Структурная организаиця света Структура фотона icon

Структурная организаиця света Структура фотона



НазваниеСтруктурная организаиця света Структура фотона
Дата конвертации27.09.2012
Размер303.72 Kb.
ТипДокументы

Структурная организация света

Глава 2. Структурная организаиця света


2.1. Структура фотона


В процессе проведенных различными авторами исследований были выяснены основные свойства света и его элементарной составляющей – фотона. Свойства эти таковы [1].

1. Наименьший элемент света – фотон несет в себе энергию, которая согласно закону Планка пропорциональна частоте:


Е = hν, (2.1)


где h = 6,62·10–34 Дж·с – постоянная Планка

2. Свет, излученный атомом, поляризован. Свет не поляризован в обычном луче (круговая поляризация), поскольку различные атомы излучают свет в различные моменты времени и отдельные порции света излучаются независимо друг от друга.

3. Фотон как частица не имеет электрического заряда.

4. Фотон может обладать одним из двух значений спина: либо + 1, либо – 1.

5. Свет обладает давлением, следовательно, фотоны облада-ют массой.

6. Фотоны локализованы в пространстве, распространяются в вакууме прямолинейно и обладают постоянной скоростью, что делает их подобными потоку частиц.

7. Свет обладает свойствами интерференции и дифракции, что позволило считать фотоны волнами.

8. Параллельно ориентированные фотоны интерферируют, а взаимно перпендикулярно поляризованные фотоны не интерферируют.

Все ранее разработанные различными авторами модели фотона не удовлетворяют по совокупности перечисленным свойствам, созданные же теории ограничиваются не противоречивым описанием свойств фотона и света в целом, но не вскрывают структуру фотона и не объясняют, почему свет обладает именно такими свойствами.

Кроме того, обнаружено еще одно свойство, которому пока не придано должного значения: хотя свет и электромагнитные волны считаются явлениями одного порядка, поскольку они распространяются с одинаковой скоростью (других аргументов в пользу этого утверждения практически нет), то затухание их в пол Дело в том, что затухание света в полупроводящей среде (морской воде) оказалось полностью не соответствующим закону затухания плоской электромагнитной волны в такой среде.

Как известно, плоская электромагнитная волна затухает в полупроводящей среде в соответствии с законом Максвелла как

μоμσω

(———) 1/2 r

2

Н = Но е . (2.1)


Здесь Но – напряженность магнитного поля на поверхности раздела сред, например, на поверхности морской воды; μ – относительная магнитная проницаемость среды; σ – проводимость среды; ω = 2πf, f – частота электромагнитной волны; r – расстояние от поверхности раздела сред.
что

Практика обнаруживает полное подтверждение указанной формулы затуханию плоской радиоволны в морской среде и полное расхождение ее с затуханием света в прозрачной морской воде.

При проводимости морской воды 1 Ом–1· м–1 на частоте 1 мГц практически полное затухание электромагнитной волны происходит на глубине в 3 м. Учитывая, что затухание волны происходит пропорционально корню квадратному от частоты, или

____

r1/r2 = √(f2/f1) (1.2)


и для зеленого света длина волны составляет 5,6·10–7 м, что соответствует частоте 5·1014 Гц, получаем для расчетной по Максвеллу глубину проникновения света в морскую воду как.

_________

r2 = r1 √ (106/1014) = 3·10–4 м,

и таким образом, свет должен бы проникать на глубину не более чем 3·10–4 м = 0,3 мм. Вместо этого свет проникает на глубину порядка 150-200 м. Таким образом, расхождение теории с практикой здесь составляет более 500 тыс. раз!

Теория объясняет это тем, что морская вода на таких частотах теряет свою проводимость, причины чего не объясняются, но на самом деле это не более, чем предположение, потому что никак не исследовалось.

. На самом деле это элементарно объясняется тем, что структура фотона ни в коей мере не соответствует структуре плоской радиоволны и в указанных расчетах полностью исключены два важнейших момента – пропорциональность энергии фотона общему числу вихрей, образующих фотон, и внутренняя энергия каждого вихря фотона.

Дж.Томсоном была сделана попытка построить вихревую модель фотона [2]. Однако его модель не отвечала даже элементарным требованиям объяснения явления поляризации, поскольку простое вихревое кольцо, которое Томсон предлагал в качестве модели фотона, такими свойствами не обладало.

Все указанные выше свойства света легко объясняются на эфиродинамической вихревой основе.

Образование фотона можно представить как результат колебаний в эфире возбужденной электронной оболочки атома.

Электронная оболочка атома представляет собой присоединенный вихрь эфира, достаточно упругий. Если по ней нанесен удар, то на ней возникают горбы и впадины, которые совершают колебания вокруг центра атома. Совершая колебания, возбужденная винтовая вихревая оболочка в прилегающих к ее поверхности слоях эфира возбуждает винтовые струи, причем направление тока эфира в струе совпадает с направлением тока эфира в поверхностных слоях оболочки. Это легко объяснимо, поскольку давление эфира на набегающей стороне оболочки больше, чем в невозмущенной среде. Винтовая струя эфира создает в окружающем эфире смещение в продольном относительно струи направлении. Такая струя соответствует элементарному винтовому дуплету в гидромеханике. Как и в каждом газе, дуплет создает вихревое течение среды. Однако поскольку струя эфира имеет винтовой характер, то и созданный элементарный вихрь также будет иметь винтовую структуру.

