Законы сохранения

Размещено на http://www.allbest.ru/

законы сохранения

Канарёв Ф.М.

kanarevfm@mail.ru

Анонс

Анализируя изложение физических законов сохранения в главном российском учебнике по физике А.Н. Матвеева «МЕХАНИКА И ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ», убеждаемся, что оно далеко от классического изложения. Обилие голословных утверждений не оставляет в голове студента четких представлений о физической сущности изучаемого. В результате атрофируется процесс научного мышления студента и не заметно для него формируются элементы непонимания прочитанного - элементы дебильности научного мышления. Предлагаем студентам аналогичную учебную информацию, но с новым глубоким доказательством её достоверности.

1. Вступительная часть

Уважаемый Алексей Николаевич!

Я прочитал Ваши Законы сохранения. Те из них, что следуют из релятивистских идей, - полностью ошибочны.

Я извлекал из текста Вашего учебника по физике нужные мне абзацы и комментировал их с помощью новейших физических знаний, которых нет в Вашей голове. Поэтому я не уверен, что Вы сможете понимать новые знания, которые я использую для анализа Вашего многотомного учебника по физике.

Что касается законов сохранения, то привожу описание физики процессов работы законов сохранения момента импульса и кинетического момента, которого нет в списке Ваших законов сохранения. Завершу анализ законов сохранения доказательством ошибочности Закона сохранения энергии и достоверностью законов, управляющих 23-мя константами, формирующими структуру электрона и управляющими его взаимодействиями.

Уважаемый Алексей Николаевич! 6-я Глава Вашего учебника посвящена законам сохранения. Вы перечисляете известные Вам законы сохранения. Удивительно то, что в списке Ваших законов сохранения нет главного из них, закона, управляющего постоянством константы Планка. Она имеет одну численную величину, постоянство которой реализуется двумя математическими моделями.

. (1)

Первая часть этой константы

(2)

управляет формированием и прямолинейным движением в пространстве фотонов всех длин волн с постоянной скоростью , а вторая часть

(3)

управляет формированием структур главных элементарных частиц: электронов, протонов и нейтронов, а так же - вращением материальных тел любых размеров, вплоть до размеров планет, звёздных систем и Галактик..

Константа Планка содержит в структуре двух своих математических моделей ещё две константы: константу скорости света

(4)

и константу локализации фотонов, электрона, протона и нейтрона, равную

. (5)

Удивительно то, что в технической системе единиц физический смысл этой константы (5)- момент силы. Это значит, что в структуре фотона есть двигатель, который, вращая магнитную структуру фотона, движет его прямолинейно и равномерно со скоростью .

Структуры электрона и протона, которые могут пребывать в относительном покое, то же имеют двигатели, которые управляют их вращением.

Уважаемый Алексей Николаевич! Вы видите, как богата Природа законами сохранения. Они работают не только в микромире, но и в макромире. Но Вы, не зная этого, предлагаете студентам очень скудную информацию о законе сохранения импульса. Вот она.

Уважаемый Алексей Николаевич! В теоретической механике механическая суть совокупности понятий «Закон сохранения импульса» эквивалентна механической сути совокупности понятий «Закон сохранения количества движения». Обе совокупности этих понятий имеют одну и ту же математическую модель . Я не вижу долго живущих обитателей макромира, поведение которых управлялось бы законом сохранения, заложенным в этой математической модели. Если иметь в виду реализацию этого закона при соударении тел, то до сих пор нет чёткого описания физики процесса его реализации. Вот доказательство.

Теорема. Изменение количества движения материальной точки за некоторый промежуток времени равно импульсу силы (), действующей на материальную точку за тот же промежуток времени.

(7)

Дифференциал количества движения материальной точки равен элементарному импульсу силы, действующей на материальную точку. Интегрируя выражение дифференциала (7) количества движения материальной точки, имеем

(8)

В формуле (8) скрыто фундаментальное противоречие. Суть его в том что, чем длительнее действует сила , тем больше ударный импульс .

В реальной жизни уже давно установлено обратное: ударный импульс тем больше, чем меньше время действия ударной силы . Чтобы избавиться от этого фундаментального противоречия, пришлось перевести результат решения уравнения (8) в упрощённый вид

. (9)

Из постулированного конечного результата формулы (9) следует математическая модель

(10)

с чётким физическим смыслом, соответствующим реальности: чем меньше время действия ударной силы , тем больше её ударный импульс .

Проверим работу этой математической модели при расчёте ударной силы, выстрелившей 2-й энергоблок СШГ на высоту 14м за 1,69с, при общей силе сопротивления подъёму энергоблока, равной 72285 тонн (рис. 1).

Сразу видно, что законы динамики Ньютона (7 и 8) не позволяют вычислить ударную силу, выстрелившую 2-й энергоблок СШГ, а закон механодинамики (10) рекомендует определить время действия ударной силы путём деления длины пути движения энергоблока в условиях, когда ещё действовали связи, удерживающие энергоблок от вертикального подъёма и когда полость колодца энергоблока (рис. 1, b) оставалась закрытой.

Поскольку мы не располагаем описанными деталями, то примем величину высоты подъёма энергоблока (рис. 1, а), сохранявшую полость его колодца (рис. 1, b) закрытой, равной, примерно, (рис. 1, b) и уменьшим пропорционально общее время 1,69с подъёма энергоблока на общую высоту 14м. В результате время удара будет, примерно, равно (1,69х0,8)/14=0,097=0,1с. Тогда величина ударной силы, сформированной процессом фотонного взрыва в колодце энергоблока, будет равна

. (11)

Рис. 1: a) второй энергоблок СШГ; b) схема к определению времени действия ударной силы на энергоблок, при его подъёме на высоту L

Учёные пользуются законами Динамики Ньютона более 300 лет и всё это время не понимали, почему законы Ньютона не позволяют вычислить силу, которая движет нашу матушку Землю вокруг Солнца уже более 4,5 млрд. лет, а законы механодинамики решают эту задачу просто. Кинетическая энергия орбитального вращения Земли вокруг Солнца равна (рис. 2)

. (12)



Рис. 2.

Вполне естественно, что кинетическая энергия нашей планеты в орбитальном движении за одну секунду генерирует мощность, численно равную её кинетической энергии, то есть

. (13)

Поскольку угловая орбитальная скорость Земли равна , то орбитальный инерциальный момент, вращающий Землю вокруг Солнца, равен

. (14)

Учитывая радиус орбиты , находим силу инерции, движущую Землю по орбите

. (15)

А теперь читаем Ваше обобщающее описание тех деталей закона сохранения импульса, которые мы представили выше. Вот Ваше обобщение.

Уважаемый Алексей Николаевич! Студенты со школы знают постоянство скорости движения света в пространстве. Значит, существует закон Природы, который управляет постоянством скорости движения носителей света - фотонов. Это - тоже закон сохранения. Он никак не следует из Вашего обобщающего заключения, приведённого выше. Разве можно вставлять в учебник, извиняюсь, такие бессмысленные утверждения…. «…и детальной информации о развитии процессов (каких?) во времени».

Я ничего не понял в этой голословной совокупности Ваших научных слов, а студенты, тем более, не поймут. Вот следующий учебно-методический, извините, изъян в Вашем учебнике.

Вы пишите: «Этот закон, так же как и закон сохранения импульса…………». Вы не дали определение понятия «Закон сохранения импульса» и, извиняюсь, валите в эту кучу неопределённости очередное пустословие «Закон сохранения момента импульса». В результате в голове студента - каша информации, дебилизирующая его научное мышление. Прошу извинить за резкость, но она требуется, так как некому защищать молодёжь от невидимого процесса её дебилизации Вашей, извиняюсь, учебной информацией.

Уважаемый Алексей Николаевич! Надеюсь, Вы поняли суть физических секретов, которые скрыты в постоянной Макса Планка. Её первая математическая модель (2) - закон сохранения момента импульса, который управляет равномерным, прямолинейным движением фотонов, а вторая (3) - закон сохранения кинетического момента, который работает при вращении элементарных частиц и макротел любых размеров.

Предлагаю Вам вначале детальную научную информацию о реализации закона сохранения момента импульса (2), а потом и закона сохранения кинетического момента (3), которого вообще нет в списке Ваших законов сохранения.

Уважаемый Алексей Николаевич! Думаю, Вы понимаете, что знания, отражающие реальность, непобедимы, так как Всевышний заложил в мышление своих Творений, называемых человеками, стремление к правильному пониманию сути окружающего его мира. История науки убедительно доказывает достоверность существования этого стремления далеко не у всех.

Вряд ли Евклид, творивший научные знания более двух тысяч лет назад, знал, что его книги останутся в научных библиотеках навсегда. Он не знал это потому, что не было исторического опыта и исторических знаний о развитии науки. Теперь они есть. Поэтому я без труда прогнозирую быструю потерю интереса научной общественности к Вашему многотомному учебнику по физике.

Извините, это значит, что он уже в макулатуре. На смену ему идёт серия учебников по междисциплинарным знаниям, и я без труда прогнозирую их судьбу - бессрочное пребывание в научных библиотеках всех стран вместе с книгами Евклида, на идеях которого базируются новые фундаментальные знания. Я, как автор этих учебников, не нуждаюсь в признании. Так спокойнее доживать остаток дней своих.

Меня беспокоит только длительность процесса дебилизации мышления молодого поколения. Повзрослев, современная молодёжь будет знать детали, описанные мною, которые сформируют непонимание причины противодействия Власти новым научным знаниям. Она элементарна - дебильность научного мышления, заложенного в головы всех властных научно-образовательных структур не только России, которая первой встала на путь обновления научных знаний.

Сейчас я отправлю, как говорят, в макулатуру научную идею Максвелла об электромагнитном излучении, суть которого упрощённо показывается в виде двух взаимно перпендикулярных синусоид (рис. 3, а) и докажу правоту индийского физика Бозе и английского физика Алана Холдана, считавших, что свет - поток корпускул - фотонов (рис. 3, b).

Как видно (рис. 3, b), фотоны могут двигаться в виде отделённых друг от друга совокупностей (импульсов), которые проявляют свойства, присущие волнам. Поэтому у нас есть основания назвать импульсы совокупностей фотонов фотонными волнами (рис. 3, b). Шарики - это фотоны. Расстояние между импульсами фотонов (шариков) равно длине волны , так называемого, электромагнитного излучения, а длина волны каждого отдельного фотона (шарика) значительно меньше. Она, как мы уже показали, определяет область его локализации в пространстве.

Так как фотоны всех диапазонов движутся с одной и той же скоростью и так как они же формируют и волны, правильно называемого фотонного излучения (рис. 3, b), то скорость фотонного излучения всех диапазонов одна и та же. Сразу обратим внимание на то, что понятие «шкала электромагнитных излучений» не соответствует физическому содержанию её структуры (рис. 3, a), поэтому у нас есть все основания заменить название «шкала электромагнитных излучений» названием «шкала фотонных излучений» или просто «фотонная шкала» (рис. 3, b).

Рис. 3: а).схема электромагнитной волны; b) схема фотонной волны длиною

Полученная информация делит фотонную шкалу на два класса: фотонный и волновой. Фотоны - единичные магнитные образования, излучаются электронами атомов и протонами ядер. Они формируют спектральные линии атомов.

Совокупность фотонов, излученных электронами атомов или протонами ядер, может формировать не только слабое естественное излучение, но и более мощное искусственное фотонное излучение, создаваемое человеком. Оно может быть непрерывным или импульсным, то есть волновым (рис. 3, b). Мы живём в поле этого излучения, как рыбы - в воде и не замечаем этого.

Информация о фотоне проясняет причину сходимости результатов решений уравнений Максвелла с рядом экспериментальных данных. Дело в том, что электроны любой антенны возбуждаются фотонами среды непрерывно, формируя её температуру и, так называемый, фоновый шум. Управляемое, более интенсивное, воздействие на этот процесс заставляет эти же электроны излучать импульсы фотонов с другими радиусами в виде волн (рис. 3, b), которые возбуждают у антенны приемника импульсы тока, такие же, какие ошибочно приписываются действию максвелловской электромагнитной волны (рис. 3, a). Причём ток, рождаемый этими импульсами, естественный, а не вымышленный максвелловский ток смещения, лишённый какого-либо физического смысла.

Уважаемый Алексей Николаевич! А теперь предлагаю Вам детальный анализ физического процесса работы закона сохранения момента импульса при формировании структуры фотона и процесса его прямолинейного равномерного движения с постоянной скоростью . Думаю, что у Вас найдётся интеллект, обязывающий Вас, как учёного, признавать достоверность новой для Вас научной информации, которую надо немедленно включать в учебный процесс.

2. Закон сохранения момента импульса

2.1 Вводная часть

Уважаемые физики - теоретики! Все мы смертны и нам не известны мотивы Всевышнего, ведущего нас по пути познания законов, которые управляют поведением его творений. Прошу Вашего извинения. Во всех своих прежних публикациях я писал, что постоянством константы Планка управляет закон сохранения кинетического момента или момента импульса. Это была неточность, которая уже считается ошибкой. Я обнаружил её в декабре 2014 года, когда очередной раз редактировал свои учебники, размещённые в Интернете, чтобы сделать их более понятными ученикам. Оказалось, что постоянством первозданной константы Планка управляет закон сохранения момента импульса, численная величина которого равна численной величине математической модели константы Планка, которая записывается так . При такой записи она описывает вращение элементарных частиц и макротел, поэтому называется законом сохранения кинетического момента.

Тщательный анализ кинематики и механодинамики старта фотона при излучении его электроном показал, что в системе отсчёта, связанной с геометрическим центром фотона работает не закон сохранения кинетического момента , а закон сохранения момента импульса . Двигаясь в пространстве с постоянной скоростью , центр масс фотона делает шесть импульсов за один оборот относительно его геометрического центра. При каждом импульсе на центр масс фотона действует момент импульса, поэтому в константе Планка , описывающей фотон, содержится линейная частота вместо угловой частоты и её постоянством управляет закон сохранения момента импульса , а закон сохранения кинетического момента управляет формированием и взаимодействием вращающихся элементарных частиц и макротел.

2.2 Корпускулярная теория фотона

Итак, фотон - локализованное (ограниченное) в пространстве образование, которое переносит энергию и информацию. Известно, что длина волны световых фотонов изменяется в интервале (табл. 1).

Таблица 1. Параметры различных участков спектра фотонных излучений

Область спектра	Частота, Гц	Длина волны, м	Масса, кг	Энергия, эВ
1.Низкочастот.	101…104	3•107…3•104	0,7·108..0,7·10-46	4·10-13..4•10-11
2. Радио	104…109	3•104…3•10-1	0,7•10- 46..0,7•10-41	4•10-11..4•10-6
3.Реликт макс.)	3•1011	1•10-3	2,2•10-39	1,2•10-3
4.Инфракрас	1012.3,9•1014	3•10-4 ..7,7•10-7	0,7•10-38..0,3•10-35	4•10-1..1,60
5.Видимый свет	3,9•1014..7,9•1014	7,7•10-7..3,8•10-7	0,3•10-35..0,6•10-35	1,60..3,27
6.Ультрафиол	7,9•1014..1•1017	3,8•10-7..3•10-9	0,6•10-35..0,7•10-33	3,27..4•102
7.R-излучение	1017..1020	3•10-9..3•10-12	0,7•10-33..0,7•10-30	4•102..4•105
8.г-излучение	1020..1024	3•10-12..3•10-18	0,7•10-30..0,7•10-24	4•105..1011

Это значит, что размер каждого светового фотона, примерно, в 10000 раз меньше миллиметра. Он остаётся пока самым загадочным творением Природы. Долго не удавалось раскрыть структуру фотона, путем анализа необозримой экспериментальной информации о его поведении, с помощью старых физических теорий. Главная причина такого состояния, как мы сейчас увидим, заключалась в том, что в реальной действительности фотон ведет себя в рамках аксиомы Единства пространства - материи - времени, а физики пытались анализировать его поведение с помощью теорий, которые работают за рамками этой аксиомы.

Начнем с анализа математических моделей, которые описывают основные характеристики фотонов, установленные экспериментально. Первыми из них являются математические модели, определяющие их энергию. В математическую модель для определения энергии фотона , входят: масса фотона и постоянная скорость его прямолинейного движения в пространстве, равная скорости света - первой константе, описывающей поведение фотонов (табл. 1).

(16)

В соответствии с законами классической физики, а точнее, классической механики, энергия равна кинетической энергии кольца, которое движется прямолинейно и равномерно, и вращается так, что поступательная скорость любой её точки К (рис. 4) относительно неподвижной системы отсчёта равна окружной скорости этой точки относительно подвижной системы отсчёта , связанной с центром этой окружности, движущейся прямолинейно и равномерно относительно неподвижной системы отсчёта с постоянной скоростью, равной скорости света (рис. 4).

Так как в прямолинейном движении кольца с радиусом относительно неподвижной системы отсчета ХОУ (рис. 4) со скоростью и во вращательном движении относительно геометрического центра с угловой скоростью (частотой) скорость любой точки кольца равна , то сумма кинетических энергий прямолинейного и вращательного движений кольца равна

. (17)

Рис. 4. Схема качения кольца

Обращаем внимание на тот факт, что в формуле (17) - момент инерции кольца, а - угловая скорость или угловая частота вращения кольца (рис. 4).

Следующее важное уточнение заключается в том, что - момент инерции кольца, не имеющего размера в поперечном сечении. Фактически это момент инерции окружности. Но так как окружность имеет геометрический размер и не является материальным телом, то окружность, имеющую массу, назвали условным кольцом. Поэтому, в дальнейшем под понятием материальная окружность мы будем понимать условное кольцо, не имеющее размера в поперечном сечении, но имеющее массу, и назовём его базовым кольцом.

Итак, из формулы энергии фотона следует, что фотон, в первом приближении, представляет собой кольцо. Однако, этого мало, чтобы такую информацию считать соответствующей реальности. Нужны дополнительные доказательства. Они следуют из закона излучения абсолютно-чёрного тела, открытого Максом Планком в 1900г, в который входит его знаменитая константа

 . (18)

Он назвал её «квантом наименьшего действия». Странная получается размерность у «кванта наименьшего действия» (18). По структуре она близка к классическому физическому понятию момент импульса или кинетический момент. Если это так, то константа Планка (18) описывает вращательный процесс, но присутствующие в ней символы: длина волны и линейная частота , убеждают нас, что она описывает волновой процесс. Данное противоречие является главной преградой в раскрытии структуры фотона и физического смысла «кванта наименьшего действия».

Из закона излучения абсолютно черного тела, открытого Максом Планком, который мы детально изучим в последующих главах учебника, следует, что наименьшая порция энергии излучения абсолютно чёрного тела равна

. (19)

Из этого автоматически следует математическая связь между кинетической энергией (17) кольца (рис. 4) и порцией энергии (19) излучения чёрного тела

(20)

и появляется возможность раскрыть структуру порции энергии - фотона и скрытую в его движении физическую суть «кванта наименьшего действия». Для этого обратим внимание на размерность константы Планка

, (21)

из которой следует формула для расчёта скорости света

. (22)

Размерность константы (21) Планка соответствует моменту импульса, а её постоянством управляет хорошо известный закон классической физики - закон сохранения момента импульса, описывающего движение неизвестной нам модели фотона. Попытаемся выявить её путём анализа размерности константы Планка и её математической структуры (21).

Для этого, вначале уточним физический смысл длины волны синусоидального колебания, присутствующего в константе Планка . Поскольку эта константа родилась в результате анализа процесса излучения абсолютно-чёрного тела и реализуется только в условиях, когда излучение совершается порциями, то это сразу указывает на локализацию в пространстве носителя излучения, которому давно присвоено название фотон. Из анализа размерности константы Планка (21) следует предположение: длина волны фотона равна его радиусу .

. (23)

Тогда константа Планка (21) запишется так

. (24)

и сразу проясняется физический смысл составляющей константы Планка. Величина - момент инерции кольца. Это даёт нам основание представить фотон в первом приближении в виде вращающегося кольца (рис. 4 и 5, а). Однако, частота характеризует не вращательный процесс, а процесс прямолинейного распространения синусоидальной волны. Из равенства (23) следует, что фотон - не кольцо, а шестигранник (рис. 5, b) и проясняется физическая суть линейной частоты . Вращающийся при движении шестигранник генерирует моменты импульсов в интервале каждой длины волны, которая равна длине стороны шестигранной структуры (рис. 5, b), то есть - радиусу кольца (рис. 5, а). В результате у нас появляется право ввести в размерность константы Планка (24) понятие радиан и её постоянством законно начинает управлять классический закон сохранения момента импульса или кинетического момента.

Рис. 5. К выявлению структуры фотона

Поскольку кинетический момент - величина векторная, то константа Планка тоже величина векторная. Она приложена в центре кольца перпендикулярно плоскости его вращения. Вектор направлен так, что при виде с его острия кольцо (рис. 5, а), а значит и шестигранник (рис. 5, b), должны вращаться против хода часовой стрелки.

Так как длина волны импульса момента инерции базового кольца, равна радиусу его вращения , то угловой интервал каждого импульса шестигранника (рис. 5, b) равен и он делает за один оборот шесть механических импульсов. Обратим внимание на то, что это - главный момент для понимания причины появления в размерности константы Планка (24) понятия радиан при линейной частоте .

Так как , то из автоматически следует третья константа [1], [3]

(25)

Из размерности константы (25) следует физический закон: произведение масс фотонов на длины их волн или радиусы - величина постоянная. В системе СИ нет названия константе с такой размерностью, поэтому назовем её константой локализации фотонов.

Легко представить реализацию константы локализации (25), если фотон - кольцо (рис. 4 и рис. 5, а) и невозможно это сделать, если фотон - электромагнитная волна (рис. 3, а).

Обратим внимание на то, что в технической системе единиц константа (25) имеет другой физический смысл - момент силы. Это означает, что момент сил, действующих во внутренней структуре фотона - величина постоянная для фотонов всех частот .

. (26)

Отметим, что появление постоянного момента сил, вращающего фотон, возможно лишь только в том случае, если векторы сил, генерирующих этот момент, не будут пересекать геометрический центр модели фотона, то есть - будут нецентральными силами.

Итак, формированием магнитной структуры фотона управляют пока три константы: скорость их движения , момент импульса и константа локализации или постоянный момент силы , вращающий кольцо фотона. Вполне естественно, что момент генерируют внутренние силы в структуре фотона и у нас появляются основания предположить, что эти силы и обеспечивают его прямолинейное движение с постоянной скоростью . Детальнее об этом - в Монографии микромира [1].

Тут уместно обратить внимание на интересную особенность шестигранной механической модели (рис. 5, b). Если взять несколько шестигранников разных размеров и разместить их на наклонной плоскости, то все они будут скатываться вниз с одной и той же постоянной скоростью , но с разной частотой (табл. 2).

Таблица 2. Кинематические параметры движения тел.

Форма тел	, м	t, с
Шестигранные	0,0065 0,0080 0,0130	5,68 5,67 5,67	0,18 0,18 0,18	27,69 22,50 13,85

2.3 Магнитная структура фотона

Поскольку фотон имеет в движении массу , то вполне естественно, что он имеет и центр масс, то есть такую точку, в которую можно свести всю массу фотона и движение этой точки будет характеризовать движение всего фотона.

Волновые свойства фотона указывают на то, что эта точка (центр масс) описывает волновую траекторию. Наша задача найти уравнения, описывающие волновую траекторию движения центра масс фотона в рамках аксиомы Единства пространства, материи и времени.

Постоянство скорости движения фотонов всех диапазонов () указывает на то, что траектории движения центров масс фотонов всех частот - одни и те же. Вполне естественно, что в этом случае и магнитная структура фотонов всех частот должна быть одинаковой. Какова эта структура? Чтобы найти ответ на этот вопрос, обратим внимание на взаимодействие магнитных полей, возникающих вокруг проводов при появлении в них тока (рис. 6).



Рис. 6. Схема формирования кольцевых магнитных полей, вокруг провода с постоянным током

Магнитные поля сближают проводники тогда, когда магнитные силовые линии в зоне контакта (К-К) полей направлены навстречу друг () другу (рис. 6).

Если материальную субстанцию фотона формируют аналогичные магнитные поля, то из рис. 5, b следует такая модель фотона (рис. 7, a).

Поскольку из равенства следует, что кольцо разделено хордами на шесть частей (рис. 5, b), то это даёт нам основание предположить, что фотон состоит из шести магнитных полей, каждое из которых имеет центр масс (рис. 5, с и рис. 7, а).

Так как фотон имеет массу и магнитную природу, то у нас остаётся одна возможность: считать, что массу фотона формируют его магнитные поля. Тогда постоянство трех констант , и должно обеспечиваться равенством магнитных сил, генерируемых движущимися магнитными полями, и центробежных сил инерции, действующих на центры масс этих полей (рис. 7).



Рис. 7: а) схема модели фотона с хордоидальным взаимодействием 6-ти его магнитных полей; b) схема модели фотона с радиальным взаимодействием 6-ти его магнитных полей

Поскольку центробежные силы инерции, действующие на центры масс магнитных полей (рис. 5, с и рис. 7), направлены радиально от центра вращения, то магнитные составляющие магнитных сил должны быть направлены также радиально, но только к центру вращения. В этом случае магнитные поля будут подобны магнитным полям радиально расположенных стержневых магнитов, направленных навстречу друг другу разноименными магнитными полюсами в диаметральном направлении (рис. 7, b).

Векторы напряженности этих магнитных полей фотона (рис. 7, b) чередуются так, что у противоположных полей они направлены вдоль одного диаметра в одну и ту же сторону, сжимая фотон (рис. 7, b). Но так как фотон все время находится в движении, то магнитные силы, сжимающие фотон, уравновешиваются центробежными силами инерции, действующими на центры масс магнитных полей (рис. 5, c).

Дальше мы увидим, как эта модель хорошо описывает процесс рождения фотона электроном, поэтому будем полагать, что такая модель ближе к реальности.

Сложная, конечно, получается модель фотона, но только в этой модели реализуются все три константы и из анализа её движения выводятся аналитически все математические модели, давно описывающие поведение фотона в различных экспериментах.

С увеличением массы (табл. 1) и энергии (табл. 1) фотона длина его волны уменьшается. Эта закономерность однозначно следует и из константы локализации фотона . Это же следует и из закона сохранения момента импульса

C увеличением массы фотона растет плотность его магнитных полей (рис. 7) и за счет этого увеличиваются магнитные силы, сжимающие фотон, которые все время уравновешиваются центробежными силами инерции, действующими на центры масс этих полей. Это приводит к уменьшению радиуса вращения фотона, который всегда равен длине его волны . Но, поскольку радиус в выражении постоянной Планка возводится в квадрат, то для сохранения постоянства константы Планка частота колебаний фотона должна при этом увеличиться. В силу этого, незначительное изменение массы фотона, автоматически изменяет его радиус и частоту так, что кинетический момент (постоянная Планка) остается постоянным.

Таким образом, фотоны всех частот, сохраняя свою магнитную структуру (рис. 7), меняют массу, частоту и радиус так, чтобы , то есть принципом этого изменения управляют законы сохранения момента импульса (24) и константы локализации (25) фотонов.

Такой же четкий и ясный ответ мы получаем и на следующий фундаментальный вопрос: почему фотоны всех частот движутся в вакууме с одинаковой скоростью?

Потому, что изменением массы фотона и его радиуса управляет закон локализации фотона. Из него следует, что при увеличении массы фотона его радиус уменьшается пропорционально и наоборот. Тогда для сохранения постоянства константы Планка при величина также должна быть постоянной. В результате - .

Принято считать, что, если синусоидальная волна распространяется вдоль оси ОХ, то её положительная и отрицательная амплитуды равны, а ось ОХ является осью симметрии синусоиды (рис. 8, а).

Рис. 8. а) синусоида; b) исходное положение геометрического центра О (центра масс) шестигранника; c) изменение положения центра масс О шестигранника при его повороте на угол

Обратим внимание на то, что металлические шестигранники разных размеров скатываются по наклонной плоскости скачкообразно (импульсно) с одной и той же скоростью (табл. 2). Это даёт основание полагать, что длина волны фотона равна его радиусу (рис. 4, рис. 5, b и рис. 7).

При качении шестигранника (рис. 5, b и рис. 8, b) его геометрический центр является центром масс шестиугольника. Он описывает (рис. 8, а) криволинейную траекторию. Какую?

Когда шестигранник в покое (рис. 8, b), то его центр О находится в нижнем положении, а когда он становится на ребро (рис. 8, с), то оказывается в самом верхнем положении. Расстояние от нижнего до верхнего положения центра шестигранника равно двум амплитудам 2А его колебаний относительно оси (рис. 8, b и с), которая является осью симметрии этих колебаний. Из рис. 8. с находим связь амплитуды колебаний А центра шестиугольника с его радиусом . Она имеет вид

. (27)

Обратим внимание (27) на небольшую величину амплитуды колебаний центра масс О шестигранника, а значит и фотона (рис. 7) в долях его радиуса и на то, что амплитуда А равна радиусу окружности, описываемой центром масс М фотона относительно центра подвижной системы отсчёта (рис. 9, a).

Известно, что точка , зафиксированная на радиусе (рис. 9, a) равномерно и прямолинейно катящейся окружности (рис. 9, b), может описывать различные траектории относительно неподвижной системы отсчёта . Траектория К (рис. 9, b) называемые обыкновенной циклоидой, траектория N - удлинённой циклоидой, а траектория М - укороченной циклоидой (рис. 9, b).



Рис. 9: а) траектория - траектория движения центра масс фотона; b) траектории движения точек : К - обыкновенная циклоида; N - удлинённая циклоида; М - укороченная циклоида;

Совместим ось ОХ неподвижной системы отсчёта УОХ с осью подвижной системы отсчёта (рис. 9, a) и направим её так, чтобы она делила удвоенную амплитуду шестигранника (рис. 8, а, b и с) пополам, а вертикальная ось оставалась бы связанной с геометрическим центром О шестигранника (рис. 9, с), то есть с центром его масс, а значит и с центром масс М фотона (рис. 7).

На вертикальном радиусе окружности с радиусом возьмём точку (рис. 9, a), которая будет имитировать движение геометрического центра шестигранника, а значит и его центра масс (рис. 8, b и с). В этом случае при качении шестигранника его геометрический центр О (рис. 8, b и с) движется по волновой траектории, эквивалентной траектории (рис. 9, а), которую описывает точка М (центр масс фотона), лежащая на конце радиуса . Траектория соответствует повороту окружности радиуса на угол с угловой скоростью (рис. 9, a).

Совмещение вращательного и поступательного движений шестигранника формируют движение его геометрического центра , а значит и цента масс по укороченной циклоиде М (рис. 9, b). Поскольку время поворота шестигранника на угол и время поворота условной окружности радиуса , описывающей траекторию его центра масс, на угол - одно и то же, то период T колебаний геометрического центра шестигранника (рис. 8, а, b и с), а значит и центра масс М фотона (рис. 7), запишется так (рис. 8, а).

, (28)

где - угловая скорость вращения условной окружности радиуса (рис. 7, a).

Из этих зависимостей имеем:

, (29)

. (30)

Они показывают связь между угловыми скоростями и вращения условных окружностей с радиусами и и линейной частотой колебаний геометрического центра (рис. 8, а и b) шестигранника, а значит и его центра масс.

На рис. 9, a хорошо видна траектория движения центра масс М фотона в интервале длины одной волны (рис. 9, a). Окружность радиуса делает за это время один полный оборот.

Обращаем внимание на то, что угловая скорость условной окружности с радиусом , как это следует из зависимостей (40), связана с угловой скоростью условной окружности с радиусом простой формулой

. (31)

Скорость центра масс Е одного поля фотона (рис. 5, с) относительно подвижной системы отсчёта постоянна и равна

. (32)

Итак, константа Планка (24) в первозданном виде может описывать лишь синусоидальный процесс и не имеет прямого отношения к вращательному процессу. Тем не менее, хорошо видно (рис. 10, а), что физический смысл момента импульса присутствует в формуле (24). Это значит, что из анализа движения центра масс М фотона (рис. 7 и рис. 10, а) должны выводиться аналитически все давно постулированные математические модели, описывающие поведение фотона в различных экспериментах. Чтобы убедиться в достоверности этого, проследим за волновым движением центра масс всего фотона (рис. 7) и центров масс отдельных его магнитных полей (рис. 5, с и 7, а и b). На рис. 10 показана схема перемещения центра масс фотона и центра масс одного его магнитного поля в интервале длины одной волны.

Движение центра масс фотона моделирует точка , расположенная на расстоянии от геометрического центра фотона (рис. 9, а). Движение центра масс одного магнитного поля фотона моделирует точка , расположенная на расстоянии от его центра масс, равном (рис. 10).

Рис. 10. Схема движения центра масс М фотона и центра масс одного его магнитного поля

Некоторые исследователи отмечали, что фотон имеет скрытые параметры. Если бы удалось найти их, то корпускулярные математические соотношения, описывающие его поведение, вывелись бы аналитически. Попытаемся установить эти параметры.

Конечно, сложность модели фотона (рис. 7) затрудняет реализацию описанного плана. Однако если учесть, что фотон имеет плоскость поляризации, то движение его центра масс в этой плоскости и движение центров масс шести его магнитных полей можно сопровождать качением условных окружностей, кинематические и энергетические параметры которых будут эквивалентны соответствующим параметрам фотона.

Центр масс фотона совершает полное колебание в интервале длины его волны (рис. 9, а и рис. 10), поэтому радиус - первый скрытый параметр, радиус условной окружности, описывающей движение этого центра в интервале длины одной волны. Он определится по формуле (рис. 10)

. (33)

Кинематическим эквивалентом группового движения центров масс шести магнитных полей фотона будет вторая условная окружность. Её радиус (второй скрытый параметр) определяется из условия поворота центра масс каждого магнитного поля фотона на угол в интервале каждой длины его волны (рис. 9, а и рис. 10).

(34)

Особо отметим, что время, в течение которого эти две условные окружности поворачиваются на разные углы и , одно и то же, что соответствует Аксиоме Единства.

Кинематическая эквивалентность между движением сложной магнитной структуры фотона (рис. 7) и движением условных окружностей с радиусами и позволяет вывести постулированные раннее математические соотношения, описывающие поведение фотона.

Сейчас мы увидим, как скрытые, ненаблюдаемые параметры фотона участвуют лишь в промежуточных математических преобразованиях и исчезают в конечных формулах.

Мы уже обозначили (рис. 10) угловую скорость условной окружности, описывающей движение центра масс фотона относительно его геометрического центра символом (это - третий скрытый параметр), а угловую скорость условной окружности, описывающей движение центра масс каждого магнитного поля , - через (четвертый скрытый параметр), и линейную частоту - через , поэтому период колебаний центра масс фотона определится по формулам (28).

Соотношение связи между длиной волны , которую описывает центр масс фотона (рис. 7), и радиусом имеет простой вид (рис. 9 и 10)

(35)

Поскольку малая условная окружность радиуса перемещается в плоскости вращения фотона (рис. 10) без скольжения, то скорость любой её точки будет равна скорости её центра и групповой скорости фотона. Используя соотношения (29) и (33), получим

(3622)

что соответствует соотношению (22).

Аналогичный результат дают и соотношения (30) и (34) второй условной окружности радиуса .

(3722)

Теперь видно, что вывод соотношений (22) и (36, 37) не только согласуется с моделью фотона (рис. 7) и механикой её движения ((рис. 8, c, рис. 9, а и рис. 10), но и объясняет корпускулярные и волновые свойства фотона.

При выводе соотношения (16 или 17) обратим внимание на то, что кинетическая энергия движения фотона с массой эквивалентна кинетической энергии качения условной окружности с радиусом с той же массой , равномерно распределенной по её длине. Общая кинетическая энергия условной окружности c радиусом будет равна сумме кинетической энергии её поступательного движения и энергии вращения относительно геометрического центра . Используя зависимость (29) и (33), имеем

. (3817)

Тот же самый результат получится и при использовании второй условной окружности радиуса (30) и (34).

. (3917)

Приведем уравнение (38) к виду (19)

, (4019)

здесь .

Вот теперь у нас есть полное право утверждать, что постоянством константы (24) Планка управляет закон сохранения момента импульса, который формулируется так: если сумма моментов внешних сил, действующих на вращающееся тело, равна нулю, то его момент импульса остаётся постоянным по величине и направлению, то есть постоянная Планка величина векторная .

Таким образом, постоянством постоянной Планка управляет один из самых фундаментальных законов классической физики (а точнее - классической механики) - закон сохранения момента импульса. Это - чистый классический механический закон, а не какое - то мистическое квантовое наименьшее действие, как считал Планк и его последователи.

Поэтому появление постоянной Планка в математической модели излучения абсолютно черного тела не даёт никаких оснований утверждать о неспособности классической физики описать процесс излучения этого тела. Наоборот, самый фундаментальный закон классической физики - закон сохранения момента импульса как раз и участвует в описании этого процесса.

Таким образом, планковский закон излучения абсолютно черного тела является законом классической физики и отпадает необходимость в названии «Квантовая физика», так как истинный смысл совокупности понятий «квант наименьшего действия» соответствует классическому понятию «момент импульса».

Скрытые параметры фотона позволяют вывести основные математические соотношения бывшей Квантовой механики, описывающие поведение фотона, из законов Классической механики. Вполне естественно, что продолжение описания выявленной модели фотона должно привести к уравнениям, описывающим движение его центра масс.

Известно, что длина волны электромагнитного излучения изменяется в диапазоне (табл. 1). Наименьшая длина волны , соответствует гамма диапазону и её можно считать равной радиусу гамма фотона. Наибольшая длина волны неприемлема для отождествления с радиусом фотона. Дальше мы увидим, как максимальная длина волны или радиус фотона следуют из закона излучения Вселенной и максимальная величина его радиуса ограничена пределом минимальной температуры в Природе.

Как видно (табл. 1), с увеличением массы фотона длина его волны уменьшается. Эта закономерность однозначно следует и из константы локализации фотона . Это же следует и из закона сохранения момента импульса Таким образом, фотоны всех частот, сохраняя свою магнитную структуру (рис. 7), меняют массу, частоту и радиус так, что , то есть принципом этого изменения управляют законы: сохранения момента импульса (24) и локализации фотонов (25).

2.4 Теория движения фотона

Начнем с вывода уравнений движения центра масс фотона. Поскольку центр масс фотона движется в плоскости поляризации и в рамках аксиомы Единства пространства - материи - времени, то для описания его движения по плоской волновой траектории необходимо иметь два параметрических уравнения (рис. 10).

Так как центр масс фотона движется относительно наблюдателя и относительно геометрического центра , который движется прямолинейно со скоростью , то для полного описания такого движения необходимо иметь две системы отсчета (рис. 10): неподвижную и подвижную , связанную с прямолинейно и равномерно движущимся геометрическим центром фотона.

Уравнения движения центра масс фотона (рис. 7) относительно подвижной системы имеют вид параметрических уравнений окружности (рис. 10):

 ; (41)

. (42)

Если рассматривать движение фотона относительно неподвижной системы отсчета ХОУ со скоростью , то уравнения такого движения становятся уравнениями циклоиды:

; (43)

. (44)

Обратим внимание на то, что в уравнениях (43) и (44) и . Это значит, что они описывают движение центра масс фотона (рис. 9, а) по волновой траектории в рамках аксиомы Единства пространства - материи - времени. Отметим, что уравнения Луи Де Бройля и Шредингера этим свойством не обладают. Учитывая соотношения (27), получим:

(45)

(46)

где .

На рис. 9, b представлены траектории точек , которые показанны на (рис. 4). Обратим внимание на важные особенности. Радиус кольца равен и точка , лежащая на кольце (рис. 4), описывает обыкновенную циклоиду К (рис. 9, b).

Радиус окружности, описываемой точкой (рис. 4), - и эта точка описывает удлинённую циклоиду (рис. 9, b).

Радиус окружности, описываемой точкой (рис. 4, 9, a и 10), и точка М на этом радиусе описывает укороченную циклоиду (рис. 9, b).

Так как у модели фотона амплитуда колебаний центра масс фотона , то его центр масс М движется по укороченной циклоиде (45), (46). На рис. 9, b это траектория М.

Результаты эксперимента (табл. 2) требуют, чтобы математическая модель, описывающая скорость центра масс О шестигранника, а значит и центра масс М фотона, не зависела бы от его радиуса . Уравнения (45) и (46) автоматически дают такой результат

(47)

Если считать, что движение фотона эквивалентно движению шестигранника, то в формуле (47) и получаем закономерность изменения скорости центра масс М фотона (рис. 7)

(48)

График изменения скорости (48) центра масс М фотона (рис. 7) показан на рис. 11, а.



Рис. 11: а) график скорости центра масс фотона; b) зависимость изменения касательной силы инерции, действующей на центр масс М светового фотона в интервале одного колебания , равного длине волны

Как видно (рис. 11, а), скорость центра масс фотона действительно изменяется в интервале длины волны или периода колебаний таким образом, что не имеет нулевых значений и её средняя величина остается постоянной и равной .

Поскольку сила инерции направлена противоположно ускорению, то касательная сила инерции , действующая на центр масс фотона (рис. 7), запишется так

. (49)

Несмотря на сложность переменной составляющей математической модели (49), касательная сила инерции, действующая на центр масс М фотона, (рис. 7) изменяется синусоидально (рис. 11, b). Это значит, что она и генерирует равномерное прямолинейное движение геометрического центра фотона.

Нормальная составляющая силы инерции, действующей на центр масс фотона (центробежная сила инерции), определиться по формуле

. (50)

Результирующая сила инерции , действующая на центр масс фотона, будет равна

(51)

Уважаемый Александр Николаевич! Думаю, что теперь Вы видите, как глубоко спрятала Природа, реализацию момента импульса, содержащегося в константе (18) Макса Планка, который открыл её в 1900г. А Вы ничего не сообщаете студентам об этом в своём учебнике по физике, описывая законы сохранения. Почему?

Таким же образом определяются силы, действующие на центры масс каждого из шести магнитных полей фотона. Уравнения движения центра масс одного из магнитных полей фотона относительно подвижной системы отсчета будут иметь вид (рис. 10):

; (52)

. (53)

Уравнения абсолютного движения центра масс одного магнитного поля фотона (рис. 5, с и рис. 7), то есть движения относительно неподвижной системы отсчета принимают вид:

; (54)

 . (55)

закон сохранение импульс момент

Это - уравнения волнистой циклоиды. Они позволяют легко определить все кинематические характеристики центров масс отдельных магнитных полей фотона (рис. 7).

Таким образом, постулированные раннее математические модели бывшей квантовой механики, описывающие поведение фотона, выведены нами аналитически.

Далее, при анализе других физических явлений, в которых явно проявляется поведение фотонов, мы получим остальные и многие другие, в том числе и новые математические модели.

Итак, мы оставляем в покое почти все математические формулы, которые давно применяют для описания поведения фотона в различных экспериментах. В этом смысле у нас нет ничего нового, мы только подтвердили достоверность этих формул и дополнили их уравнениями (45) и (46), описывающими волновое движение центра масс фотона в рамках аксиомы Единства пространства - материи - времени. Теперь у нас есть основания утверждать, что гипотезы индийского физика Бозе и английского Алана Холдена о корпускулярной структуре фотона (рис. 3, b) уверенно идут к пьедесталу достоверных научных постулатов.

Поскольку основные математические модели, описывающие главные характеристики фотона, выведены аналитически из анализа движения его модели (рис. 7), то это является веским основанием для использования этой модели при интерпретации результатов всех экспериментов, в которых участвуют фотоны. Количество таких экспериментов неисчислимо, поэтому мы будем рассматривать лишь те из них, которые носят обобщающий характер. Самая большая совокупность экспериментальных данных, в которых зафиксировано поведение фотонов - шкала, так называемых электромагнитных излучений, которая теперь называется шкалой фотонных излучений (рис. 12), главные характеристики фотонной шкалы представлены в таблице (1).

Мы будем обращаться к таблицу (1) при интерпретации почти всей совокупности экспериментов с участием фотонов, а сейчас определим лишь интервал изменения длины волны фотонов.

Длина волны фотонных излучений изменяется в интервале (табл. 1 и рис. 12). Минимальная величина этого интервала принадлежит гамма-фотону, а максимальная - низкочастотному диапазону излучения. Величины эти установлены экспериментально и у нас нет оснований сомневаться в их достоверности. Но, как мы уже отметили, у нас есть основания сомневаться в том, что самый большой фотон имеет длину волны (табл. 1).

Сразу возникает вопрос: какое электромагнитное образование формирует электромагнитное излучение с длиной волны, больше длины волны реликтового диапазона (рис. 12)? Ответ на этот вопрос следует из гипотезы индийского ученого Бозе и английского физика Алана Холдена, представленной на рис. 3, b..

Рис. 12. Шкала фотонных и фотонно-волновых излучений

Если волна, излученная антенной или любым другим источником, состоит из фотонов (рис. 3, b), то величина генерируемого тока будет зависеть от количества фотонов, попавших на неё, и от их индивидуальной энергии, но не от напряженности, выдуманного для этого случая электрического и магнитного полей (рис. 3, а)..

Такое представление (рис. 3, а) базируется на опытах Майкла Фарадея, проведённых им в 1831 году. Он установил, что магнитные и электрические поля меняются синхронно и всегда находятся в сопряжённом состоянии. Если эти изменения синусоидальны, то изменение напряженностей электрических и магнитных полей чаще всего представляют как две взаимно перпендикулярные синусоиды, изменяющиеся во времени (рис. 3, а) и описываемые уравнениями Максвелла (56-60). Главная область их применения - анализ электромагнитных процессов и излучений. Запишем их в дифференциальной форме.

(56)

, (57)

, (58)

. (59)

Здесь:

- напряженность электрического поля;

- напряженность магнитного поля;

- ток смещения; - ток проводимости.

Ортодоксы до сих пор считают, что зрительную информацию формируют и передают в пространстве электромагнитные волны Максвелла (рис. 3, а).

Как видно (56-59), это - уравнения в частных производных, поэтому они автоматически противоречат аксиоме Единства. Суть которого - в отсутствии в реальности возможности останавливать время при дифференцировании функции по координате, так как меняющаяся координата - всегда функция времени. Это противоречие усиливается невозможностью независимости координаты от времени .

Аксиома Единства не допускает остановку изменения одного параметра при дифференцировании функции по другому параметру, так как в реальности время и дифференцируемый параметр меняются синхронно. - меняющийся параметр - всегда функция времени .

Далее, в уравнениях Максвелла (56-59) нет математического символа главных законов материального мира, отражённых в постоянной Планка. Закона сохранения момента импульса , управляющего формированием и движением в пространстве фотонов всех радиусов, равных длинам волн, описываемых центрами масс фотонов (рис. 7 и рис 10).

Нет и закона сохранения кинетического момента , управляющего формированием вращающихся элементарных частиц, макротел и их систем.

Этого больше, чем достаточно, чтобы поставить достоверность физической сути, описываемой уравнениями Максвелла (56-59), под сомнение.

Поскольку в процессах формирования, хранения, передачи и приёма информации участвуют не только электроны, но и фотоны, то есть основания назвать подобную информацию, электрофотонной.

Экспериментальные достижения человека в формировании хранении, передаче и приёма электрофотонной информации - родилась недавно.