Теория твёрдого эфира и физическое мировоззрение

34

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теория твёрдого эфира и физическое мировоззрение

Гусев Евгений Викторович

Введение

Данная работа является сокращенным и переработанным вариантом депонированной рукописи "Теория твёрдого эфира и физическое мировоззрение" [ 1 ], попыткой втиснуть в размеры журнальной статьи доказательство целого мировоззрения.

О существовании эфира писали еще древнегреческие философы, но научное обоснование впервые гипотеза получила в работах Гримальди и Гюйгенса. Гипотезу твёрдого эфира первым предложил Гук. В трудах Юнга, Френеля, Фарадея, Максвелла, Лоренца, Лармора и многих других известных ученых она получила дальнейшее развитие. Среди отечественных учёных сторонниками теории эфира были: Ломоносов, Эйлер, Умов и ряд других известных учёных. Данная работа является дальнейшим развитием теории твёрдого эфира. На основании накопленных к настоящему времени опытных и экспериментальных данных, в ней по аналогии доказывается: эфир находится в твёрдом состоянии, состоит из отдельных частиц - амеров и имеет структуру алмаза; амеры, в свою очередь, имеют сложное строение. В работе выясняется причина квантования энергии электромагнитных волн, природа шести элементарных частиц, природа волн де Бройля, находится ряд зависимостей и соотношений между физическими величинами, проводится численная проверка философских и теоретических представлений, а также рассматривается ряд других вопросов.

В данной работе применён метод доказательства по аналогии [3]. Схема доказательства по аналогии такова: исследуемый предмет, вероятно, имеет ещё один признак Х, поскольку остальные известные признаки этого предмета сходны с признаками другого предмета, обладающего, кроме того и, признаком Х. Применяя доказательство по аналогии необходимо помнить, что вывод, полученный посредством аналогии, даёт лишь вероятностное знание. Аналогия только наводит на догадки относительно ещё не изученных признаков предмета. Но эти догадки при условии полной аналогии имеют известную доказательную силу. При оценке степени вероятности умозаключения по аналогии в логике принимают в расчёт ряд следующих условий:

1) чем больше известно общих свойств (Р₁, .... Рn) у сравниваемых предметов, тем выше степень вероятности вывода по аналогии;

2) чем существеннее найденные общие свойства у сравниваемых предметов, тем выше степень вероятности;

3) чем глубже познана взаимная закономерная связь сходных черт, тем вероятнее вывод, тем ближе к достоверности;

4) если предмет, в отношении которого мы делаем умозаключение по аналогии, обладает каким-нибудь свойством, не совместимым с тем свойством, о существовании которого мы умозаключаем, то общее сходство не имеет никакого значения.

В ряде случаев имеющихся опытных данных недостаточно, чтобы по отдельным свойствам провести аналогию. Поэтому с целью более полного понимания физических процессов проведён логический анализ. Анализ проводился методами молекулярно кинетической теории. С этой целью строилась модель среды. В основу анализа были положены законы механики. С целью упрощения анализа в статическом случае был применён закон Гука, в динамическом случае использовался принцип Гюйгенса - Френеля. Материальная среда рассматривалась как система взаимодействующих частиц. Изменение положения одной из них ведёт к изменению состояния других частиц. Развивающийся динамический процесс в среде рассматривался, как последовательная передача импульса и энергии от одной частицы к другой через взаимодействие (по эстафете).

В работах подобного рода ошибки неизбежны. По опыту, где умозаключение делается по аналогии, вероятность ошибки меньше, чем там, где проводится логический анализ.

1. Природа света и электромагнитных волн

С целью выяснения природы электромагнитных волн (света) проведём аналогию между звуковыми волнами и светом по существенным признакам. С целью учёта количества используемых признаков будем их нумеровать, обозначая признак символов П, за которым следует номер признака.

П.1. При неизменных физических условиях волновой процесс развивается с постоянной скоростью.

П.2. Скорость распространения звука и света зависит от состояния среды, плотности и упругих свойств.

П.3. Явление интерференции.

П.4. Явление дифракции.

П.5. Преломление звуковых и электромагнитных волн при прохождении через границу сред с разными показателями плотности и упругости.

П.6. Прямолинейность распространения в однородных изотропных средах.

П.7. При распространении звука и света наблюдается эффект Доплера.

П.8. Волновой процесс можно характеризовать длиной волны, частотой колебаний, амплитудой.

Все перечисленные признаки свойственны звуку и свету. Но звуковые волны - это физический процесс последовательной передачи импульса и энергии от одной области вещественной среды к другой области, от одного атома или молекулы через взаимодействие по эстафете к другому атому или молекуле. Для осуществления этого процесса необходима упругая материальная среда. Без среды звук распространяться не может. По аналогии умозаключаем, что, вероятно, и для существования электромагнитных волн, света необходима материальная среда - эфир. Иного детерминированного объяснения природы электромагнитных волн (света) и свойств, присущих им, в настоящее время нет.

В жидких и газообразных средах распространяются продольные звуковые волны. В твёрдых вещественных средах распространяются поперечные звуковые волны.

П.9. Электромагнитные волны являются поперечными.

П.10. При распространении поперечных волн наблюдается явление поляризации.

По аналогии заключаем, что, вероятно, эфир находится в твёрдом состоянии. Ко всем этим выводам пришли Френель и Юнг ещё в начале 19-го века. Ими и их последователями была разработана теория оптических явлений, которую и в настоящее время мы используем в практических целях. По просьбе астрономов Френель рассмотрел явление аберрации света и дал ему объяснение с позиции твёрдого эфира. Из анализа этого явления он сделал вывод, что Землёй эфир не увлекается.