При возвратном движении горба оболочки противоположная сторона ее станет набегающей, в результате чего на второй стороне будет создана вторая струйка газа, которая образует второй вихрь, также имеющий винтовую структуру. Оба вихря создаются поочередно, причем движение горба оболочки отталкивает поочередно оба вихря в направлении их будущего движения, задавая начальный импульс образующемуся фотону (рис. 2.1).





Рис. 2.1. Образование фотона возбужденной электронной оболочкой атома: 1 – возбужденный атом; 2 – индуцированная струйка эфира; 3 – поток эфира между вихрями


Движение фотона направлено в сторону движения эфира на прилегающих поверхностях его вихрей, т.е. так же, как это бывает и у обычных кольцевых вихрей. Поскольку размеры атома составляют, примерно, 10–10 м, то и размер дуплета должен быть того же порядка. Замыкание же образованного вихря может происходить в существенно большей области, которая ограничена лишь появлением последующего вихря. Таким образом, размеры вихрей в фотоне ограничиваются частотой колебаний создавшего их осциллятора – возбужденной электронной оболочки.

Фотон в виде вихревой винтовой структуры, составленной из линейных расходящихся вихрей эфира, расположенных относительно друг друга в шахматном порядке показан на рис. 2.2. Такое образование имеет в гидромеханике аналог, так называемую вихревую дорожку Кармана (рис. 2.3) [3–5]. В данной структуре вихри одного ряда вращаются в одном направлении, вихри второго ряда – в противоположном. Длиной волны фотона является расстояние между центрами вихрей одного ряда. Поскольку каждый вихрь фотона имеет массу, легко видеть, что фотон является и частицей, и волной одновременно.





^ Рис. 2.2. Структура фотона: продольное сечение (а), поперечное сечение при спине –1 (б), поперечное сечение при спине +1 (в)


Вихри, составляющие фотон, имеют винтовую структуру, следовательно, вдоль осей этих вихрей имеется ток эфира, который в вихрях первого ряда направлен в одну сторону, в вихрях второго ряда – в противоположную. По отношению к этому потоку вихри выступают также дуплетами, так что потоки, текущие вдоль осей вихрей, будут переходить из вихрей одного ряда в вихри второго ряда, а с противоположных торцов, наоборот, из вихрей второго в вихри первого ряда.





а) б)



в)



г)



д)


Рис. 2.3. Вихревая дорожка Кармана: а) – структура потоков; б) – вихри Кармана в воде. Камера движется вместе с вихрями; в) – дорожка Кармана за круговым цилиндром при Re = 105; в левой части видна начальная стадия образования дорожки; г) моделирование дорожки в воздушной среде; д) – структура потоков вихревой дорожки на конечной стадии существования


Замыкание винтовых вихревых потоков в торцах вихрей приведет к тому, что вихревое движение не будет распространяться за пределы узкой зоны пространства, прилегающего к фотону. Никакого кольцевого движения в окружающем эфире фотон не создает и, следовательно, будет восприниматься как электрически нейтральная частица.

Так же как и обычное вихревое кольцо, система линейных вихрей будет перемещаться прямолинейно, поскольку в ней.


n n/2 n/2

Σ Гi = Σ Г1i + Σ Г2i = 0, (2.2)

i=1 i=1 i=1


т. е. сумма циркуляций кольцевых скоростей всех линейных вихрей равна нулю, или, иначе, суммы циркуляций обоих рядов линейных вихрей равны и противоположны друг другу.

Поскольку направлений осевого потока в каждом вихре в принципе может быть два (левовинтовое движение эфира и правовинтовое), то соответственно и спин может принимать два значения. Третье значение спина, равное нулю, означает, что осевого потока нет и линейные вихри, образующие фотон, ничем не скреплены. Для линейных вихрей такое состояние не устойчиво, поэтому вся структура разобьется на отдельные быстро диффундирующие кольца.

При образовании фотона возбужденной оболочкой атома процесс длится относительно большое время, при этом образуется значительное число вихрей фотона. Из классической теории света известно [22], что время излучения света одиночным атомом составляет.


3mec3

τ = ————, (2.3)

2 ωo2e2


где me и e – соответственно масса и заряд электрона. Если вместо ωo взять среднюю частоту в видимой области (λ = 5·10–7 м, т.е. ωo = 4·1015 с–1 ), то, подставляя me = 9·10–31 кг и е/mec = 1,76·107, получаем τ ≈ 10–8 с.

Поскольку частота колебаний осциллятора составляет, примерно 1014 Гц, то легко видеть, что за время излучения, т.е. за время, в течение которого энергия уменьшается в е раз, осциллятор совершит число колебаний порядка 106.

Следовательно, фотон, полученный в результате излучения атома должен представлять собой вихревое образование приблизительно квадратного сечения со стороной квадрата, равной примерно 2λ и длиной порядка 106 λ, т.е. длинную тонкую нить. При длине волны 0,5 мкм (зеленый цвет) элементарный фотон будет иметь размеры 1мкм х1мкм х0,5 м. Однако длина фотона при одной и той же длине волны может быть самой различной. С помощью ячеек Керра фотон можно порубить на части любой длины.

Фотон имеет конечную длину, поскольку образование каждого вихря возможно лишь при определенном значении колебания возбужденной оболочки, и начиная с некоторого минимального значения амплитуды колебания осциллятора, вихрь в среде более не образуется. Этот же процесс можно рассматривать и как отрыв части массы оболочки возбужденного атома при каждом полупериоде его колебания.

Известно, что расстояние между атомами твердого тела равно 10–10 м, в то время как ширина и толщина фотона составляют порядка 106 м. Следовательно, на площади сечения одного фотона укладывается 108 атомов. Это означает, что в создании каждого фотона принимает участие не один, а много атомов, отдавая ему свою энергию. Сопротивление излучения для каждого атома при этом снизится, они войдут в синхронизм, а время излучения увеличится пропорционально числу атомов, участвующих в создании фотона. Таким образом, длина фотона не является величиной постоянной.

Образуя совместно общую винтовую струю эфира в прилегающих к ним областях, атомы затрачивают наименьшую энергию, если они колеблются синхронно и синфазно, ибо во всех остальных случаях между возбужденной колеблющейся оболочкой и струей возникает дополнительное вязкое трение и происходит замедление тех атомов, фаза которых опережает фазу струи, и, наоборот, струя, опередившая по фазе осциллятор, начинает отдавать энергию этому осциллятору, в результате чего отстающие атомы подтягиваются к фазе струи. Таким образом, происходят взаимная синхронизация и синфазирование колебаний возбужденных оболочек различных атомов. При этом однонаправленные вихри фотонов, созданных в соседних областях излучателя, будут подтягиваться друг к другу, создавая общие потоки (рис. 2.4).





Рис. 2.4. Соединение фотонов, образованных различными атомами, в общую вихревую систему


Увеличение числа атомов, принимающих участие в создании фотона, приводит не только к увеличению длины фотона, но также и к увеличению его поперечных размеров при сохранении длины волны и к повышению плотности эфира в теле фотона, так как давление в струе, образованной несколькими дуплетами, будет повышено по сравнению с давлением в струе, образованной одним дуплетом, а кроме того, при фиксированной частоте увеличение интенсивности струй приведет к перестройке структуры каждого вихря, как это происходит в газовых вихрях, – начнут уплотняться стенки, общая масса и плотность газа начнут увеличиваться.

Реальные источники когерентного света никогда не бывают точечными, их площадь занимает, как минимум, несколько квадратных миллиметров. Между тем, свет от такого источника, будучи расщеплен на два луча, а затем собран на общем экране, способен создать интерференционную картину. Это означает, что фотоны в обоих лучах не только имеют одну и ту же частоту, но и единую фазу, ибо иначе никакой интерференционной картины не получилось бы. На рис. 1.4 показано, что фотоны одинаковой частоты способны создавать единую систему, в которой все они будут синфазны. Это же означает и то, что в каждый момент времени все атомы площадного источника когерентного света также синхронизируются друг с другом.

Образование фотонов при соударении электрона и позитрона должно существенно отличаться от рассмотренного выше, поскольку происходит однократное взаимодействие винтовых тороидов. Соударяясь, электрон и позитрон должны разрушиться и образовать другие структуры. Один из вариантов такой перестройки показан на рис. 2.5.





Рис. 2.5. Образование фотонов при аннигиляции электрона и позитрона


Как электрон, так и позитрон делятся каждый на четыре части, происходит поворот этих частей, в результате чего образуются два фотона, спин каждого из которых, видимо, равен нулю, несмотря на наличие осевых потоков. Полученные фотоны не образуют цуга волн, как фотоны, образованные в результате излучения атомов. Разлетающиеся фотоны будут взаимно перпендикулярно поляризованы.

Таким образом, фотоны, образованные в результате аннигиляции электрона и позитрона, должны существенно отличаться от фотонов, образованных в результате излучения атомов. Разумеется, все сказанное должно подлежать экспериментальной проверке.

Энергия системы вихрей в фотоне определяется выражением [23, с. 273]:


ρ n cos α

E = —— Σ Г1iГ2i ∫∫ ——— dl1i dl2i , (2.4)

4 π i=1 ri

где Г1i, Г2i – интенсивности пары вихрей, ri - расстояние между их осями; dl1i, dl2i – элементы длины вихрей, α – угол между элементами, причем двойной интеграл берется вдоль осей вихревых нитей, а суммирование включает все наличные пары нитей по одному разу.

Видно, что энергия вихревой системы тем больше, чем меньше расстояние между вихрями. Поскольку расстояние между вихрями находится в строгой пропорциональности с расстоянием между вихрями, находящимися в одном ряду, т.е. с длиной волны фотона λ, то

1

Е ~ — ~ ν, (2.5)

λ


где ν – частота колебаний фотона, что находится в полном соответствии с законом Планка, который фактически соответствует выражению для энергии системы взаимодействующих вихрей. Вихрей.

При сопоставлении закона Планка с приведенным выражением можно сделать вывод о том, что все вихри фотона, созданные атомами, имеют одинаковую внутреннюю энергию. Это не очевидно, однако во внешних эффектах внутренняя энергия фотонов не проявляется, относительно же внешних проявлений энергии фотона закон Планка достаточно строг. При создании же искусственного электромагнитного излучения это обстоятельство становится важным, поскольку возникает проблема накопления энергии уже в каждом вихре при увеличении затрачиваемой на его создание мощности источника.

В законе Планка и в уравнениях Максвелла полностью не учтена внутренняя энергетика фотона, состоящая из трех компонент:

энергетики каждого вихря;

энергетики всей совокупности вихрей, образующих фотон;

энергетики связей

Внутренняя энергия вращения эфирных струй в составе каждого эфирного вихря в фотонной структуре и определяет его интенсивность и его форму. Чем большую энергию несет в себе эфирный вихрь, тем больше линейная скорость струй эфира, его образующих, тем больше их угловая скорость и при одной и той же массе вихря тем меньше его диаметр. Последнее обстоятельство непосредственно следует из положений газовой динамики.

Поскольку размеры торцов вихрей определяются расстоянием между их осями и зависят, следовательно, только от частоты создания вихрей, то накопление энергии должно происходить в центральной части каждого вихря за счет уменьшения диаметра этой центральной части: чем больше при одной и той же частоте энергии закачано в каждый вихрь, тем меньше должен быть диаметр его центральной части (керна). Поэтому каждый эфирный вихрь фотона в середине имеет утонченную и уплотненную часть (рис. 1.2), в которой и накоплена его основная энергия. Эта же часть и содержит в себе основную массу вихря.

Энергетика всей совокупности вихрей фотона распределяется по всему телу фотона за счет торцевых потоков эфира, перетекающих из вихрей одного ряда в вихри другого ряда. Поэтому утрата энергии головным вихрем фотона при преодолении сопротивления эфира компенсируется энергией всех вихрей, образующих фотон.

Здесь следует различать энергию короткого фотона, состоящего из малого числа вихрей (минимальное их число – три), и энергию длинных фотонов, состоящих из миллионов вихрей. При всей одинаковости их внешних свойств – частоты и планковской энергии – проникающая способность у них будет существенно разная; короткие фотоны будут затухать в полупроводящей среде значительно быстрее, чем длинные.

Таким образом, внутренняя энергия фотона Еф как цельной вихревой структуры складывается из трех компонентов:

– планковской энергии, учитывающей только частотные свойства фотона;

– внутренней энергии каждого вихря;

– энергии всей совокупности вихрей, пропорциональной числу

вихрей в структуре фотона.

Эта энергия может быть описана как

Еф = h’вν, (2.6)


где h’ – коэффициент пропорциональности, некоторый аналог постоянной Планка; n – количество вихрей (колебаний), образующих тело фотона; Ев – энергия каждого вихря; ν – частота фотона, обозначаемая обычно в радиотехнике через букву f.

Из указанных двух обстоятельств – энергии всего тела фотона, т.е. энергии всей системы его вихрей и накопления энергии в центральной части каждого вихря – вытекает весьма важное следствие: фотонная структура не подчиняется закону Максвелла о затухании в полупроводящей среде.

Для фотона, так же как и для любого материального образования


Е = Ее + Еi, (2.7)


где Ее – внешняя энергия (относительно других систем); Еi – внутренняя энергия. Внешняя энергия для фотона, перемещающегося поступательно в пространстве, как и для всякого перемещающегося тела, равна


Ее = mc2/2. (2.8)


Внутренняя энергия фотона есть энергия винтового вращения потоков эфира. Исходя из принципа распределения энергии Максвелла, можно полагать, что энергия винтового вращения равна энергии перемещения, т.е.

Ее = Еi. (2.9)


Следовательно, общую энергию фотона можно было бы положить, как это и принято, равной


Еф = mc2 (2.10)


Данное выражение в виде


dЕф = c2dm (2.11)


получено Хевисайдом в 1912 г. [24] на основе рассмотрения уравнений Максвелла и с учетом предположений о наличии в природе эфира.

Равенство энергий магнитного и электрического полей в фотоне


μH 2 εE2

WH = —— = WE = —— (2.12)

4 π 4 π


заставляет считать, что для каждого такого поля энергия вращения и энергия перемещения сопровождающих потоков эфира – тороидального и кольцевого – также равны друг другу и для обоих полей одинаковы между собой.

Однако в приведенных выражениях не учтена энергия керна фотона, в котором, собственно, и сосредоточена основная доля его массы и энергии.

Определим среднюю плотность фотона на примере фотона с длиной волны λ = 5·10–7 м.

Если массу одного вихря фотона определить из известного выражения


Еф = mфc2, (2.13)


а также учесть, что


Еф = hν = hc/ λ, (2.14)


то получим


h

mф = ——. (2.15)

сλ


Здесь Еф – энергия фотона; h – постоянная Планка; ν - частота фотона; λ – длина его волны; с – скорость света.

Масса одного вихря составит


6,6256·10–34

mф = ————— = 4,42·10–36 кг. (2.16)

3·108 ·5·10–7


Объем одного вихря фотона примерно равен величине


Vф = 4·λ 3 (2.17)


и в данном случае составляет величину


Vф = 4 (5·10–7) 3 = 5·10–19 м3. (2.18)


Следовательно, средняя плотность фотона будет равна


ρфср. = mф/Vф = 4,42·10–36 /5·10–19 ≈ 10–17 кг·м–3, (2.19)


т. е. существенно меньше плотности свободного эфира. Конечно, сам по себе такой вихрь просто не смог бы существовать: своим существованием он обязан керну – центральной части, в которой плотность значительно повышена по сравнению с плотностью свободного эфира. Полагая объем керна равным примерно

Vк = 10 dк3, (2.20)


учитывая также, что почти вся масса вихря находится в керне, и, следовательно, его плотность


ρк = mк/Vкmф/10dк3ρp (2.21)


то если бы плотность керна была бы той же, что и плотность протона (ρp = 4·1017 кг·м–3 ), то диаметр керна фотона составил бы

mф

dк = ( ——)1/3 ≈ 10–18 м. (2.22)

10ρp


Однако если бы это было так, то проникающая способность света была бы во много раз больше реально существующей. Поэтому хотя диаметр керна и значительно меньше диаметра вихря фотона, но не в такой степени. Ориентировочно можно предполагать, что диаметр керна всего лишь на два–три порядка меньше диаметра вихря фотона.

Из расчета плотности фотона вытекает также и то обстоятельство, что в любой среде в фотоне участвует ничтожно малая часть эфира. Разумеется, приведенные расчеты носят весьма приближенный характер. Однако из изложенного уже видно, почему фотоны света не взаимодействуют друг с другом: вероятность соударения кернов исчезающе мала, и даже в случае прямого соударения керны фотонов просто обогнут друг друга, избегнув прямого соударения, а тела фотонов свободно проникают сквозь друг друга.

Таким образом, наличие уплотненного керна, с одной стороны, по-иному заставляет представить структуру фотона, нежели это было бы в несжимаемой среде, а с другой стороны, объясняют факт устойчивости фотонов и отсутствие их взаимодействия друг с другом.

Наличие керна в каждом вихре фотона и цуга вихрей объясняет повышенную проницаемость света в морской среде. Если исходить из представлений современной электродинамики, то при световых частотах, составляющих 1014–1015 Гц, затухание света в морской воде, имеющей проводимость порядка 1–10 Сименс/м, должно происходить на глубине в несколько миллиметров. Реальная же проникающая способность света составляет 100–150 м, что на 5 порядков выше. Обычные попытки объяснить этот факт уменьшением проводимости воды на этих частотах никакого обоснования не имеют. Таким образом, налицо очередной парадокс.

Однако если учесть вышеизложенное о структуре фотона и каждого его вихря, то механизм проникновения фотона в воду станет более очевиден: энергия фотона вовсе не заключается в нем, как в плоской электромагнитной волне, она содержится в кернах и во всем теле фотона, состоящего из большого числа вихрей.

Из расчета плотности фотона вытекает также и то обстоятельство, что в любой среде в фотоне участвует ничтожно малая часть эфира.


^ 2.2. Перемещение фотонов в пространстве


Рассмотрим особенности перемещения фотонов в пространстве.

Причиной движения фотона как системы линейных вихрей является, так же как и для обычного вихревого кольца, создание потоков газа в среде за счет вихревого движения частей самого фотона. В этом смысле законы движения фотона не должны принципиально отличаться от законов движения обычных вихревых колец.

При формировании фотона, так же как и при формировании вихревого кольца, происходит сжатие вихря давлением окружающей среды, что приводит к увеличению энергии вихря и уменьшению его диаметра. Отличительной особенностью фотона является то, что в момент образования сжатию подвергается главным образом, центральная часть линейного вихря, в результате чего и образуется керн. В дальнейшем в процессе движения энергия фотона только расходуется, в основном на преодоление вязкого трения эфира при вращении вихрей.

В поступательном движении фотона, так же как и в движении вихревого кольца газа, следует различать три этапа [6-9].

Первый этап движения – это движение фотона сразу же после его образования. Как и для всякого вихревого кольца, в фотоне все основные переходные процессы, связанные с установлением его структуры и скорости должны окончиться на протяжении (4–5)λ (для кольца – на протяжении 4–5 его диаметров), т.е. на пути порядка 5·10–6 м и времени порядка 2·10–14 с.

Начальная скорость движения фотона не равна скорости света – его установившейся скорости, поскольку масса эфира, образовавшего фотон, покоилась относительно атома. Эта масса эфира обладает инерционностью, следовательно, разгон фотона должен происходить по экспоненциальному закону:


tto

– ——

Tф.прод

v0 = с – (ссо)е (2.23)


Исходя из изложенного, можно положить, что постоянная времени разгона фотона находится в пределах 10–15–10–14с. Конечно, для различных длин волн постоянная времени будет разной.

Учитывая, что фотон, образованный излучающим атомом, представляет собой цуг вихрей, приходится считать, что в одном и том же фотоне во время его образования протекают различные процессы. В той части, которая после вихреобразования отошла от излучающего атома более чем на пять длин волн, все основные процессы уже завершились, в то время как в той части, которая находится вблизи атома, эти процессы еще продолжаются. Постоянную времени разгона фотона следует отличать от постоянной времени поперечного смещения фотона при попадании его в поперечную относительно направления движения фотона струю эфира. Эта постоянная времени определяется силой поперечного давления эфирного потока на керн фотона и массой керна, и она во много раз больше постоянной времени продольного движения фотона.

Вторым этапом движения фотона является его устойчивое движение на всем основном пути, заключенном в интервале 1024–1025 м и времени существования порядка 1017–1018 с (десятки миллиардов лет).

Радиус вихрей фотона, как и всяких газовых вихрей, и длина его волны растут со временем по закону [25]


R(t) = α(λ)L(t), (2.24)


где α – малый параметр. Для воздушных вихрей эта величина равна 0,01–0,001, а для эфира существенно меньше.

Учитывая, что фотон в момент образования имел некоторые начальные длину волны и размер, правильнее данное выражение записать в виде [26]:


R(t) = Ro + αRL(t), (2.25)


или


λ (t) = λo + αλ L(t) (2.26)


Сопоставляя данное выражение с законом Хаббла «красного смещения» спектров


λ – λo L(t)

z = —— = H —— , (2.27)

λo c


где Н = 3·10–18 с–1 – постоянная Хаббла, получаем


Н

λ = λo + λoL(t), (2.28)

с


т.е.


Н 3·10–18

αλ = λo — = λo —— = 10–26 λ0 . (2.29)

с 3·108


Для λo = 5·10–7 м имеем αλ = 5·10–33. Пройденное вихревой системой расстояние определяется выражением


Ro ανo

L(t) = — [(1 + 4 —— t)1/ 4 – 1], (2.30)

α Ro


что применительно к фотону даст, считая ανo/ Ro = 2Н,


сt

L(t) = —— [(1 + 8Ht)1/ 4 – 1]. (2.31)

2Ht


Соответственно скорость фотона составит


с

сф = ———— (2.32)

(1 + 8Ht)3/ 4


Следовательно, скорость фотона нельзя считать постоянной. Она уменьшается со временем, хотя, если учесть, что фотон является системой линейных, а не кольцевых вихрей, эта зависимость не должна быть такой сильной, как это следует из выражения (2.32), при точном выполнении которого при Ht = 1 скорость фотона составит всего 0,37с.

Отличие свойств фотона от свойств кругового вихря следует искать в разности плотностей тела фотона и среды, в отличии форм потоков среды, создаваемых фотоном, от форм потоков среды, создаваемых круговым вихрем, в нелинейных явлениях на границах вихрей, в частности в пограничном слое, а главное, в наличии в линейных вихрях фотонов уплотненных кернов, что в совокупности обусловливает более высокую стабильность фотона, чем обычных вихрей.

Подстановка выражения закона Планка в закон Хаббла «Красного смещения» спектров далеких галактик [10] позволяет установить закон потери фотоном энергии за время второго этапа его движения. Как известно, для спектров звезд далеких галактик характерно наличие так называемого «красного смещения» спектров в сторону увеличения длины волны. Астрономом Хабблом выведен закон «красного смещения», получивший его имя:


λ – λo L

z = ——— = H —— , (2.33)

λo c


где λo – длина волны источника света; λ – длина волны света, принятого наблюдателем; ^ L – расстояние от источника света до наблюдателя; с – скорость света; Н = 3·10–18 с–1 – постоянная Хаббла (Т = 1/Н = 3,3·1017с = 1010 лет).

Энергия фотона определяется законом Планка


Е = hν. (2.34)


Учитывая, что


λ = с/ν, (2.35)


получаем


. ЕoЕ ΔЕ ΔL

z = ——— = —— = – Н ——, (2.36)

Е Е c


Или в пределе


dE dL

—— = – H ——. (2.37)

E c


Интегрируя и учитывая, что при L = 0 E = Eo, получаем:


Н

– — t

с –10–26L – 10–10 t

Е = Еoе = Еoе = Еoе , (2.38)


где расстояние L измеряется в метрах, а время t – в годах.

Таким образом, получается естественный экспоненциальный закон убывания энергии фотона, что можно считать не результатом «разбегания Вселенной», как это сейчас принято, а результатом вязкости эфира, в котором проходит фотон. Время, за которое длина волны фотона увеличивается вдвое, определяется из соотношения

λ2 Еo τ / 3,3·1017

—— = —— = е = 2, (2.39)

λo Е2


откуда


τ = 3,3·1017ln2 = 2,31·1017 c = 7·109 лет. (2.40)


Третий этап движения фотона наступает на последней стадии его существования через время порядка 10–20 млрд. лет после его образования. За это время фотон теряет энергию в 2,7–7,3 раза. Потеря энергии фотоном должна сказаться на его устойчивости. Структура фотона разрушается, керны уже исчерпали свою энергию и не существуют, фотоны дробятся на осколки, соударяются друг с другом и образуют, если можно так выразиться, «фотонный газ», в котором они сталкиваются друг с другом и теряют первоначальное направление.

По аналогии с кольцевым вихрем на этом этапе должно происходить торможение и в дальнейшем диффундирование и переход материи эфира, образующего фотон, в свободное состояние, не связанное с вихревым движением. Вероятно, что фотоны на третьем этапе их существования воспринимаются как так называемое фоновое («реликтовое») излучение космического пространства [11], и уж, по крайней мере, являются его частью.

Приведенные соотношения находятся в качественном согласии с известными представлениями о диффузии вихрей в средах [9].


2.3. «Красное смещение» спектров далеких галактик


«Красное смещение» спектров далеких галактик это понижение частот электромагнитного излучения, испускаемого звездами. Считается, что такое понижение частот связано с доплеровским эффектом и свидетельствует о расширении Вселенной. Само расширение Вселенной есть результат Большого взрыва сингулярной точки, в которой когда-то была сосредоточена вся масса Вселенной После взрыва вся масса стала разлетаться, что и происходит до сих пор, о чем и свидетельствует «Красное смещение» [12].

«Красным» понижение частот названо потому, что спектр частот смещается к красному концу спектра, т.е. к более длинноволновому, чем волны фиолетовой части. Красное смещение было обнаружено американским астрономом В.Слайфером в 1912-1914 гг., а в 1929 г. американский астроном Э.Хаббл установил, что спектр от более далеких галактик смещается сильнее, чем от близких, и возрастает прибилительно пропорционально расстоянию. В результате был установлен закон удлинения волн электромагнитного излучения, получивший название закона Хаббла [10]:


vov λ – λo

z = ——— = ———

vo λ


Официальная космология трактует факт «Красного смещения» совершенно однозначно: «Красное смещение» спектров галактик это доплеровский сдвиг частот в результате расширения Вселенной, причем скорость разбегания галактик тем больше, чем дальше они находятся друг от друга. Хаббл выяснил, что чем дальше от нас находится галактика, тем с большей скоростью она удаляется. Это самое явление центростремительного «разбегания» видимой Вселенной с нарастающей скоростью по мере удаления от локальной точки наблюдения и получило название закона Хаббла. Математически он формулируется очень просто:


   v = Hr


где v — скорость удаления галактики от нас, r — расстояние до нее, а H — так называемая постоянная Хаббла. Последняя определяется экспериментально, и на сегодняшний день оценивается как равная примерно 70 км/(с·Мпк) (километров в секунду на мегапарсек; 1 Мпк приблизительно равен 3,3 миллионам световых лет). А это означает, что галактика, удаленная от нас на расстояние 10 мегапарсек, убегает от нас со скоростью 700 км/с, галактика, удаленная на 100 Мпк, — со скоростью 7000 км/с, и т. д. И, хотя изначально Хаббл пришел к этому закону по результатом наблюдения всего нескольких ближайших к нам галактик, ни одна из множества открытых с тех пор новых, всё более удаленных от Млечного Пути галактик видимой Вселенной из-под действия этого закона не выпадает.

На самом деле «Красное смещение», как функциональная зависимость одних величин, в данном случае, изменение частот спектров, от других величин, в данном случае, от расстояния между галактиками может иметь бесчисленное множество трактовок, в том числе, не имеющих никакого отношения к «разбеганию» галактик и расширению Вселенной. Но в объективный анализ вмешивается политическая составляющая – заинтересованность в том, чтобы данный факт подтвердил существующую парадигму, в данном случае, – Общую теорию относительности Эйнштейна. Поэтому другие трактовки не рассматриваются, а доплеровская трактовка, отвечающая поставленной цели, преподносится как единственно возможная.


^ 2.4. Фоновое излучение


Фоновое излуче́ние (или космическое микроволновое фоновое излучение от англ. cosmic microwave background radiation)[11] – космическое электромагнитное излучение с высокой степенью изотропности и со спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,725 К. Термин реликтовое излучение, который обычно используется в русскоязычной литературе дл обозначения фонового излучения, ввёл в употребление советский астрофизик И. С. Шкловский [13], полагая, что этим подчеркивается происхождение Вселенной вследствие «Большого взрыва» некоей сингулярной точки, в которой некогда была сосредоточена вся масса Вселенной..

Реликтовое излучение было предсказано Георгием Гамовым, Ральфом Альфером и Робертом Германом в 1948 году на основе созданной ими первой теории горячего Большого взрыва. Более того, Альфер и Герман смогли установить, что температура реликтового излучения должна составлять 5 К, а Гамов дал предсказание в 3 К[2]. Хотя некоторые оценки температуры пространства существовали и до этого, они обладали несколькими недостатками. Во-первых, это были измерения лишь эффективной температуры пространства, не предполагалось, что спектр излучения подчиняется закону Планка. Во-вторых, они были зависимы от нашего особого расположения на краю галактики Млечный Путь и не предполагали, что излучение изотропно. Более того, они бы дали совершенно другие результаты, если бы Земля находилась где-либо в другом месте Вселенной.

Экспериментально существование фонового излучения было подтверждено в 1965 году, и в 1978 году Пензиас и Вилсон (США) получили Нобелевскую премию за его открытие. В 1983 году был проведён первый эксперимент, РЕЛИКТ-1, по измерению реликтового излучения с борта космического аппарата. В январе 1992 года на основании анализа данных эксперимента РЕЛИКТ-1 российские учёные объявили об открытии анизотропии реликтового излучения. Дипольная анизотропия соответствует движению Солнечной системы по направлению к созвездию Девы со скоростью ≈ 370 км/с[5].

Наряду с космологическим красным смещением, реликтовое излучение рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.

Считается, что реликтовое излучение сохранилось с начальных этапов существования Вселенной и равномерно её заполняет. Установление равновесия наступило 400 тыс. лет после Большого взрыва – начала рождения Вселенной. С тех пор температура излучения снизилась и сейчас составляет 2,725 К, что соответствует спектру абсолютно черного тела.

На самом деле фоновое излучение возникло вследствие потери энергии фотонами уже в преддверии их полного растворения в космическом эфире.

Представляет большой интерес распределение интенсивности реликтового излучения по спектру частот от 0,05 мм до 100 см с пиком на 0,2 мм (рис. 3.16) [2].


10–14




10–16


10–18


100 10 1 0,1 см


Рис. 3.16. Спектр реликтового излучения, практически совпадающий со спектром излучения абсолютно черного тела с температурой 2,7 К


Границу ультрафиолетового излучения составляет длина волны в 0,4 мкм, инфракрасного – 0,7 мкм. Для водорода резонансная длина волны составляет 0.1216 мкм, для гелия -0,0584. Длина волны в 0,05 мм означает начало разрушения фотонов, длина волны в 100 см – полное их растворение в эфире, когда фотоны прекращают свое существование как вихревые образования эфира. Опираясь на закон Хаббла, отсюда может быть найдена длительность жизни фотонов как носителей информации (длина волны до 0,05 мм) и как окончания существования фотонов как реликтового излучения (длина волны от 0,05 мм до 100 см).

Естественный экспоненциальный закон убывания энергии фотона можно считать не результатом «разбегания Вселенной», как это сейчас принято, а результатом вязкости эфира, в котором проходит фотон.

Отношение длин волн одного и того же фотона в разные моменты времени составит


λ2 Еo Δτ / 3,3·1017

—— = —— = е , (2.39)

λo ^ Е2


Здесь Δτ, с – промежуток времени между этими моментами времени, откуда


Δτ = 3,3·1017 ln λ2о, с = 1010 ln λ2о, лет.


Молодые звезды, излучающие максимум света, имеют голубой цвет, что соответствует длинам волн от 4,2·10–7м до 4,9·10–7м, и весь диапазон длин волн реликтового излучения от 0,05 мм до 1 м. образуется в промежутке времени от 20 до 150 млрд. лет. От более дальних звезд свет не доходит, т.к. фотоны полностью теряют устойчивость и растворяются в эфире.

Этот этап движения фотона наступает на последней стадии его существования через время порядка 10-20 млрд. лет после его образования. За это время фотон теряет энергию в 2,7–7,3 раза. Потеря энергии фотоном должна сказаться на его устойчивости. Структура фотона разрушается, керны уже исчерпали свою энергию и не существуют, фотоны дробятся на осколки, соударяются друг с другом и образуют, если можно так выразиться, «фотонный газ», в котором они сталкиваются друг с другом и теряют первоначальное направление, что и наблюдается, т.к. никакого выделенного направления у реликтового излучения нет.

Отсюда следует, что предельная граница инструментальных возможностей оптики составляет порядка 10-20 миллиардов световых лет, а фотоны полностью разваливаются и обращаются в свободный эфир через 150 млрд. лет после их образования атомами. На самом деле быстрее, т. к. этот процесс к концу существования фотонов ускоряется, как и у любой газовой вихревой структуры в связи с увеличением их размеров и ускорением потери энергии. Разумеется, полученные оценки носят самый приближенный характер.

Следует отметить также, что к концу своего существования скорость фотонов в пространстве замедляется и составляет около 37% с. Распухшее тело фотона плюс замедленная скорость увеличивает вероятность столкновения фотонов, приходящих от разных далеких звезд с разных направлений, что еще более усредняет направления их движений в пространстве.


Выводы


1. Фотон является структурой, составленной из линейных вихрей, расположенных в два ряда в шахматном порядке, в каждом линейном вихре имеется утончение, в котором и сосредоточена основная энергия вихря. Эфирный поток по одним торцам вихрей перетекает из верхнего слоя в нижний, а по другим из нижнего в верхний, чем обеспечивается энергетическое единство всей системы. Каждый ряд включает большое число вихрей, до миллионов.

Каждый фотон обладает массой, в этом реализуются его корпускулярные свойства, расстояние между центрами вихрей одного ряда соответствует длине его волны, чем реализуются его волновые свойства. Фотоны с одинаковыми длинами волн способны интерферировать также как обычные волны.

Все известные свойства света и все известные световые явления реализуются приведенной моделью.

2. Постоянство скорости света есть постоянство скорости перемещения фотонов в пространстве и обусловливается свойствами окружающего фотоны эфира – его давлением и отношением радиуса амера к средней длине свободного пробела амеров в пространстве.

3. «Красное смещение» спектров далеких галактик (закон Хаббла) объясняется не расширением пространства или разбеганием галактик, а потерей энергии фотона за счет вязкости эфира при его перемещении в пространстве. Эта потеря происходит по экспоненциальному закону с постоянной времени в 1010 лет.

4. Время существования фотонов ограничено сроками в несколько десятков миллиардов лет. На последнем этапе скорость фотонов замедляется размеры увеличиваются, что воспринимается как увеличение длины волны, фотоны сталкиваются друг с другом и теряют первоначальное направление. Это и есть реликтовое излучение.




Похожие:

Структурная организаиця света Структура фотона iconА. Барбараш
Вселенной. При недостаточно точном соударении фотона с нейтрино, квантовый порог не достигается, и соударения как бы вообще не происходят,...
Структурная организаиця света Структура фотона iconД. Джоунс изобретения дедала (М.: Мир, 1985. – фрагменты из книги) стр. 150 Усталость света
«субъективного» времени, т е времени в системе отсчёта движущегося фотона. Это даёт Дедалу основание предположить, что за 2 ч фотон...
Структурная организаиця света Структура фотона iconЧто мы знаем сегодня о физической природе света? © Моисеев Б. М., 2010
Косвенно представлены некоторые элементы модели фотона, разрабатываемой автором. Приведены мысли о том, как организовать научно информационный...
Структурная организаиця света Структура фотона iconЗаконы эволюции вселенной часть движение фотонов вблизи тел
Фотон, как мы уже могли убедиться, определяет многие свойства окружающего мира. Многие свойства и законы поведения фотона уже проанализированы....
Структурная организаиця света Структура фотона iconЗаконы эволюции вселенной часть движение фотонов вблизи тел
Фотон, как мы уже могли убедиться, определяет многие свойства окружающего мира. Многие свойства и законы поведения фотона уже проанализированы....
Структурная организаиця света Структура фотона iconВокализации камчатских косаток: структура и диалекты
Целью нашего исследования является изучение структуры акустического репертуара камчатской популяции и сравнение его с репертуарами...
Структурная организаиця света Структура фотона iconДействующие лица: Света 19 лет
Наконец, это ей удается. Света встает перед зеркалом в позы моделей, улыбается сама себе голливудской улыбкой. Раздается звонок в...
Структурная организаиця света Структура фотона iconИзмерение скорости света
Земли вокруг Солнца. Он впервые сделал вывод о конечной скорости распространения света и определил ее величину. По его подсчетам,...
Структурная организаиця света Структура фотона iconВ. И. Секерин модель света. Корпускулярно-волновой дуализм
Электромагнитные волны в природе – это электромагнитное поле, вид материи, структура с пространственным периодическим чередованием...
Структурная организаиця света Структура фотона iconУрок пропедевтики физики 6 класс «Явление преломления света» Программа Н. Ю. Румянцевой «Познание мира» Образовательные цели : познакомить учащихся с явлением отражения света
Сегодня на уроке мы продолжаем изучать световые явления. Прежде чем познакомиться с новыми законами распространения света, давайте...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов