведем анализ ядра атома фосфора P31. Обратим внимание, что ядро атома фосфора P31 имеет один дополнительный нейтрон и вакансии трех типов. Нахождение дополнительного нейтрона в разных вакансиях без учета изменения энергий связи основного ядра даст три варианта суммарной энергии связи ядра с разницей масс :
ДЕ =Е(а) = 1,825 (Мэв); (30)
На этом основании уточним :
Предположение 2 : Массы изостер неодинаковы, разница масс изостер кратна дискретному значению энергии одной протон-нейтронной связи, которая составляет ДЕ ? 1,8 -1,9 (Мэв);
Заметим, что эта величина близка к величине эффективного сечения реакции деления U 238 быстрыми нейтронами и величине средней энергии нейтронов деления.
Стоит обратить внимание еще на один момент. С ростом количества дополнительных нейтронов, казалось бы, ядра должны быть более стабильными. Что в принципе и наблюдается для ядер Урана. Но известен и другой эффект - с ростом числа дополнительных нейтронов ядра становятся более способны к Альфа-распаду. Объяснение может быть таким, что эти дополнительные нейтроны присоединяются к протонам внешних слоев 4f или 5f. Но именно эти протоны испытывают максимальные силы кулоновского отталкивания в ядре. Таким образом, для Альфа-распада им необходимо или «выдирать» нейтроны из своего слоя, или отсоединяться от ядра с внешним нейтроном, что по энергетике, должно быть предпочтительней.
5. СТРОЕНИЕ ПРОСТРАНСТВА
Естественным продолжением рассмотрения логически непротиворечивой структуры частиц была бы попытка дать также внутренне непротиворечивое объяснение наблюдаемым их свойствам и проявляемым при взаимодействии эффектам. Автор попытается это сделать в первую очередь привлекая философию как основу.
При этом автор сознательно опускает различные математические формулы. С одной стороны они и так весьма широко известны, с другой же стороны любая формула должна иметь простое физическое (материалистическое) объяснение, что называется «на пальцах».
Поскольку элементарные частицы существуют в окружающем нас трехмерном пространстве, то возможно четыре основных подхода к рассмотрению вопроса:
1. Все наблюдаемые свойства и эффекты определяются только структурой частиц. Т.е. пространство не участвует во взаимодействиях.
2. Все наблюдаемые свойства и эффекты определяются структурой частиц и структурой пространства, которые не имеют общих свойств.
3. Все наблюдаемые свойства и эффекты определяются структурой частиц и структурой пространства, которые имеют общие свойства или являются одним целым.
4. Все наблюдаемые свойства и эффекты определяются только структурой пространства, а частицы являются проявлениями (наблюдаемыми эффектами) этого пространства.
Третий и четвертый подходы, как заметим, довольно близки. И если первоначально физика элементарных частиц стояла на позициях первого подхода, то в настоящее время полностью стоит на втором. При этом полностью игнорируется фундаментальное противоречие существующих теорий: с одной стороны свойства частиц и их взаимодействие якобы определяются формирующим их полем, квантами которого они являются, а сами частицы - суть нематериальные и непространственные точки возмущения этого поля. С другой стороны утверждается, что частицы имеют сложную внутреннюю структура из кварков, глюонов и пр., что подразумевает некую пространственную протяженность, поскольку невозможно говорить о структуре объекта, не имеющего размеры.
Возможно, доля истины может найтись и при четвертом подходе, но более логичным автору кажется третий подход. На нем и остановимся.
«Движенья нет ! - Сказал мудрец упрямо. Другой смолчал, и стал пред ним ходить…». Философский вопрос, что же такое движение, как известно, ставили перед собой еще древние. Замечательные апории Зенона так и не дали на него ответа. Попробуем и здесь применить аналитический подход. Возможны только два принципиально различных подхода к понятию движение:
1. Движение происходит математически и физически непрерывно в каждой точке пространства. При этом расстояние между соседними точками стремится к нулю.
2. Движение происходит дискретно путем перемещения частицы в некие «квантованные» точки (области) пространства, в которых она может находиться. Расстояние между такими точками не равно нулю.
Наблюдаемые свойства частиц и физические эффекты («туннельный» и пр.) позволяют однозначно утверждать, что более правилен второй подход.
Теперь сделаем предположение, какие виды взаимодействия между частицами и пространством возможны. Представим, пространство в виде некой трехмерной структуры плотно заполненной условными «кластерами». Обратим внимание на то, что масса частицы пропорциональна энергии, а объем пропорционален массе. Т.е. изменение энергии ведет к изменению объема частицы. Распространим этот вывод и на кластеры.
Наделим кластер следующими свойствами -
Гипотеза 5 :
1. Изменение энергии кластера ведет к изменению его объема.
2. В пустом пространстве вдали от частиц, кластер имеет минимальную энергию и объем.
3. Кластер имеет векторную направленность и способен к трехмерному вращению. В пустом пространстве вдали от частиц, кластеры имеют хаотическую поляризацию.
4. В пустом пространстве вдали от частиц, расстояние между кластерами постоянно. Изменение объема одного кластера ведет к упругому смещению соседних кластеров.
5. Время реакции кластера на стороннее воздействие (поляризация, сдвиг) постоянно и проявляется в виде постоянства скорости света.
Исходя из принятых посылок :
Движение частицы - есть последовательное увеличение объемов кластеров по пути вектора импульса движения частицы.
Гравитация - взаимодействие двух кластеров. Поскольку масса частицы выражается как увеличение объема кластера, то соседние кластеры испытывают упругое смещение. В отсутствии гравитационного взаимодействия, это смещение имеет сферическое распределение и пропорционально квадрату расстояния до частицы. Гравитационное взаимодействие двух масс вызывает взаимное искажение в сферическом распределении упругого смещения соседних кластеров. При этом возникают нескомпенсированные силы, действующие в направлении соединяющем центры кластеров, что воспринимается как гравитационные силы.
Электрический заряд вызывает поляризацию кластеров - вращение вектора кластера таким образом, что вектор направлен на вызвавший поляризацию заряд. Поляризация одного кластера способна вызвать поляризацию соседних кластеров. Поскольку количество кластеров вокруг заряженной частицы растет пропорционально квадрату расстояния до нее (поверхность окружающей сферы) то с увеличением расстояния, величина поляризации уменьшается, что воспринимается как уменьшение напряженности электрического поля.
В отсутствии других зарядов, частица вызывает равномерную сферическую поляризацию расположенных рядом кластеров. Присутствие другой заряженной частицы (с её поляризацией) вызывает неравномерность сферической поляризации расположенных рядом с заряженной частицей кластеров. При этом возникают нескомпенсированные силы, действующие в направлении соединяющем центры кластеров, проявляющиеся как энергия импульса движения частицы в соседний кластер в направление соединяющем центры частиц, что воспринимается как электрическое поле.
Магнитный эффект - наблюдаемый эффект влияния движущегося электрического заряда на другой движущийся заряд.
.
Рисунок 19. Вращение поляризации окружающих кластеров при движении заряженной частицы.
На рисунке показано как движется заряженная частица е и как поворачиваются ей «вслед» вектора кластеров Е. Это круговое движение (вращение векторов поляризации кластеров) воспринимается как магнитное поле В.
Рисунок 20. Движение заряженной частицы в магнитном поле (в пространстве вращающихся кластеров)
Попадание в область пространства с вращающимися кластерами заряженной частицы приводит к отклонению её траектории (изменению вектора импульса движения), что воспринимается как взаимодействие электрического и магнитного полей. Хотя на самом деле, это воздействие на движение заряда эффекта вращения пространства, вызванного движением в пространстве другого заряда.
Таким образом, видна связь между электричеством и магнетизмом. На самом деле нет никакого магнитного поля (как нет и его носителей). Есть электрические заряды, которые изменяют свойства (поляризацию) окружающих их кластеров. С точки зрения классической физики единичный вектор поляризации кластера - есть электрический поток. А вращение этого вектора - магнитный поток.
Возникает вопрос - оказывают ли кластеры сопротивление движению частицы ?
Скорее всего, да оказывают. Тогда получает объяснение эффект притяжения проводников, по которым течет однонаправленный ток.
Рисунок 21. Параллельное движение однополярных зарядов.
Допустим, имеется однонаправленное движение двух однополярных зарядов q1 и q2. Движение первого заряда вызывает вращение кластеров 1 и 2. Движение второго заряда вызывает вращение кластеров 2 и 3. При этом кластер 2 испытывает воздействие двух встречнонаправленных сил вращения, что проявляется его вращением на угол меньший чем углы вращения кластеров 1 и 2. Торможение вращения кластера вызывает силу торможения движения частицы со стороны этого кластера. В итоге появляются боковые силы в направлении кластера 2. И наоборот встречное движение однополярных зарядов вызовет облегченное вращение кластера 2, по сравнению с кластерами 1 и 3, что вызовет появление боковых сил в направлении кластеров 1 и 3.
Эффект притяжения или отталкивания работает не только при прямолинейном движении зарядов. Поскольку магнитный поток постоянных магнитов обусловлен согласованным вращением электронов в атомах, то сонаправленное кольцевое движение электронов будет их притягивать, а встречнонаправленное - отталкивать, что воспринимается как силы магнитного взаимодействия.
Рисунок 22. Притяжение и отталкивание магнитов.
Электрический ток. Общеизвестно, что электрический ток возникает при условии нахождения в веществе «свободных» электронов (электронов проводимости). В обычных условиях эти электроны равномерно рассеяны по всему объему проводника. Возникновение потенциала на одном из концов проводника вызывает кулоновские силы, воздействующие на свободные электроны в проводнике. Допустим, что возникший потенциал имеет положительный заряд. Тогда часть электронов, близких к точке контакта, начинает двигаться по направлению к точке контакта. При этом, в области пространства, примыкающей к точке контакта, возникает недостаток электронов, что проявляется как положительный заряд, и вызывает поляризацию окружающих кластеров и кулоновское притяжение следующих электронов более далеких от точки контакта. Их сдвиг в направлении точки контакта, таким образом, распространяется от точки контакта вдоль проводника со скоростью передачи поляризации от кластера к кластеру. Аналогично, отрицательный потенциал на другом конце проводника, вызовет избыток электронов в точке контакта, поляризацию кластеров и кулоновские силы отталкивания электронов проводимости в области примыкающей к точке контакта в направлении от точки контакта. Это вызовет излишек электронов в объеме проводника сначала в области примыкающей к точке контакта, что воспринимается как отрицательный потенциал уже в проводнике, а затем через последовательную поляризацию кластеров, кулоновские силы отталкивания электронов более далеких от точки контакта. Поскольку движение электрона даже с небольшой скоростью вызовет объемное перераспределение зарядов и возникновение поляризации кластеров, которая вызовет силы кулоновского воздействия на близрасположенные электроны, то распространение такого сдвига будет происходить со скоростью поляризации кластеров, т.е. скоростью света. При равномерно распределенных в теле проводника электронах проводимости, плотность тока будет пропорциональна величине поляризации кластеров, действующей через сечение проводника. Изменяя величину и полярность электрического потенциала на одном конце проводника, получим бегущую волну изменения направления поляризации кластеров в теле проводника, т.е. получим (переменный) ток, текущий по одному проводу.
Движение фотона в пространстве.
Возможно два варианта движения («вспучивания) кластеров пространства по пути движения фотона.
Первый - когда «вспучивание» соседнего кластера происходит при полном «схлопывании» предыдущего кластера.
Второй - когда происходит «перетекание» объема фотона из кластера в кластер. При этом в определенные моменты времени фотон существует в нескольких кластерах и «размазан» в пространстве.
Рисунок 23. Последовательное «вспучивание» кластеров.
Парадокс массы. (в работе)
Отклонение света в гравитационном поле. Приведем очень образное объяснение предложенное академиком Г.И.Шиповым :
«Представим себе область трехмерного пространства, заполненного прозрачной однородной резиной. Пропуская луч света по различным направлениям внутри резины, мы увидим, что он распространяется всегда по прямой линии. Это модель плоского пространства или «абсолютного вакуума».
Поместим внутрь резины шарик из какого-либо твердого материала. В результате вблизи поверхности шарика возникнут неоднородности из-за вытеснения (сжатия) шариком части объема резины. Если теперь пропустить луч света вблизи поверхности шарика, то он будет распространяется по некоторой кривой из-за неоднородной плотности вблизи поверхности. В данном случае неоднородный кусок прозрачной резины моделирует искривленное пространство или возбужденный вакуум» (в виде упругого смещения кластеров - Б.И.). Добавить к этому просто нечего.
Замедление скорости света в веществе. Поскольку частицы вещества вызывают упругое смещение соседних кластеров, то на единицу объема свободного пространства в веществе и вне его приходится разное количество кластеров. Приняв скорость перехода фотона из кластера в кластер постоянной, получим, что на единице длины пути фотона в веществе он пройдет большее количество кластеров, что воспринимается как замедление скорости света в веществе. При выходе из вещества скорость движения фотона для внешнего наблюдателя возрастает до исходного значения, поскольку восстанавливается количество кластеров обычного пространства, проходимого за единицу времени. Кстати, сжимание кластеров в веществе прекрасно объясняет изменение импульса и частоты электромагнитной волны при прохождении через вещество.
Рисунок 24. Движение света в веществе и вне вещества.
С этой точки зрения движение частицы сквозь вещество со скоростью выше, чем скорость света в данном веществе, является принудительным «вспучиванием» соседних кластеров со скоростью выше, чем скорость передачи импульса соседнему кластеру, что проявляется в существовании в определенные моменты времени нескольких «вспученных» кластеров, что дает избыточный (по сравнению с объемом исходной частицы) объем, и энергию, которая выделяется в виде фотонов «черенковского» излучения.
Предложенная картина мироздания приводит к несколько нестандартным выводам, что фотон не является в общепринятом смысле квантом электромагнитного поля. Точнее фотон является овеществленным кластером т.е. кластером с ненулевой энергией. Поскольку свет может иметь поляризацию, то необходимо признать, что фотон также является носителем вектора поляризации кластера.
Кстати невозможность влияния на направление движения фотона ни электрическим, ни магнитным полями в обычном пространстве подтверждает вышеприведенное высказывание. Эффект Фарадея - вращение вектора поляризации света в магнитном поле - прекрасно объясняется влиянием вращения кластеров на проходящий по ним фотон.
Явление «телепортации». Под этим термином (по крайней мере в научной фантастике) подразумевается процесс внепространственного переноса физических тел в реальном пространстве. Эффект «телепортации», наблюдаемый в 1997 году австрийским физиком Антоном Цайлингером , есть изменения состояния одного связанного объекта, при изменении состоянии другого, наблюдаемый при значительном их удалении друг от друга. Т.е. наблюдается перенос не самих физически реальных объектов, а дистанционное изменение их свойств.
Подобные документы
Грань между органическими и неорганическими веществами. Синтезы веществ, ранее вырабатывавшихся только живыми организмами. Изучение химии органических веществ. Идеи атомистики. Сущность теории химического строения. Учение об электронном строении атомов.
реферат [836,2 K], добавлен 27.09.2008Размеры и масса атомов. Различие между понятиями "масса атома" и "относительная атомная масса". Сопоставление массы атомов химических элементов путем сравнения значений относительных атомных масс. Способы нахождения значений относительной атомной массы.
разработка урока [16,0 K], добавлен 02.10.2014Атом как мельчайшая частица элемента, характеристика его структуры. Сущность и главные этапы развития науки о строении атома. Квантовая теория света. Основные положения современной концепции строения атома. Волновое уравнение Шредингера. Квантовые числа.
презентация [744,7 K], добавлен 22.04.2013Химическое строение - последовательность соединения атомов в молекуле, порядок их взаимосвязи и взаимного влияния. Связь атомов, входящих в состав органических соединений; зависимость свойств веществ от вида атомов, их количества и порядка чередования.
презентация [71,8 K], добавлен 12.12.2010Теория строения атома: микрочастица и волна. Явление дифракции электромагнитного излучения и волновая природа атома: подтверждение гипотезы де Бройля. Уравнение Шредингера и волновая функция. Физическая основа структуры периодической системы элементов.
курс лекций [120,0 K], добавлен 09.03.2009Формулировка периодического закона Д. И. Менделеева в свете теории строения атома. Связь периодического закона и периодической системы со строением атомов. Структура периодической Системы Д. И. Менделеева.
реферат [9,1 K], добавлен 16.01.2006Определение количества вещества. Вычисление молярной массы эквивалента, молярной и относительной атомной массы металла. Электронные формулы атомов. Металлические свойства ванадия и мышьяка. Увеличение атомных масс элементов в периодической системе.
контрольная работа [130,2 K], добавлен 24.04.2013Характеристика строения атома. Определение числа протонов, электронов, нейтронов. Рассмотрение химической связи и полярности молекулы в целом. Уравнения диссоциации и константы диссоциации для слабых электролитов. Окислительно-восстановительные реакции.
контрольная работа [182,3 K], добавлен 09.11.2015Первые представления о строении вещества. Доказательство реальности существования атомов. Открытие периодической системы химических элементов Менделеевым. Классификация элементарных частиц: лептоны, адроны, мезоны, фотоны, кварки. Взаимодействия частиц.
реферат [28,1 K], добавлен 10.01.2014Основные положения теории пространственного строения. Схема образования связывающей и разрыхляющей молекулярных орбиталей. Колебание молекул - один из основных видов внутримолекулярного движения, при котором происходит периодическое изменение ядер атомов.
курсовая работа [554,4 K], добавлен 23.08.2011