В рамках теории эфира не было объяснено явление квантования энергии электромагнитных волн. Но, как известно, Френелю и Юнгу это явление не было известно. Явление квантования было теоретически открыто Планком в конце 19-го столетия. Анализ физического процесса распространения электромагнитных волн с позиции твёрдого эфира привёл меня к выводу, что причиной квантования энергии является дискретность эфира. Для эфира постоянную Планка, исходя из анализа передачи импульса и энергии от одного амера другому через взаимодействие между амерами, можно выразить зависимостью:

h = C d m_a = d m_a, (1.1)

где h - постоянная Планка;

C - скорость света;

d - расстояние между соседними амерами;

m_a - масса частицы эфира - амера;

G - модуль сдвига;

- плотность эфира

В дальнейшем, исходя из соображений, изложенных ниже, пришёл к выводу, что масса амера в первом приближении, но с большой точностью, равна массе покоя протона m_p, а расстояние между амерами равно комптоновской длине волны протона _Kp. Последнее означает, что длина электромагнитной волны изменяется с дискретным шагом, равным_Kp. Из изложенного можно записать:

h = C d m_a = C _Kp m_p (1.2)

Зависимость h= C _Kp m_p известна, но изложенные соображения несут обобщения и вносят новый философский смысл.

Под квантом света мы понимаем минимальную порцию энергии, которую может нести электромагнитная волна, длина которой равна . Квант света, иначе фотон, в теории эфира представляется как локализованное в пространстве энергетическое образование, движущееся прямолинейно со скоростью света. Область локализации представляет эллипсоид вращения, вытянутый в направлении вектора Е. Диаметр области локализации в плоскости перпендикулярной вектору E, равен длине волны.

Известно, что звуковые волны в кристаллах также квантуются. Квант звуковых волн называют фононом. Для фонона можно записать аналогичную зависимость: h = V_зв d m_a, где h - постоянная квантования; V_зв - скорость звука в среде; m_a - масса атома; d - расстояние между атомами. Из развиваемых представлений следует, что для каждой материальной среды, находящейся в кристаллическом состоянии постоянная квантования h имеет своё фиксированное значение и зависит от физических условий, в которых находится среда, её физических свойств и структуры. Квантование энергии электромагнитных и звуковых волн выделим, как общий признак.

П. 11. Квантование энергии волновых процессов в твёрдом теле.

2. Природа электромагнетизма

2.1 Модель эфира

В случае модельных представлений на первом месте находятся модель, образ и основополагающие законы, с помощью которых мы пытаемся объяснить физические явления. Согласно изложенному выше, эфир является материальной средой, находящейся в твёрдом состоянии и образованной дискретными, взаимодействующими между собой частицами. Вероятно, что эфир имеет кристаллическую решётку, тип которой нам предстоит выяснить.

В вещественных средах взаимодействие между атомами осуществляется посредством электромагнитных полей со скоростью света. Скорость же передачи импульса и энергии от атома к атому определяется упругими и инерционными свойствами среды, и она равна скорости звука. По аналогии можно сделать заключение, что, вероятно, взаимодействие между частицами эфира имеет неэлектромагнитную природу и осуществляется со скоростью, превосходящей скорость света на несколько порядков. Если ориентироваться на расчёты Лапласа, возможно, в 10⁵ 10⁶ раз.

Будем полагать, что частицы эфира - амеры закреплены в узлах кристаллической решётки и при малых деформациях не могут покидать их. Возможен только сдвиг их от положения равновесия. Будем полагать, что амеры обладают инертными свойствами. В основу анализа положим законы механики, закон сохранения энергии и импульса. Эти представления, по ходу дела, будут дополняться другими свойствами.

2.2 Историческая справка

Известно, что Фарадей, в отличие от большинства современников, придерживался концепции близкодействия. Но в трудах Фарадея не было ни одной математической формулы, и большинство современников не принимало всерьёз его теоретических построений. Для них он был гениальным экспериментатором, добытчиком фактов. Максвелл оценил всю глубину и плодотворность фарадеевских физических представлений и облёк их в математическую форму. Уравнения электромагнитного поля он записал в скалярной, векторной и квантернионной формах. Современный вид они приобрели в результате трудов Хевисайда, Лоренца и ряда других известных учёных.

Представления Максвелла менялись. Сначала он придерживался жидкой модели эфира. Затем отметил, что гидродинамическая модель оказывается способной выразить существо фарадеевской концепции, но получается нечто большее, и перешёл к твёрдой модели эфира. В процессе работы у Максвелла появился удачный термин - электромагнитное поле. В последних работах, дав определение этому термину, он пользовался им, упуская упоминание об эфире, но в самом начале трактата писал, что среда необходима. Своё решение Максвелл мотивирует тем, чтобы не мешать развитию теории электромагнетизма моделями, которыми он пользовался в процессе анализа и в которых сам сомневался. Это верно, а всё остальное исключает.

Максвелла можно понять, недостаточность опытных и экспериментальных данных, недостаточный уровень развития теории материальных сред не давал ему возможности ответить на целый ряд вопросов, связанных с теорией эфира. Ситуацией в науке воспользовались сторонники иного мировоззрения. Игнорируя всю плодотворность теории эфира заявили, что если из теории эфира не удалось вывести законы электромагнетизма, то это и невозможно сделать, что эфир не существует. Покажем, что из приведённой модели эфира законы электромагнетизма выводятся.

2.3 Электростатика

По статике имеется депонированная рукопись “Статика твёрдых материальных сред. Электростатика” [ 2 ]. В данной работе только покажем, из каких соображений и каким методом выводятся законы электростатики. Поступим следующим образом: выведем эаконы статики для вещественной среды, имеющей безграничную протяжённость в трёх измерениях, и сопоставим их с законами электростатики.

Допустим, что в какой-то элементарной области V₀ вещественной среды радиусом r₀ действует равномерно распределённое по шаровой поверхности S₀ давление p, суммарная величина давления на поверхность S₀ равна F₀ и имеет размерность силы, F₀=pS₀. Под действием сил давления p кристаллическая решётка деформируется, в результате чего возникает поле деформаций, поле напряжений и в среде запасается потенциальная энергия. Нам представится два случая: сила давления действует от центра области V₀, и сила давления действует к центру области V₀. В первом случае давление на поверхность S₀ обозначим символом «+F₀», во втором - «- F₀». В первом случае будет иметь место деформации сжатия среды, а во втором - растяжения. В вещественных средах такие случаи имеют место. Междуузельный атом создаёт деформацию сжатия, а вакансия - растяжения.

Под действием давления F₀ среда деформируется и возникают распределённые определённым образом поле напряженй и поле деформаций. Силу, действующую на единичную площадку, перпендикулярную силе, называют нормальным напряжением и обозначают символом . Напряжение - векторная величина, имеет направление силы. Если мы в произвольной области деформированной среды возьмём площадку S, перпендикулярную вектору напряжения, то на неё будет действовать сила, равная произведению площади на величину напряжения: . В статическом случае, согласно третьему закону Ньютона, она должна быть уравновешена равной по величине и противоположно направленной силой противодействия со стороны более удалённых слоёв среды от области V₀. Последнее означает, что силы давления р со стороны области V₀ расходятся при удалении от V₀ , сохраняя свою суммарную величину F₀, распределяясь по всё большей шаровой поверхности. Величина вектора напряжения в любой точке пространства определится зависимостью: . Из этих соображений сразу можно записать:

(2.1)

Таким образом, в однородной изотропной среде параметры поля напряжения определены в любой точке пространства. Согласно теории упругости потенциальная энергия i-той точки пространства в объёме V равна:

, (2.2)

где Е - модуль упругости среды.

Интегрируя энергию поля по всему пространству от до области V₀ радиусом r_o, где действует давление F₀, находим энергию поля, запасённую средой под воздействием давления F₀.

(2.3)

Заметим, что в случае дискретности среды никаких проблем с бесконечностями не возникает.

Вычислим потенциальную энергию поля напряжения от двух источников деформации F₀₁ и F₀₂, расположенных на расстоянии а друг от друга. С этой целью вычислим величину суммарного вектора напряжения среды в i-ой точке пространства, создаваемого источниками напряжения. Затем находим энергию поля напряжения в i-ой точке пространства в элементарном объёме V. Интегрируя энергию поля по всему пространству, исключая области V₀₁ и V₀₂ радиусами r₀₁ и r₀₂, где действуют давления F₀₁ и F₀₂, получаем:

(2. 4)

Первые два слагаемых представляют энергию поля напряжения источников F₀₁ и F₀₂, если бы они были удалены друг от друга на бесконечно большое расстояние. Эта энергия независимо от знака силы всегда положительна. Третий член учитывает добавку энергии поля от расстояния между источниками. Он положителен и вызывает силу отталкивания, когда источники имеют один знак, и отрицателен и вызывает силу притяжения, когда источники имеют разные знаки. Продифференцировав последнее выражение по расстоянию а между источниками деформации, найдём величину силы взаимодействия между ними.

(2.5)

Мы вывели зависимость для вещественных сред. С позиции теории твёрдого эфира вывод законов электростатики полностью тождественен. Развитие теории упругости и теории электричества шло различными путями с различных исходных позиций. Ими решались различные задачи с различных точек зрения. Различные представления, различная терминология, различные обозначения величин. Поэтому сопоставим и выясним с позиции теории эфира, какой смысл несут электрические величины. Очевидно, что величина диэлектрической проницаемости вакуума в теории эфира имеет смысл величины обратной модулю упругости , 1/. Напряжённость электрического поля Е соответствует , E . Электрическая индукция D имеет смысл относительной деформации , D. В теории электричества сила, деформирующая эфир, не вводится. Вместо этого вводится понятие электрического заряда q, которое в теории эфира соответствует понятию относительной объёмной деформации (q) и имеет размерность м². Подставляя в выражение (2.5) соответствующие обозначения электрических величин, получим закон Кулона.

; (2.6)

; (2.7)

, (2.8)

где - плотность заряда.

Таким образом основополагающие законы электростатики, исходя из теории упругости выведены. Все остальные закономерности электростатики выводятся методами, аналогичными тем, которые использовались в теории электричества.

Соберём признаки.

П.11. В монокристаллах вещественных сред существуют два вида точечных дефектов, создающих два вида полей напряжений. Существует два вида электрических зарядов, создающих два вида электрических полей.

П.12. Распределение напряжённости полей в пространстве от точечных дефектов и от электрических зарядов подчиняется одним законам.

П.13. Дефекты в монокристалле взаимодействуют между собой по тем же законам, что и электрические заряды.

Вероятно, что эфир находится в монокристаллическом состоянии, заряд является дефектом эфира, а электрическое поле является полем напряжения эфира.

