CC BY
31
УДК 359.12 ББК 22.38
В. И. Переверзев, И. В. Переверзев О ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИНАХ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ФОТОНЫ
Аннотация. Цель статьи - показать, что частоту, массу, расстояние между фотами и объёмную плотность фотонов света необходимо определять на основе исследования интерференции, фотоэффекта и давления.
Ключевые слова: фотон, фот, масса, частота, заряд.
V. I. Pereverzev, I. V. Pereverzev ABOUT PHYSICAL VALUES, DESCRIBING PHOTONS
Abstract. The aim of the article - to show, that the frequency, mass, the distances between phots, and cubic density of the light photons is necessary to define on the interference of the photo effect and pressure investigation basis.
Key words: photon, phot, mass, frequency, charge.
Построение элементарных частиц вещества [1] состоит в последовательном сближении и дальнейшем присоединении сначала двух электронов и одного позитрона, а затем двух позитронов и одного электрона (либо наоборот); потом снова двух электронов и одного позитрона и т.д., которые сами состоят из огромного числа МЭЧ, имеющих одинаковые массы и равные по величине, но противоположные по знаку электрические заряды с определённым пространственным распределением (структурой и движением). Элементарная частица, образующаяся после k-го присоединения электронов и позитронов по схеме два-один, имеет массу
т = к(3т. -тв),шш т = кАт,
где Ше - масса электрона (позитрона); Ше - масса выбрасываемой электронейтральной порции
МЭЧ. Процесс образования новой частицы сопровождается изменением структуры и движения системы МЭЧ и присоединяемых электронов и позитронов, и частицы, к которой они присоединяются. При этом результатом каждого нечётного присоединения является образование элементарной частицы с положительным или отрицательным зарядом q, по модулю равным заряду электрона, а чётном - электронейтральной частицы. На основе данной формулы находим, что в результате 725-го присоединения образуется протон (антипротон). Так как масса протона определена с наибольшей точностью, то знание его тик позволило установить, что разность масс Д/77 имеет значение 23, 07101167- 1(Г31 кг, а тв- значение 4,257590325-10~31кг.
Электронейтральность выбрасываемой порции МЭЧ [2] свидетельствует о том, что её следует рассматривать фотоном-диполем, состоящим из двух фотов с равными массами
тв
УПф = —, одинаковыми по величине, но противоположными по знаку зарядами ц. расстояние
2
м
между которыми I. Как фотон, выбрасываемая порция МЭЧ двигается со скоростью 3-108— вдоль
с
прямойлинии. Схема два-один указывает на то, что фоты фотона-диполя должны иметь заряды, по
2 2 тф д2
модулю равные заряду электрона. Силы гравитационного У —— и электрического к —— притя-
/ /
жения стремятся сблизить фоты. Этому препятствует центробежная сила 4тг V т ,! , обусловленная вращением фотона-диполя с частотой V вокруг оси, проходящей через его центр масс и перпендикулярной к плоскости, содержащей ось I и прямую распространения. По второму закону Ньютона
,2 2
Tyi, 7 а
тв
где у - гравитационная постоянная; к - электрическая постоянная; = - масса фота; / -
расстояние между фотами. Так как заряды фотов по модулю равны заряду электрона, то сила Л „„2
Ч тФ
к электрического значительно больше силы ^-^—гравитационного притяжения, и второй
закон Ньютона можно записать так
,а2
к—— ~4п V тЛ.
I
Отсюда следует, что расстояние I между фотами фотона-диполя
/
з
kq2
4 п2у2тф
Расстояние I определяет размеры области пространства, где происходит образование новой элементарной частицы по схеме два-один.
Исследования излучения и поглощения белого света раскалёнными веществами привели к установлению закона Кирхгофа. Согласно этому закону отношение испускательной способности к
поглощательной способности £у Т не зависит от природы вещества и является функцией только его температуры Т и частоты V. Зависимость Бу т называется функцией Кирхгофа. Весомый вклад
в установление зависимости БуТ от V и 7 внесли В. Вин, Д. Рэлей, Д. Джине и М. Планк. Д. Рэлей,
и Д. Джинс предложили рассматривать свет как систему не взаимодействующих друг с другом гармонических осцилляторов. М. Планк высказал гипотезу о квантовом характере энергии испускаемого света. А. Эйнштейн, развивая идеи Планка, предложил рассматривать свет как поток локализованных в пространстве дискретных фотонов, движущихся в вакууме со скоростью с = 3-108
м
— и имеющих энергию Иу. Электронейтральная порция МЭЧ, выбрасываемая при к-м присоеди-
с
нении электронов и позитронов по схеме два-один, также локализована в пространстве. Это даёт основание считать, что все наблюдаемые фотоны (тепловые, световые и т.д.) представляют собой не что иное, как выбросы электронейтральных порций МЭЧ силовых полей атомов (молекул) вещества, обусловленные изменениями их структуры и движения. Следовательно, и их необходимо
рассматривать фотонами-диполями, состоящими из двух фотов с равными массами Шф, одинаковыми по величине, но противоположными по знаку зарядами q, по модулю равными заряду электрона. Следствием постоянства масс Шф фотов является неизменность расстояния I между
ними и частоты у вращения фотона вокруг оси, проходящей через центр его масс и перпендикулярной к плоскости, содержащей ось I и прямую распространения (стабильность фотона). При исследовании света определяется, прежде всего, именно частота у вращения фотона вокруг этой оси. Описание выбрасываемой порции МЭЧ и любого фотона должно быть совершенно одинаковым.
В момент выброса полная энергия Е любого наблюдаемого уединённого фотона склады-
2 2 2 /2 вается из кинетической энергии ШфС поступательного иТГ V ТПф1 вращательного движения
2 2 щ , т
его фотов и их взаимных потенциальных энергий гравитационного у —— и электрического к взаимодействия, т.е.
2 2
е= ттс2 + тг2У2тл12 + г— + к —
Ф Ф г 1 /
или
Е - тфс2 + 5ж2\2тф12
Если принять, что расстояние I между фотами фотонов сравнимы с размерами излучающих их
2
атомов, то находим, что слагаемое Шф С более чем в двадцать раз превосходит слагаемое
57Т2у2гПф12 . Из выражения для полной энергии Е следует, что основными величинами, характеризующими фотоны, являются масса Ш^ , частота V и расстояние I.
Наиболее просто определяется частота V вращения фотона. В лабораторных условиях фотон-диполь распространяется от излучившего его атома вещества практически со скоростью с. За
время одного оборота 1 — — вокруг оси он перемещается на расстояние А — —, именуемое
V V
длиной волны. Определение длины волны в оптике основано на исследовании явления интерференции методом зеркал Френеля, бипризмы Френеля, колец Ньютона, дифракционной решётки и т.д. Поэтому частота вращения фотона вокруг оси рассчитывается на основе определения длины
- С
волны А этими методами по формуле V — — .
Л
Массу Шф фота фотона позволяет определить явление внешнего фотоэффекта, открытое
Г.Герцем и экспериментально исследованное А.Г. Столетовым, А.Ф. Иоффе, Р. Милликеном и другими учёными, суть которого состоит в испускании электронов веществом под действием света. Было установлено, что для каждого вещества 1) существует минимальная частота света при которой возникает фотоэффект, 2) кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой V света и равна работе задерживающего электрического поля дП3.
При поглощении фотона происходит изменение силового поля частицы вещества: числа, структуры и движения МЭЧ, его составляющего. В результате энергия частицы вещества, поглотившей фотон, увеличивается на величину Е его полной энергии. Так как у всех наблюдаемых фотонов слагаемое ШфС2 более чем в двадцать раз превосходит слагаемое 57г2\;2т^/2, то на совершение работы А выхода электрона из вещества и сообщение ему кинетической энергии —^—поступательного движения тратится кинетическая энергия ШфС поступательного движения
поглощаемого фотона. Это обусловлено тем, что столкновение фотона с веществом есть не что иное, как удар. Поэтому можно принять, что имеет место равенство:
ШС2 = А -^р или ШС2 = А + циъ Отсюда находим, что масса фота фотона
т - А + Яиъ
тф = —или тф ----.
С
Слагаемое 5я2 V2Шф!2 полной энергии фотона идёт на увеличение внутренней энергии вещества.
Работа выхода электрона зависит от химической природы вещества. Выход электрона возможен только в случае, когда кинетическая энергия поступательного движения фотонов
тфс >А.
Из-за выхода электронов поверхность вещества приобретает положительный заряд. Поэтому скорость удаления электронов от поверхности уменьшается и обращается в нуль, если их выход обусловлен фотонами с кинетической энергией поступательного движения ШфС2 = А. В этом случае у поверхности вещества образуется электронный слой.
Если вблизи поверхности вещества расположить металлическую пластину, имеющую положительный заряд, то при некотором значении заряда выбиваемые электроны станут достигать пластину. Это можно обнаружить с помощью электрометра (электроскопа), с которым соединена пластина. Для обеспечения непрерывного освещения поверхности вещества некоторые участки металлической пластины следует выполнить в виде сетки.
При некотором значении заряда пластины электроны из электронного облака станут перемещаться к ней, что позволит зафиксировать изменение показания электрометра. Знание заряда пластины электрометра на момент начала изменения показания и её расстояния от поверхности вещества позволит определить работу А выхода электронов из вещества. Надо зафиксировать: при освещении каким светом заряд пластины электрометра начнёт изменяться. Последнее позволит
знать кинетическую энергию поступательного движения Шф С2 фотонов, обеспечивающих выход
электронов из вещества.
Расстояние I между фотами фотона рассчитывается по формуле
1 = з
II
yml+kq2
4 л2у2тф
следующей из второго закона Ньютона, на основе экспериментальных значений массы Шф и частоты v.
Распространяясь в пространстве со скоростью с, каждый уединённый фотон обладает импульсом, численно равным 2тфс . При нормальном падении на поверхность вещества фотон
передаёт ему импульс 2тфс, если поглощается, и импульс 4тфС , если отражается. Предположим, что на площадку dS поверхности вещества за время dt падает ncdtdS световых фотонов, где n-объёмная плотность фотонов (число фотонов, находящихся в момент времени t в одном метре кубическом пространства).Эти фотоны оказывают на поверхность давление Р, равное 2тфС П,
при полном поглощении, равное 4m фС П , при их полном отражении. Экспериментально давление Р света на вещество первым обнаружил и измерил П.Н. Лебедев. Существование светового давления подтверждает наличие у фотонов массы и импульса. Знание значения давления Р, производимого фотонами при их нормальном падении на поверхность, позволяет определять объёмную плотность
Р Р
1) по формуле П =-=-при полном поглощении;
2 тфс2 2(A + qU3) Р Р
2) по формуле П —-—- при полном отражении.
4 тфс2 4 (A + qU3)
Итак, экспериментальное исследование интерференции, внешнего фотоэффекта и давления света позволяет установить частоту v вращения, массу тф фотов, расстояние l между фотами и объёмную плотность п фотонов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Переверзев, В. И. Построение частиц из МЭЧ // Вестник ТГПИ имени А.П. Чехова. - 2012. - № 1. Физико-математические и естественные науки. - С. 101-111.
2. Переверзев, В. И. Взаимодействие фотонов с силовыми полями / В. И. Переверзев, И. В. Переверзев // Вестник ТГПИ имени А.П. Чехова. - 2012. - № 1. Физико-математические и естественные науки. -С. 112-118.
УДК 537.591 ББК 22.334
В. Ф. Сокуров
ФУНКЦИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОЧЕНЬ НИЗКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ
Аннотация. Попадая в атмосферу Земли, космические лучи порождают поток вторичного излучения, исследуя который, можно получить объективную информацию о спектре первичного излучения.
Ключевые слова: расчет амплитуды, отраженный сигнал, релятивистский диск, вторичные частицы, радиолокационное зондирование, первичный энергетический спектр, интенсивность потока.
V. F. Sokurov
FUNCTION OF DISTRIBUTION OF RADIATION IN GROUND LAYER
Abstract. Getting in an atmosphere of the Earth, space beams generate a stream of secondary radiation, investigating which, it is possible to receive the objective information on a spectrum of primary radiation.
Key words: calculation of the amplitude, the reflected signal, a relativistic disk, secondary particles, radar-tracking sounding, a primary power spectrum, intensity of a stream.