2.4 Электродинамика

В твёрдом теле атомы закреплены в узлах кристаллической решётки и при малых деформациях не могут их покидать. Под воздействием сил напряжения они могут только смещаться от положения равновесия. При снятии сил напряжения они возвращаются в своё исходное положение под действием сил напряжения.

Рассмотрим динамический процесс в твёрдом теле в простейшем виде. Допустим, что в какой-то области V твёрдого тела, имеющего неограниченную протяжённость в трёх измерениях, приложен импульс силы P = F t. Под действием силы среда будет деформироваться, и в ней возникнут поле деформаций , поле напряжений и поле скоростей смещения атомов V. Деформация среды пропорциональна напряжённости, . Скорость распространения фронта деформаций зависит от упругих и инертных свойств среды. Инертные свойства среды определяются её плотностью . Упругие свойства среды зависят от направления распространения возбуждения относительно линии действия силы. По линии действия силы действует модуль упругости первого рода E. В плоскости, перпендикулярной силе, действует модуль сдвига G, по величине он меньше модуля Е. Следовательно, возбуждение в твёрдом теле в разных направлениях от точки приложения силы будет распространяться с разной скоростью. Вдоль линии действия силы F она будет больше, а в направлениях, перпендикулярных силе, она будет меньше. Мгновенная картина фронта поверхности возбуждения будет представлять эллипсоид вращения, вытянутый вдоль линии действия силы. Если сила действует бесконечно долго, то фронт деформации будет распространяться и дальше, захватывая всё новые и новые области пространства, пока силы противодействия среды не уравновесят силу действия. Скорость деформации и скорость смещения атомов в начальный момент времени будут наибольшими. По мере распространения фронта деформаций в среде они будут убывать, стремясь к нулю.

Если действие силы прекратится, то от точки приложения силы будет распространяться фронт, возвращающий атомы в исходное положение под действием сил упругости. В конкретном случае атомы проскочат положение равновесия и будут продолжать смещаться в противоположном направлении, пока энергия атомов не перейдёт в потенциальную энергию смещения. После этого атомы снова будут возвращаться в положение равновесия и остановятся. В период колебания будет формироваться в плоскости, перпендикулярной силе, фронт поперечной волны, который и унесёт энергию возбуждения из области действия силы со скоростью . В направлении действия силы будет наблюдаться колебательный процесс. В области пространства, расположенной в направлении действия силы от плоскости, проведённой через точку действия силы и перпендикулярной вектору силы, будет иметь место деформация сжатия. В противоположной области - деформация растяжения. Вдоль действия силы атомы будут смещаться по прямой линии. В плоскости, проходящей через точку приложения силы и перпендикулярной силе, атомы в период динамического процесса опишут круговую траекторию. В других областях траектория смещения атомов будет иметь вид эллипса, меняющегося от окружности до прямой.

В произвольной области пространства V_i кинетическая W_к и потенциальная W_п энергия, запасённые в ней, соответственно равны:

W_кV; W_п V, (2.9)

где - плотность среды; V - скорость смещения атомов;

- напряжённость среды; Е - модуль упругости.

Здесь мы отметим особенность динамического процесса в твёрдом теле. Только изменение величины напряжения в области пространства во времени вызывает разгон атомов и создаёт поле скоростей смещения атомов. И наоборот, изменение скорости смещения V вызывает изменение напряжённости среды. Эти представления полностью соответствуют фарадей-максвелловской концепции в теории электричества.

Изложенные представления можно выразить в математических символах. При выводе зависимостей используем законы механики, закон сохранения энергии и импульса. Мне удобнее проводить анализ, используя векторы скоростей смещения частиц. В теории электричества принято считать, вероятно, исходя из методов визуализации электрических и магнитных полей, что вектор электрического поля направлен вдоль линий диэлектрической пыли, помещённой в электрическое поле, а вектор магнитного поля направлен вдоль линий железных опилок, помещённых в магнитное поле. В первом случае направление вектора напряжённости электрического поля совпадает с линиями опилок, во втором вектор напряжённости магнитного поля перпендикулярен вектору скорости смещения. Чтобы у нас получилось совпадение выводимых зависимостей из теории упругости с зависимостями электромагнитного поля, поступим следующим образом: будем считать, что вектор динамического напряжения среды в произвольной точке пространства равен векторному произведению единичного радиус-вектора , проведённому из точки возбуждения в рассматриваемую область пространства, на скорость смещения атомов в этой области:

.

По определению ротор есть отношение циркуляции вектора физической величины по замкнутому контуру к площади этого контура при стремлении площади контура к нулю. В статическом случае в твёрдой материальной среде ротор всегда равен нулю. В динамическом случае, когда скорость распространения возбуждения имеет конечную величину, он имеет значение, отличное от нуля. Тогда ротор в твёрдом теле будет равен:

(2.10)

Последнее означает, что изменение по замкнутому контуру S равно изменению относительной деформации по времени в площадке S.

Ротор от напряжённости среды означает изменение силы по замкнутому контуру S. Оно равно скорости изменения импульса по времени:

(2.11)

Вывод законов электродинамики из теории эфира аналогичен приведённому. Поэтому в полученные выражения подставим соответствующие обозначения электрических величин, сохраняя смысл, полученный из теории упругости.

Плотность соответствует магнитной проницаемости вакуума; .

Напряжённость среды соответствует напряжённости электрического поля Е; Е.

Произведение единичного радиус вектора на скорость смещения соответствует напряжённости магнитного поля;

.

- в теории электромагнетизма имеет смысл магнитной индукции;

.

- соответствует электрической индукции D; .

Заменяя обозначения величин в теории упругости соответствующими обозначениями электрических величин, получим уравнения электромагнитного поля.

(2.12)

(2.13)

div (2.14)

В первое уравнение можно добавить ещё одно слагаемое j, когда мы имеем дело с электрическим током. В рассматриваемом случае он равен нулю.

(2.15)

Если идти дальше, пользуясь выводами, изложенными ниже, можно получить полные представления об электромагнитных явлениях из теории эфира и теоретически вывести все зависимости электромагнетизма. Данная работа не преследует целью детального рассмотрения частных вопросов. Главное показать, что из теории эфира следует объяснение и вывод основных положений теории электричества.

Таким образом, основные положения электромагнетизма из теории твёрдого эфира выводятся. Представления, полученные из теории эфира, соответствуют фарадей-максвелловской концепции и современным представлениям теории электромагнитного поля. С позиции теории эфира уравнения электростатики и электродинамики, в общем, правильно отражают физические процессы, но не полно. Теорию электричества можно существенно дополнить и откорректировать. Остановимся только на одном случае. В теории электромагнетизма везде фигурирует одно значение диэлектрической проницаемости вакуума и одна скорость распространения сигнала С. В то время, как из теории твёрдого эфира следует два модуля упругости и две скорости передачи возбуждения. Одна скорость - скорость передачи возбуждения в направлении, перпендикулярном вектору Е. Она равна скорости распространения поперечных волн, скорости света. Другая скорость - скорость передачи возбуждения от источника вдоль линии направления вектора Е.

Этот процесс может наблюдаться в виде привязанного к источнику колебательного процесса. Скорость передачи возбуждения в этом случае будет значительно превышать скорость света, если ориентироваться на германий - в два раза. О таких процессах в теории электромагнетизма не имеется упоминаний, т.е. имеются существенные отличия выводов теории эфира от выводов теории электромагнитного поля.

Эти противоречия должен разрешить эксперимент. Если окажется, что в направлении вектора Е возбуждение распространяется со скоростью света, то необходимо корректировать модель эфира. Последнее довольно затруднительно, поскольку выбор модели эфира связан с целым рядом признаков. Если скорость передачи возбуждения по линии действия вектора Е окажется выше скорости света, то это будет прямым подтверждением теории эфира. Есть основания полагать, что последнее подтвердится.

Имеются сообщения, что наблюдаются электромагнитные явления, которые не могут объяснить специалисты в области теории электромагнитного поля. По продольным электромагнитным волнам имеются сообщения, что эксперименты проводятся ещё с семидесятых годов и имеются диссертации и публикации.

3. Природа элементарных частиц

3.1 О природе вещества

Вопрос о природе вещества стоял и раньше. Одно время особо популярна была вихревая теория атомов В. Томсона. В теории твёрдого эфира были большие затруднения. Какова природа вещества и каким образом твёрдая Земля движется через чрезвычайно твердый и упругий эфир - эти вопросы оставались открытыми. Рассматривая явление аберрации света, Френель пришёл к выводу, что Землёй эфир не увлекается.

Максвелл, рассматривая явления электромагнетизма, предвосхитил свойства электрона, не зная о его существовании. Но все попытки выяснить природу вещества в те времена были преждевременны. Для этого не был накоплен экспериментальный и теоретический материал. Такая возможность появилась в середине тридцатых годов 20 столетия, когда были открыты элементарные частицы и выяснены их свойства.

3.2 Природа протона и антипротона

В кристаллах атомы, составляющие твёрдое тело, занимают определённые положения, которые называются узлами кристаллической структуры. Причём эти структуры таковы, что расположения частиц в них соответствуют периодическому повторению определённого узора в трёх измерениях. В идеальном монокристалле при нулевой температуре частицы находятся в узлах кристаллической решетки. При повышении температуры отдельные атомы под воздействием тепловых колебаний покидают своё положение и переходят в междуузлие. При этом образуются два точечных дефекта. Процесс образования и исчезновения точечных дефектов динамический. Распределение частиц в пространстве при термодинамическом равновесии определяется известной зависимостью:

n = n₀ exp(-U/kT), (3.1)

где n - число точечных дефектов в единице объёма;

n_{0 -} число частиц в единице объёма;

U - работа, которую необходимо совершить, чтобы образовать дефект;

k - постоянная Больцмана;

T - абсолютная температура среды.

Сопоставим признаки, присущие точечным дефектам и элементарным частицам: протону и антипротону.

П.16. Точечные дефекты в монокристаллах (междуузельный атом и вакансия) рождаются и исчезают парой и только парой. Протон и антипротон рождаются и исчезают парой и только парой.

П.17. Для образования дефектов необходима энергия. При исчезновении вакансии и междуузельного атома выделяется энергия в виде звуковых волн, процесс может сопровождаться рождением дырок и свободных электронов, а также электромагнитным излучением. Для рождения протона и антипротона необходима энергия. При исчезновении их энергия выделяется в виде электромагнитных волн и может сопровождаться рождением электрона и позитрона и других частиц.

П.18. Междуузельный атом образует вокруг себя поле напряжения сжатия, а вакансия - поле напряжения растяжения. Протон образует вокруг себя поле положительного заряда, а антипротон - поле отрицательного заряда.

П.19. Дефекты в монокристаллах между собой взаимодействуют посредством полей напряжения. Междуузельный атом и вакансия притягиваются. Дефекты одного типа отталкиваются. Протон и антипротон притягиваются, взаимодействие между собой частиц одного типа ведет к отталкиванию.

П.20. Атомы в монокристаллах закреплены в узлах кристаллической решётки и не могут их покидать. Дефекты же приобретают подвижность и под воздействием полей напряжения и температурных полей в кристалле передвигаются. Протон и антипротон подвижны.

П.21. Точечные дефекты в кристаллах являются довольно устойчивыми образованиями и существуют довольно длительное время. Протон и антипротон являются устойчивыми образованиями.

П.22. Покоящаяся в кристалле вакансия и междуузельный атом не создают вокруг себя поля скоростей смещения атомов. Протон и антипротон имеют относительно небольшой магнитный момент, что можно объяснить движением частиц в эфире и методами измерения магнитного момента частиц.

П.23. Междуузельные атомы и вакансии обладают инерцией. Протону и антипротону присущи инертные свойства.

Исходя из признаков П.16 П.23 можно заключить, что, вероятно, протон и антипротон являются точечными дефектами в эфире, а эфир имеет монокристаллическое строение. Исходя из анализа физических процессов в атомах с позиции теории эфира можно заключить, что протон аналогичен междуузельному атому, а антипротон - вакансии.

3.3 Электрон и позитрон

Гипотеза, что протон и антипротон являются точечными дефектами в эфире, возникла у меня ещё в 1974 г. Природа электрона и позитрона далась труднее. Исходя из однородности и изотропности пространства, сначала я полагал, что эфир имеет гексогональную плотноупакованную решётку. При выяснении природы электрона и позитрона возникли трудности, пока не был сделан следующий шаг. Было сделано предположение, что эфир имеет кристаллическую решётку алмаза, а частицы эфира (амеры), в свою очередь, имеют сложное строение. Амер имеет массивное ядро, а на внешней оболочке амера расположены два элетона (сокращённо от электрона), движущиеся вокруг массивного ядра. При таком подходе по аналогии удаётся объяснить существование шести устойчивых частиц и свойства, присущие им.

Сопоставим физические явления в монокристаллах алмаза, кремния, германия со свойствами электрона и позитрона. Идеальный монокристалл кремния при температуре абсолютного нуля обладает высоким электрическим сопротивлением. При повышении температуры отдельные электроны покидают свои положения в кристаллической решётке и переходят в междуузлие. При этом рождаются два дефекта: свободный электрон и дырка, обеспечивающие собственную проводимость полупроводника. Этот процесс динамический и идёт в двух направлениях. В результате, при фиксированной температуре, устанавливается динамическое равновесие. В настоящее время эти процессы достаточно хорошо изучены и найдены соответствующие зависимости.

П.25. Свободные электроны и дырки в монокристалле рождаются и исчезают парой и только парой. Электрон и позитрон рождаются парой и только парой.

П.26. Для рождения свободного электрона и дырки необходима энергия. При их исчезновении эта энергия выделяется в виде звуковых и электромагнитных волн. Для рождения электрона и позитрона необходима затрата энергии. При их взаимоуничтожении выделяется энергия в виде электромагнитных волн и ?.

П.27. Свободный электрон образует вокруг себя механическое поле напряжения одного знака, дырка - другого знака. Электрон образует вокруг себя электрическое поле отрицательного заряда, позитрон - поле положительного заряда.

П.28. Свободные электроны и дырки взаимодействуют между собой на расстоянии. Одноимённые дефекты отталкиваются, разноимённые притягиваются. Одноимённые частицы отталкиваются, разноимённые притягиваются.

П.29. Дефекты в кристаллах, свободный электрон и дырка, обладают инерционными свойствами. Электрон и позитрон обладают инерцией. П.30. Свободные электроны и дырки обладают подвижностью. Под действием механических и электрических полей они перемещаются. Электрон и позитрон подвижны. Под действием электрических и гравитационных полей они перемещаются.

П.31. Свободный электрон, покинув своё место в кристаллической решётке и перейдя в междуузлие, не останавливается, а движется там с большой скоростью, создавая вокруг себя динамическое поле скоростей смещения атомов. Дырка, в виду того, что электроны в решётке остаются неспаренными, также создаёт вокруг себя динамическое поле скоростей смещения атомов. Электрон и позитрон обладают магнитным и гироскопическими моментами.

На основании изложенных совпадающих признаков можно заключить:

1. Вероятно, что амеры имеют сложное строение и состоят из массивного ядра и лёгких частиц - элетонов. На внешней оболочке амера вращаются два элетона.

2. Вероятно, электрон аналогичен дырке в монокристалле, а позитрон - свободному электрону.

3. Скорость вращения электрона в атоме во много раз превосходит скорость звука в кристалле. Вероятно, что скорость движения элетона в амере во много раз превосходит скорость света.

3.4 Природа нейтрона и антинейтрона

П.32. В монокристаллах вакансии являются ловушками для электронов. Взаимодействие этих дефектов приводит к относительно устойчивым образованиям. Взаимодействие междуузельного атома и дырки ведёт также к относительно устойчивым образованиям. Взаимодействие протона с электроном, антипротона с позитроном ведёт к образованию электрически нейтральных частиц нейтрона и антинейтрона.

Вероятно, что нейтрон - это дефект эфира, когда у амера, внедрённого в междуузлие удалён один элетон. А антинейтрон, вероятно, такое образование, когда из узла кристаллической решётки эфира удалён один амер, а его место занимает движущийся с большой скоростью элетон. Являясь электрически нейтральными, эти две частицы сохраняют магнитный момент в одном случае электрона, в другом - позитрона.

Накопленные к настоящему времени опытные данные позволяют судить о природе других элементарных частиц, в частности мезонов. При выяснении природы остальных частиц необходимо учитывать, что ядро амера может иметь сложное строение и состоять из более лёгких частиц. Возможно, в ядре амера 8 частиц двух сортов. Возможно, что амер имеет строение сходное со строением атома углерода, но по своим свойствам существенно отличается от него. Предоставляется возможность выяснения природы остальных частиц специалистам.

4. Особенности движения элементарных частиц

Современными средствами мы не имеем возможности просматривать процессы, происходящие в эфире при движении элементарных частиц. Наблюдение движения дефектов в кристаллах также затруднено, поэтому нет возможность идти по аналогии. Остаётся один путь - воспроизвести динамику процессов мысленно и судить о правильности воспроизведения их по сопоставлению выводов с опытными данными.

4.1 Движение протона и антипротона в эфире

Выше, по аналогии, мы пришли к выводу, что эфир находится в твёрдом состоянии, имеет монокристаллическую структуру, а протон и антипротон представляет собой междуузельный амер и вакансию. Процесс перемещения точечных дефектов в монокристаллах вещества довольно сложный и зависит от строения взаимодействующих атомов. Современные теории носят статистически-вероятностный характер, поэтому более или менее детальное воспроизведение процессов невозможно. Ещё более затруднительно это для воспроизведения процесса движения элементарных частиц, поэтому рассмотрим в общих чертах. Из изложенных выше соображений следует, что масса покоя протона равна массе амера m_р = m_а. Допустим, что мы сообщили протону импульс, равный Р = m_p V. Тогда протон (амер дефекта) двигаясь по направлению импульса, будет воздействовать на соседние амеры. Сближение с соседними амерами, находящимися в направлении движения, приведёт к возникновению сил отталкивания.

Удаление от соседних амеров, находящихся в противоположном направлении, приведёт к возникновению сил притяжения. В результате этого скорость движения протона будет замедляться, а соседние амеры будут ускоряться в направлении возникших сил, и протон передаст часть своего импульса соседним амерам. Те, в свою очередь, передадут часть своего импульса своим соседям.

В результате этого будет развиваться физический процесс со скоростью передачи возбуждения в рассматриваемом направлении. В пространстве, окружающем протон, возникнут поле напряжений и поле скоростей смещения частиц эфира, вызванные движением протона. Этот процесс будет развиваться и дальше, занимая всё большую область пространства, окружающего движущийся протон. В момент прохождения протоном расстояния, равного половине расстояния между соседними амерами, скорость движения протона будет минимальной, а энергия поля напряжения достигнет максимальной величины.

После прохождения протоном половины расстояния между амерами протон под действием поля напряжения эфира устремится в узел кристаллической решётки, ранее занимаемый амером, находящимся в направлении движения протона. А тот, в свою очередь, устремится в ближайшее междуузлие, находящееся в направлении движения. При этом вытесненный амер будет ускоряться, а энергия поля напряжения и скоростей смещения эфира будет уменьшаться и достигнет минимума в момент прохождения амером междуузлия. В момент прохождения амером междуузлия скорость его будет максимальной. В последующие промежутки времени описанный физический процесс будет периодически повторяться.

Таким образом, движение будет осуществляться по эстафете и сопровождаться колебательным процессом в эфире. Протон как бы прощёлкивает кристаллическую решётку эфира.

Период колебаний эфира T, вызванный движущимся протоном, зависит от расстояния d между соседними амерами и средней скоростьи его движения V.

T = d/V (4.1)

По линии движения протона длина волны колебательного процесса равна:

(4.2)

В направлении перпендикулярном вектору скорости протона, длина волны колебательного процесса равна:

(4.3)

Или, подставляя в (4.2) значение Т, получим:

= , (4.4)

т.е. каждому циклу перехода протона из одного междуузлия в другое соответствует один цикл колебательного процесса.

Если умножить числитель и знаменатель в правой части равенства на массу протона m_p, то получим:

= , (4.5)

где h - постоянная Планка. Эта зависимость известна.

Если положить, что скорость протона в эфире равна скорости света, получим значение комптоновской длины волны :

, (4.6)

т.е. комптоновская длина волны протона равна расстоянию между амерами d.

Для антипротона физика процесса аналогична. Разница заключается в том, что в эфире движется вакансия. Инертная масса покоя антипротона, как и у протона, равна массе амера, поскольку в перемещении по эстафете участвуют те же амеры.

Энергия кванта электромагнитной волны равна:

W_кв = (4.7)

Длина волны кванта с частотой связана соотношением: .

Подставляя значение в соотношение (4.7) , получаем:

W_кв = (4.8)

Если отношение d к принять равным 1, то получим энергию покоя протона.

Из изложенного следует, что протон и антипротон занимают одну ячейку эфира, следовательно можно говорить об их области локализации и траектории движения в эфире. Масса амера, даже при его движении относительно эфира со скоростью света, вряд ли существенно изменится. Движение дефекта в эфире связано со смещением и колебанием группы амеров, поэтому можно говорить об увеличении массы протона и антипротона за счёт присоединённой массы.

4.2 Движение электрона и позитрона в эфире

Выше было выяснено, что электрон - это дырка, а позитрон - это свободный элетон. Известно, что движение электрона сопровождается колебательным процессом. По де Бройлю длина волны колебательного процесса _э связана со скоростью движения элетона зависимостью:

_э= , (4.9)

где т_э - масса электрона.

Поскольку колеблется кристаллическая решётка эфира, то условия квантования остаются прежними.

Используя эти выражения, находим расстояние l, которое пройдёт электрон за время одного периода колебаний волны де Бройля.

l = VT = (4.10)

Инертная масса элетона в 1836 раз меньше массы амера. Элетон движется вокруг массивного центра амера со скоростью на много превышающей скорость света. При своём поступательном движении за один период волны де Бройля он пройдёт 1836 узлов решётки эфира. Движение происходит в такт колебаний волны де Бройля. В случае электрона в место, занимаеме дыркой, перемещается элетон из соседнего амера, расположенного в направлении движения, и там образуется дырка, на место которой переходит элетон из следующего амера и т.д. Движение позитрона происходит аналогичным образом с той разницей, что движется по эстафете междуузельный элетон.

4.3 Движение нейтрона и антинейтрона

Движение нейтрона и антинейтрона можно описать аналогичным образом, как это сделано для протона и антипротона.

5. Об атомах и ядрах атомов

Из изложенного следует, что для шести элементарных частиц область локализации приблизительно равна области пространства, занимаемого одним амером. По этой причине можно говорить о местонахождении частицы и о траектории её движения.

О строении электронных оболочек атомов у автора имеется рукопись. В работе рассмотрены движения электронов в слоях электронных оболочек атомов и порядок чередования электронных слоёв. Проведён расчёт водородоподобных и гелиоподобных атомов. Численный расчёт более сложных атомов затруднён. Качественный анализ с позиции найденных моделей даёт хорошее совпадение с опытными данными при рассмотрении свойств атомов и химических соединений. Модели были найдены ещё в 1974г. В дальнейшем они корректировались и дополнялись. Дважды рукопись готовилась к публикации, опубликовать её не удалось по известным причинам. Содержание рукописи противоречит квантовой механике и современной научной парадигме. К настоящему времени мои представления несколько изменились, поэтому следовало бы рукопись пересмотреть заново, но и в том виде, в каком она написана, может быть полезна.

В данной работе остановлюсь только на отдельных моментах. Из теории эфира следует, что при движении электрона вокруг протона волна де Бройля электрона в поле положительного заряда протона закручивается вокруг него. Причиной закрутки является увеличение плотности эфира вблизи положительного заряда. В результате этого в поле положительного заряда электрон взаимодействует сам с собой посредством волны де Бройля. Этим объясняется дискретность энергетических уровней электронов в атомах и устойчивость атомов.

При движении позитрона вокруг антипротона возникает другая ситуация. Волна де Бройля позитрона отходит от антипротона, поскольку плотность эфира вблизи отрицательного заряда уменьшается. По этой причине устойчивых промежуточных состояний для позитрона нет и ничто ему не мешает подойти на близкое расстояние к антипротону и образовать антинейтрон. При этом энергия высветится в виде электромагнитных волн. Теория эфира даёт однозначный ответ о природе атомов. Из неё следует, что антиатомов, а следовательно и антивещества в природе не может быть.

Протоны и антипротоны, электроны и позитроны рождаются парой и только парой. В связи с этим встаёт вопрос: куда деваются антипротоны и позитроны. С позиции теории эфира они образуют антинейтроны, которые могут быть сосредоточены в атомных ядрах. Для проверки этой гипотезы необходимо каким-то образом распознать, сколько нейтронов и антинейтронов находится в ядрах атомов.

6. Уточнение структуры эфира, проверка философских и теоретических представлений

эфир нейтрон электрон протон

Исходя из теории эфира выше был выведен ряд закономерностей между физическими величинами. Получена хорошая стыковка с известными в настоящее время зависимостями. По аналогии выяснено, что предпочтительно полагать, что эфир имеет структуру алмаза. Но эти представления желательно численно проверить и подтвердить философские и теоретические выводы. С этой целью вычислим плотность эфира двумя независимыми методами и результаты вычислений сравним.

С одной стороны, нам известна масса амеров и расстояние между амерами в кристаллической решётке эфира. Масса амера равна массе покоя протона m_a = m_p,а расстояние между амерами d равно комптоновской длине волны протона _Kp. Следовательно, имеется возможность вычислить плотность эфира для разных типов кристаллических решёток.

Плотность эфира _э равна массе амера m_a, делённой на объём V_a, приходящийся на один амер в кристаллической решётке эфира.

_э = , (6.1)

где k - коэффициент, учитывающий объём, занимаемый одним амером в зависимости от типа кристаллической решётки.

d = _K,p = 1,3214110^-15м.

m_a = m_p = 1,672623110^-27кг.

Для кубической решётки имеем:

_э = 1 = = 7,2491310¹⁷кг/м³.

Для кубической гранецентрированной решётки имеем:

_э = = 7,2491310¹⁷ = 10,25181710¹⁷кг/м³.

Для кубической объёмноцентрированной решётки имеем:

_э = = 9,41689610¹⁷кг/м³.

Для гексогональной плотноупакованной решётки имеем:

_э = = 10,25181710¹⁷кг/м³.

Для решётки типа алмаза имеем:

_э = = 4,70844710¹⁷кг/м³.

С другой стороны, с позиции теории эфира магнитная проницаемость вакуума отражает инертные свойства эфира, т.е. она пропорциональна плотности эфира _э. Следовательно, для вычисления необходимо перевести значение из системы электрических единиц в систему единиц теории эфира. В системе СИ для измерения электрических единиц вводится добавочная единица - ампер. В теории эфира нет необходимости для её введения, достаточно трёх единиц: массы, длины и времени. В основу пересчёта положим закон взаимодействия токов.

В системе СИ он записывается: