Ποιο σωματίδιο ονομάζεται φωτόνιο. Θεωρία φωτονίων του φωτός

Φωτόνιο. Δομή φωτονίων. Η αρχή της κίνησης.

Μέρος 1. Αρχικά στοιχεία.

Μέρος 1. Αρχικά στοιχεία.

1.1. Ένα φωτόνιο είναι ένα στοιχειώδες σωματίδιο, ένα κβάντο ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

1.2. Ένα φωτόνιο δεν μπορεί να χωριστεί σε πολλά μέρη και δεν διασπάται αυθόρμητα στο κενό.

1.3. Το φωτόνιο είναι ένα πραγματικά ηλεκτρικά ουδέτερο σωματίδιο. Η ταχύτητα κίνησης (κίνησης) ενός φωτονίου στο κενό είναι ίση με «c».

1.4. Το φως είναι ένα ρεύμα εντοπισμένων σωματιδίων - φωτονίων.

1.5 . Σε πολλά εκπέμπονται φωτόνια φυσικές διαδικασίες, για παράδειγμα: κατά την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων με επιτάχυνση (ακτινοβολία bremsstrahlung, synchrotron, cyclotron) ή κατά τη μετάβαση ενός ηλεκτρονίου από μια διεγερμένη κατάσταση σε μια κατάσταση με χαμηλότερη ενέργεια. Αυτό συμβαίνει ως αποτέλεσμα του κύριου θεμελιώδης μεταμόρφωσηστη Φύση - ο μετασχηματισμός της κινητικής ενέργειας ενός φορτισμένου σωματιδίου σε ηλεκτρομαγνητική ενέργεια (και αντίστροφα).

1.6. Το φωτόνιο χαρακτηρίζεται από δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου:

Από τη μία πλευρά, τα φωτόνια επιδεικνύουν τις ιδιότητες ενός κύματος στα φαινόμενα περίθλασης και παρεμβολής σε κλίμακες συγκρίσιμες με το μήκος κύματος του φωτονίου.

Από την άλλη πλευρά, ένα φωτόνιο συμπεριφέρεται σαν ένα σωματίδιο που εκπέμπεται ή απορροφάται εξ ολοκλήρου από αντικείμενα των οποίων οι διαστάσεις είναι πολύ μικρότερες από το μήκος κύματός του (για παράδειγμα, ατομικούς πυρήνες) ή θεωρούνται σημειακοί (ηλεκτρόνιο).

1.7. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι το single Τα φωτόνια επιδεικνύουν τις ιδιότητες ενός κύματος, μπορεί να δηλωθεί αξιόπιστα ότι ένα φωτόνιο είναι ένα «μίνι-κύμα» (ένα ξεχωριστό, συμπαγές «κομμάτι» ενός κύματος). Αυτό θα πρέπει να ληφθεί υπόψη παρακάτω ιδιότητεςκυματιστά:

α) ε τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα (και τα φωτόνια) είναι εγκάρσια κύματα, στο οποίο τα διανύσματα έντασης ηλεκτρικού (Ε) και μαγνητικού (Η) πεδίου ταλαντώνονται κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος Ηλεκτρομαγνητικά κύματα (φωτόνιο) μπορεί να μεταδοθεί από πηγή σε δέκτη, συμπεριλαμβανομένου του κενού. Δεν χρειάζονται μέσο για να απλωθούν.

β) η μισή ενέργεια των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (και των φωτονίων) είναι μαγνητική.

γ) για τον χαρακτηρισμό της έντασης της κυματικής διεργασίας, χρησιμοποιούνται τρεις παράμετροι: πλάτος της διεργασίας κύματος, ενεργειακή πυκνότηταδιαδικασία κύματος και πυκνότητα ροής ενέργειας.

1.8. Επιπλέον, κατά την εξέταση της δομής ενός φωτονίου και της αρχής της κίνησής του, ελήφθησαν υπόψη τα ακόλουθα δεδομένα:

α) η εκπομπή φωτονίων πρακτικά περνά σε μια χρονική περίοδο της τάξης των 10 -7 sec - 10 -15 sec. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο του φωτονίου αυξάνεται από το μηδέν στο μέγιστο και πάλι πέφτει στο μηδέν. Δείτε την εικόνα 1.

β) η γραφική παράσταση των αλλαγών στο πεδίο των φωτονίων δεν μπορεί με κανέναν τρόπο να είναι κομμάτι ενός κομμένου ημιτονοειδούς, επειδή άπειρες δυνάμεις θα προέκυπταν στα σημεία κοπής.

V) από τη συχνότητα ηλεκτρομαγνητικό κύμα- αυτή είναι μια ποσότητα που παρατηρείται σε πειράματα, τότε η ίδια συχνότητα (και μήκος κύματος) μπορεί να αποδοθεί σε ένα μεμονωμένο φωτόνιο. Επομένως, οι παράμετροι φωτονίων, όπως τα κύματα, περιγράφονται με τον τύπο E = h*φά , όπου h είναι η σταθερά του Planck, η οποία συσχετίζει την ποσότητα της ενέργειας των φωτονίων με τη συχνότητά της (φά).

Ρύζι. 1. Το φωτόνιο είναι ένα υλικό σωματίδιο και είναι ένα συμπαγές (που έχει αρχή και τέλος), αδιαίρετο «κομμάτι» κύματος, το οποίο ηλεκτρομαγνητικά πεδίααυξάνεται από το μηδέν σε ένα ορισμένο μέγιστο και πάλι πέφτει στο μηδέν. Τα μαγνητικά πεδία συμβατικά δεν εμφανίζονται.

Μέρος 2. Βασικές αρχές δομής φωτονίων.

2.1. Σχεδόν σε όλα τα άρθρα σχετικά με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα (φωτόνια), τα σχήματα περιγράφουν και δείχνουν γραφικά ένα κύμα που αποτελείται από δύο πεδία - ηλεκτρικό και μαγνητικό, για παράδειγμα, το απόσπασμα: "Ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο είναι ένας συνδυασμός ηλεκτρικών μαγνητικών πεδίων...". Ωστόσο, η ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικού κύματος «δύο συστατικών» (και φωτονίου) είναι αδύνατη για έναν απλό λόγο: ηλεκτρικό ενός συστατικού και ενός συστατικού μαγνητικό πεδίοδεν υπάρχει και δεν μπορεί να υπάρξει σε ηλεκτρομαγνητικό κύμα (φωτόνιο). Εξήγηση:

α) υπάρχουν θεωρητικά μοντέλα-τύποι-νόμοι που χρησιμοποιούνται για υπολογισμούς ή προσδιορισμό παραμέτρων υπό ιδανικές συνθήκες (π.χ. ένα θεωρητικό μοντέλο ιδανικό αέριο). Αυτό είναι απολύτως αποδεκτό. Ωστόσο, για υπολογισμούς υπό πραγματικές συνθήκες, εισάγονται συντελεστές διόρθωσης σε αυτούς τους τύπους που αντικατοπτρίζουν τις πραγματικές παραμέτρους του περιβάλλοντος.

β) υπάρχει και ένα θεωρητικό μοντέλο που ονομάζεται «ηλεκτρικό πεδίο». Για λύσεις θεωρητικά προβλήματααυτό είναι αποδεκτό. Ωστόσο, στην πραγματικότητα υπάρχουν μόνο δύο ηλεκτρικά πεδία: το συν ηλεκτρικό πεδίο (Νο. 1) και το πλην ηλεκτρικό πεδίο (Νο. 2). Ουσίες που ονομάζονται «χωρίς χρέωση; ηλεκτρικά ουδέτερο; ηλεκτρικό πεδίο Νο. 3" δεν υπάρχει στην πραγματικότητα και δεν μπορεί να υπάρξει. Επομένως, κατά την προσομοίωση πραγματικών συνθηκών σε θεωρητικό μοντέλοΚάτω από το όνομα "ηλεκτρικό πεδίο", είναι πάντα απαραίτητο να λαμβάνονται υπόψη δύο "συντελεστές διόρθωσης" - το πραγματικό ηλεκτρικό πεδίο-συν και το πραγματικό ηλεκτρικό πεδίο-πλην.

γ) υπάρχει ένα θεωρητικό μοντέλο που ονομάζεται «μαγνητικό πεδίο». Αυτό είναι αρκετά αποδεκτό για την επίλυση ορισμένων προβλημάτων. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, ένα μαγνητικό πεδίο έχει πάντα δύο μαγνητικούς πόλους: πόλος #1 (N) και πόλος #2 (S). Ουσίες που ονομάζονται «χωρίς πόλο; Το "μαγνητικό πεδίο Νο. 3" δεν υπάρχει στην πραγματικότητα και δεν μπορεί να υπάρξει. Επομένως, κατά τη μοντελοποίηση πραγματικών συνθηκών σε ένα θεωρητικό μοντέλο που ονομάζεται "μαγνητικό πεδίο", είναι πάντα απαραίτητο να λαμβάνονται υπόψη δύο "διορθωτικοί παράγοντες" - ο πόλος-Ν και πόλος-Σ.

2.2. Έτσι, λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, μπορούμε να βγάλουμε ένα εντελώς αδιαμφισβήτητο συμπέρασμα: ένα φωτόνιο είναι ένα συμπαγές (που έχει αρχή και τέλος), ένα υλικό σωματίδιο στο οποίο η ύλη είναι ένας συνδυασμός δύο ηλεκτρικών (συν ή πλην) και δύο μαγνητικών (N-S) πεδία ικανά να διαδίδονται από τις πηγές τους χωρίς εξασθένηση (στο κενό) σε αυθαίρετα μεγάλες αποστάσεις. Δείτε την Εικόνα 2.

Εικ.2. Ένα φωτόνιο είναι ένας συνδυασμός δύο ηλεκτρικών πεδίων (συν και πλην) και δύο μαγνητικών πεδίων (N και S). Σε αυτή την περίπτωση, η συνολική ηλεκτρική ουδετερότητα του φωτονίου τηρείται πλήρως. Σε αυτή την εργασία, υποτίθεται ότι το μείον ηλεκτρικό πεδίο είναι συζευγμένο με μαγνητικό πεδίο-Ν, και το ηλεκτρικό πεδίο-συν συνδέεται με μαγνητικά πεδία.

Μέρος 3. Κβάντο ενέργειας και κβάντο μάζας.

3.1. Από τη μια πλευρά, ένα φωτόνιο είναι ένα συμπαγές, αδιαίρετο σωματίδιο, του οποίου τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία αυξάνονται από το μηδέν σε ένα ορισμένο μέγιστο και στη συνέχεια πέφτουν ξανά στο μηδέν. Δηλαδή, το φωτόνιο έχει ένα πολύ πραγματικό γραμμικό μέγεθος (αρχή και τέλος).

3.2. Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, οι παράμετροι φωτονίων, όπως τα κύματα, περιγράφονται από τον τύπο E = h*φά , όπου h είναι η σταθερά του Planck (eV*sec), ένα στοιχειώδες κβάντο δράσης (θεμελιώδης παγκόσμια σταθερά), η οποία συσχετίζει την ποσότητα της ενέργειας των φωτονίων με τη συχνότητά της (φά).

3.3. Αυτό υποδηλώνει ότι όλα τα φωτόνια αποτελούνται από έναν πολύ συγκεκριμένο αριθμό (n) «ανεξάρτητων» ηλεκτρικά ουδέτερων «μέσης» στοιχειώδους ενέργειας κβάντα (eV) με απολύτως το ίδιο μήκος κύματος (μεγάλο ). Στην περίπτωση αυτή, η ενέργεια οποιουδήποτε φωτονίου είναι ίση με: E = e 1 *n, όπου (π 1 ) είναι η ενέργεια ενός στοιχειώδους κβαντικού, (n) είναι ο αριθμός τους σε ένα φωτόνιο. Δείτε την Εικόνα 3.

Εικ.3.

α) «κανονικό» φωτόνιο (τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία αυξάνονται από το μηδέν σε ένα ορισμένο μέγιστο και πέφτουν ξανά στο μηδέν).

β) το ίδιο φωτόνιο από «μέση» κβάντα. Μπορούμε να υποθέσουμε ότι κάθε φωτόνιο αποτελείται από έναν πολύ συγκεκριμένο αριθμό απολύτως πανομοιότυπων «μέσου» κβαντών στοιχειώδους ενέργειας.

γ) ένα στοιχειώδες «μέσο» κβάντο ενέργειας φωτονίων. Το στοιχειώδες κβάντο ενέργειας (διάσταση - eV) είναι απολύτως το ίδιο για όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα όλων των περιοχών και είναι παρόμοιο με το στοιχειώδες κβάντο της δράσης Planck (διάσταση - eV*sec). Σε αυτήν την περίπτωση: E (eV) = h* f = e 1 *n.

3.4. Ύλη φωτονίων.Τα φωτόνια εκπέμπονται ως αποτέλεσμα του κύριου θεμελιώδους μετασχηματισμού στη Φύση - ο μετασχηματισμός της κινητικής ενέργειας ενός φορτισμένου σωματιδίου σε ηλεκτρομαγνητική ενέργεια και αντίστροφα - ο μετασχηματισμός της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας των φωτονίων στην κινητική ενέργεια ενός φορτισμένου σωματιδίου. Ωστόσο κινητική ενέργειαείναι άυλη και η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια ενός φωτονίου έχει όλες τις ιδιότητες της ύλης. Έτσι: ως αποτέλεσμα του κύριου θεμελιώδους μετασχηματισμού στη Φύση, η άυλη κινητική ενέργεια ενός φορτισμένου σωματιδίου μετατρέπεται στην ενέργεια των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων ενός φωτονίου, το οποίο έχει πολύ πραγματικές ιδιότητες της ύλης: ορμή, ταχύτητα, μάζα και άλλα χαρακτηριστικά. Εφόσον το φωτόνιο είναι υλικό, τότε όλα τα συστατικά του μέρη είναι υλικά. Δηλαδή: ένα στοιχειώδες κβάντο ενέργειας είναι αυτόματα ένα στοιχειώδες κβάντο μάζας.

3.5. Κάθε φωτόνιο αποτελείται από έναν πολύ συγκεκριμένο αριθμό «ανεξάρτητων» ηλεκτρικά ουδέτερων στοιχειωδών ενεργειακών κβαντών. Και εξέταση του συστήματος η δομή ενός στοιχειώδους κβαντικού δείχνει ότι:

α) ένα στοιχειώδες κβάντο δεν μπορεί να διαιρεθεί σε δύο ίσα μέρη, καθώς αυτό θα παραβιάζει αυτόματα το νόμο της διατήρησης του φορτίου.

β) είναι επίσης αδύνατο να «αποκοπούν» περισσότερα από ένα στοιχειώδες κβάντο μικρό μέρος, καθώς αυτό θα οδηγήσει αυτόματα σε αλλαγή της τιμής της σταθεράς του Planck ( θεμελιώδης σταθερά) για αυτό το κβάντο.

3.6. Ως εκ τούτου:

Πρώτα. Η μετατροπή της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας των φωτονίων σε κινητική ενέργεια ενός φορτισμένου σωματιδίου δεν μπορεί να συνεχής λειτουργία- Η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε κινητική ενέργεια σωματιδίων (και αντίστροφα) μόνο σε ενεργειακές τιμές που είναι πολλαπλάσια ενός κβαντικού στοιχειώδους ενέργειας.

Δεύτερος. Δεδομένου ότι τα κελύφη των κουάρκ, των πρωτονίων, των νετρονίων και άλλων σωματιδίων είναιπυκνή ηλεκτρικά ουδέτερη ύλη φωτονίων, τότε οι μάζες αυτών των κελυφών έχουν επίσης σημασία , πολλαπλάσια του στοιχειώδους κβαντικού μάζας.

3.7. Σημείωση: ωστόσο, η διαίρεση των στοιχειωδών κβαντών σε δύο απολύτως ίσα μέρη (θετικό και αρνητικό) είναι αρκετά δυνατή (και συμβαίνει) κατά τον σχηματισμό ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Σε αυτή την περίπτωση, η μάζα του ηλεκτρονίου και του ποζιτρονίουύλη , πολλαπλάσια του μισού στοιχειώδους κβαντικού μάζας (βλ.Ηλεκτρόνιο. Εκπαίδευση και δομή του ηλεκτρονίου. Μαγνητικό μονόπολο ενός ηλεκτρονίου").

Μέρος 4. Βασικές αρχές κίνησης φωτονίων.

4.1. Η κίνηση ενός υλικού φωτονίου-σωματιδίου μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με δύο τρόπους:

Επιλογή-1: το φωτόνιο κινείται με αδράνεια.

Επιλογή-2: ένα φωτόνιο είναι ένα αυτοκινούμενο σωματίδιο.

4.2. Για άγνωστους λόγους, είναι η αδρανειακή κίνηση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (και των φωτονίων) που είτε υπονοείται είτε αναφέρεται και φαίνεται γραφικά σε όλα σχεδόν τα άρθρα για τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, για παράδειγμα: Wikipedia. Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αγγλικά. Δείτε την Εικόνα 4.

Εικ.4. Παράδειγμα αδρανειακής κίνησης φωτονίου (Wikipedia. Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία). Το φωτόνιο κινείται δίπλα από τον παρατηρητή από αριστερά προς τα δεξιά με ταχύτητα V = «με». Σε αυτή την περίπτωση, όλα τα πέταλα του ημιτονοειδούς δεν αλλάζουν τις παραμέτρους τους, δηλαδή: στο πλαίσιο αναφοράς του φωτονίου είναι απολύτως ακίνητα.

4.3. Ωστόσο, η αδρανειακή κίνηση ενός φωτονίου είναι αδύνατη, για παράδειγμα, για τον ακόλουθο λόγο: όταν ένα φωτόνιο διέρχεται από ένα εμπόδιο (γυαλί), η ταχύτητά του μειώνεται, αλλά αφού περάσει από ένα εμπόδιο (ένα ή περισσότερα), το φωτόνιο ξανά " στιγμιαία» και επαναφέρει την ταχύτητά του σε «c» = const. Με την αδρανειακή κίνηση, μια τέτοια ανεξάρτητη αποκατάσταση της ταχύτητας είναι αδύνατη.

4.4. Μια «στιγμιαία» αύξηση της ταχύτητας κατά ένα φωτόνιο (έως «c» = σταθερό) μετά τη διέλευση ενός εμποδίου είναι δυνατή μόνο εάν το ίδιο το φωτόνιο είναι αυτοκινούμενο σωματίδιο. Στην περίπτωση αυτή, ο μηχανισμός αυτοπροώθησης ενός φωτονίου μπορεί να είναι μόνο μια αντιστροφή της πολικότητας των διαθέσιμων ηλεκτρικών (συν και πλην) και μαγνητικών (N και S) πεδίων με ταυτόχρονη μετατόπιση του φωτονίου κατά μισή περίοδο, δηλαδή με διπλάσια συχνότητα (2*φά). Δείτε την Εικόνα 5.

Εικ.5. Σχέδιο κίνησης φωτονίων λόγω αντιστροφής πεδίου. Το "Fragment" είναι μια ακολουθία αντιστροφής πολικότητας του πεδίου συν.

4.5. Η εξήγηση του μηχανισμού της κίνησης των φωτονίων βασίστηκε στα ακόλουθα δεδομένα:

α) το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ενός φωτονίου είναι ένας συνδυασμός εναλλασσόμενων ηλεκτρικών (συν ή πλην) και μαγνητικών (N και S) πεδίων.

β) τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία ενός φωτονίου δεν μπορούν να εξαφανιστούν - μπορούν μόνο να μετατραπούν το ένα στο άλλο. Η δημιουργία ενός μαγνητικού πεδίου από ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα θεμελιώδες φαινόμενο της φύσης.

γ) ένα μαγνητικό πεδίο εμφανίζεται μόνο με την παρουσία χρονικά μεταβαλλόμενου ηλεκτρικό πεδίοκαι αντίστροφα (κάθε αλλαγή στο ηλεκτρικό πεδίο διεγείρει ένα μαγνητικό πεδίο και, με τη σειρά του, μια αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο διεγείρει ένα ηλεκτρικό πεδίο). Επομένως, τα μαγνητικά πεδία ενός φωτονίου μπορούν να προκύψουν μόνο εάν το φωτόνιο έχει ηλεκτρικά πεδία μεταβλητού πρόσημου και χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά πεδία (στο πλαίσιο αναφοράς του φωτονίου).

4.6. Κατά την εξήγηση του μηχανισμού της αντιστροφής της πολικότητας των φωτονίων, εξετάστηκαν οι ακόλουθες επιλογές:

α) η παρουσία ελεύθερου χώρου μπροστά από το φωτόνιο. Ένα φωτόνιο είναι ένα συμπαγές, αδιαίρετο «κομμάτι» ενός κύματος με τη μορφή ημιτονοειδούς κύματος, στο οποίο τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία αυξάνονται από το μηδέν σε ένα ορισμένο μέγιστο και πέφτουν ξανά στο μηδέν. Δηλαδή: το «σώμα» του φωτονίου έχει πολύ πραγματικό γεωμετρικό μήκος (αρχή και τέλος). Η κίνηση ενός φωτονίου συμβαίνει λόγω του ότι το φωτόνιο κινείται σε απόσταση ενός μισού κύκλου (1/2L) για κάθε πράξη αντιστροφής πολικότητας. Και αυτή η κίνηση μπορεί πάντα να συμβεί μόνο προς μία κατεύθυνση (εμπρός), όπου υπάρχει ελεύθερος χώρος μπροστά από το φωτόνιο.

β) «Πάλη των αντιθέτων». Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ενός φωτονίου είναι ένας συνδυασμός εναλλασσόμενων ηλεκτρικών (συν ή πλην) και μαγνητικών (N και S) πεδίων. Σε αυτή την εργασία, υποτίθεται ότι το μείον ηλεκτρικό πεδίο είναι συζευγμένο με το μαγνητικό πεδίο-N και το συν ηλεκτρικό πεδίο είναι συζευγμένο με το μαγνητικό πεδίο-S. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει μια σταθερή (και θεμιτή) επιθυμία των μαγνητικών πεδίων N και S να συνδεθούν μεταξύ τους, δηλαδή να δημιουργήσουν έναν πλήρη «διπολικό μαγνήτη». Για να γίνει αυτό, ένα από τα μαγνητικά πεδία πρέπει να μετατοπιστεί κατά μισή περίοδο. Ωστόσο, το μαγνητικό και το ηλεκτρικό πεδίο είναι «στενά» αλληλένδετα και κάθε προσπάθεια του μαγνητικού πεδίου να «απαλλαγεί» από το ηλεκτρικό πεδίο «στιγμιαία» οδηγεί σε μια αντεπίδραση - προκαλώντας αντιστροφή πολικότητας (μεταφορά) όλων των πεδίων και τους αυτόματη μετατόπιση κατά μισή περίοδο.

4.7. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν άλλες επιλογές για την εξήγηση του μηχανισμού αυτοπροώθησης ενός φωτονίου, η μετακίνηση του φωτονίου λόγω της αντιστροφής των πεδίων είναι προφανώς η μόνη λύση στο πρόβλημα. Διότι μόνο ο τρόπος αντιστροφής πολικότητας καθιστά δυνατή τη διατήρηση του τρόπου αυτοπροώθησης του φωτονίου και ταυτόχρονα διασφαλίζει τη συμμόρφωση με τον θεμελιώδη νόμο της Φύσης - τη δημιουργία ενός μαγνητικού πεδίου παρουσία ηλεκτρικού πεδίου μεταβλητού πρόσημου και μεταβαλλόμενο χρόνο (και αντίστροφα). Οι προτεινόμενες επιλογές για τον μηχανισμό αντιστροφής της πολικότητας (λόγοι και ακολουθία) απαιτούν πρόσθετη επεξεργασία, η οποία δεν μπορεί να παρουσιαστεί σε αυτήν την εργασία. Ωστόσο, οι παραπάνω εξηγήσεις είναι μια αποδεκτή διέξοδος από την τρέχουσα κατάσταση για την επίλυση του προβλήματος της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός, καθώς μας επιτρέπουν να εξηγήσουμε με διάφορους βαθμούς βεβαιότητας τον μηχανισμό της αυτοπροώθησης φωτονίων.

4.8. Ταχύτητα φωτονίων. Ταχύτητα(ες) ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (φωτόνια) στο κενό, η συχνότητά τους (στ) και μήκος κύματος (L ) συνδέονται άκαμπτα με τον τύπο: c = f*L . Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η κίνηση ενός φωτονίου συμβαίνει λόγω της ταυτόχρονης αντιστροφής της πολικότητας των ηλεκτρικών και μαγνητικών του πεδίων, κατά την οποία το φωτόνιο μετατοπίζεται κατά μια απόσταση ενός μισού κύκλου (L/2) για κάθε πράξη αντιστροφής πολικότητας, δηλαδή με διπλάσια συχνότητα. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, ο τύπος ταχύτητας θα μοιάζει με c = 2 f*L /2, που είναι απολύτως πανομοιότυπο με τον βασικό τύπο: c = f*L.

5. Έτσι:

5.1. Ένα φωτόνιο είναι ένα εντοπισμένο (συμπαγές) υλικό σωματίδιο, του οποίου η ύλη είναι ένας συνδυασμός δύο ηλεκτρικών (συν και πλην) και δύο μαγνητικών (N και S) πεδίων, οι τιμές των οποίων αυξάνονται από το μηδέν σε ένα ορισμένο μέγιστο και πέφτουν ξανά. στο μηδέν. Σε αυτή την περίπτωση, η συνολική ηλεκτρική ουδετερότητα του φωτονίου τηρείται πλήρως.

5.2. Ως αποτέλεσμα του κύριου θεμελιώδους μετασχηματισμού στη Φύση, η άυλη κινητική ενέργεια ενός φορτισμένου σωματιδίου μετατρέπεται στην υλική ενέργεια των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων ενός φωτονίου. Το φωτόνιο είναι υλικό και αποτελείται από έναν πολύ συγκεκριμένο αριθμό απολύτως πανομοιότυπων «μέσου» κβαντών στοιχειώδους ενέργειας, τα οποία είναι αυτόματα στοιχειώδη κβάντα μάζας.

5.3. Ένα φωτόνιο είναι ένα αυτοκινούμενο σωματίδιο ικανό να κινείται από την πηγή του σε αυθαίρετα μεγάλες αποστάσεις (στο κενό). Δεν απαιτεί μέσο για να κινηθεί. Η κίνηση ενός φωτονίου συμβαίνει λόγω της αντιστροφής της πολικότητας των εναλλασσόμενων ηλεκτρικών (συν ή πλην) και μαγνητικών (N και S) πεδίων, κατά την οποία το φωτόνιο κινείται σε απόσταση ενός μισού κύκλου για κάθε πράξη αντιστροφής πολικότητας.

5.4. Στην εργασία αυτή υποτίθεται ότι σε κάθε στοιχειώδες κβαντικότο μείον ηλεκτρικό πεδίο συζευγνύεται με το Ν-μαγνητικό πεδίο και το συν-ηλεκτρικό πεδίο συνδέεται με το μαγνητικό πεδίο S. Άλλες επιλογές για την ένωση πεδίων απαιτούν πρόσθετη επεξεργασία και δεν εξετάστηκαν σε αυτήν την εργασία.

Το φωτόνιο είναι ένα σωματίδιο χωρίς μάζα και μπορεί να υπάρχει μόνο στο κενό. Επίσης δεν έχει ηλεκτρικές ιδιότητες, δηλαδή το φορτίο του είναι μηδενικό. Ανάλογα με το πλαίσιο εξέτασης, υπάρχει διάφορες ερμηνείεςπεριγραφές φωτονίων. Η κλασική (ηλεκτροδυναμική) το αντιπροσωπεύει ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα με κυκλική πόλωση. Το φωτόνιο εμφανίζει επίσης τις ιδιότητες ενός σωματιδίου. Αυτή η διπλή ιδέα του ονομάζεται δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου. Από την άλλη πλευρά, η κβαντική ηλεκτροδυναμική περιγράφει το σωματίδιο του φωτονίου ως ένα μποζόνιο μετρητή που επιτρέπει το σχηματισμό ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης.

Μεταξύ όλων των σωματιδίων στο Σύμπαν, το φωτόνιο έχει τον μέγιστο αριθμό. Περιστροφή (δικό μηχανική στιγμή) φωτόνιο ίσο με ένα. Επίσης, ένα φωτόνιο μπορεί να βρίσκεται μόνο σε δύο κβαντικές καταστάσεις, εκ των οποίων η μία έχει προβολή σπιν σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση ίση με -1 και η άλλη ίση με +1. Αυτή η κβαντική ιδιότητα ενός φωτονίου αντανακλάται στην κλασική αναπαράστασή του ως εγκάρσιο ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Η μάζα ηρεμίας ενός φωτονίου είναι μηδέν, πράγμα που συνεπάγεται την ταχύτητα διάδοσής του, ίση με την ταχύτηταΣβέτα.

Ένα σωματίδιο φωτονίου δεν έχει ηλεκτρικές ιδιότητες (φόρτιση) και είναι αρκετά σταθερό, δηλαδή το φωτόνιο δεν είναι ικανό να διασπάται αυθόρμητα στο κενό. Αυτό το σωματίδιο εκπέμπεται σε πολλά φυσικές διεργασίες, για παράδειγμα, κατά τη μετακίνηση ηλεκτρικό φορτίομε επιτάχυνση, καθώς και ενεργειακά άλματα του πυρήνα ενός ατόμου ή του ίδιου του ατόμου από τη μια κατάσταση στην άλλη. Επίσης, ένα φωτόνιο μπορεί να απορροφηθεί κατά τη διάρκεια αντίστροφων διεργασιών.

Η δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου του φωτονίου

Η δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου που είναι εγγενής στο φωτόνιο εκδηλώνεται σε πολλά φυσικά πειράματα. Τα φωτονικά σωματίδια συμμετέχουν σε διεργασίες κυμάτων όπως η περίθλαση και η παρεμβολή, όταν το μέγεθος των εμποδίων (σχισμές, διαφράγματα) είναι συγκρίσιμο με το μέγεθος του ίδιου του σωματιδίου. Αυτό είναι ιδιαίτερα αισθητό σε πειράματα με την περίθλαση μεμονωμένων φωτονίων σε μία μόνο σχισμή. Επίσης, η σημειακή φύση και η σωματικότητα του φωτονίου εκδηλώνεται στις διαδικασίες απορρόφησης και εκπομπής από αντικείμενα των οποίων οι διαστάσεις είναι πολύ μικρότερες από το μήκος κύματος του φωτονίου. Αλλά από την άλλη πλευρά, η αναπαράσταση ενός φωτονίου ως σωματιδίου δεν είναι επίσης πλήρης, επειδή διαψεύδεται από πειράματα συσχέτισης που βασίζονται σε μπερδεμένες καταστάσεις στοιχειώδη σωματίδια. Ως εκ τούτου, είναι συνηθισμένο να θεωρείται ένα σωματίδιο φωτονίου, συμπεριλαμβανομένου του κύματος.

Βίντεο σχετικά με το θέμα

Πηγές:

• Φωτόνιο 1099: τα πάντα για το αυτοκίνητο

Κύριοςποσοστό αριθμός- αυτό είναι ένα σύνολο αριθμός, που είναι ένας ορισμός της κατάστασης ενός ηλεκτρονίου σε ενεργειακό επίπεδο. Το επίπεδο ενέργειας είναι ένα σύνολο στατικές καταστάσειςηλεκτρόνιο σε ένα άτομο με παρόμοιες ενεργειακές τιμές. Κύριοςποσοστό αριθμόςκαθορίζει την απόσταση ενός ηλεκτρονίου από τον πυρήνα και χαρακτηρίζει την ενέργεια των ηλεκτρονίων που καταλαμβάνουν αυτό το επίπεδο.

Το σύνολο των αριθμών που χαρακτηρίζει την κατάσταση ονομάζονται κβαντικοί αριθμοί. Λειτουργία κυμάτωνηλεκτρόνιο σε ένα άτομο, η μοναδική του κατάσταση καθορίζεται από τέσσερις κβαντικούς αριθμούς - κύριος, μαγνητικός, τροχιακός και νάρθηκας - η ροπή κίνησης του στοιχειώδους, εκφρασμένη σε ποσοτική αξία. Κύριοςποσοστό αριθμόςέχει n .Αν το κύριο κβαντικό αριθμόςαυξάνεται, τότε η τροχιά και η ενέργεια του ηλεκτρονίου αυξάνονται ανάλογα. Πως μικρότερη αξία n, αυτά μεγαλύτερη αξία ενεργειακή αλληλεπίδρασηηλεκτρόνιο Εάν η συνολική ενέργεια των ηλεκτρονίων είναι ελάχιστη, τότε η κατάσταση του ατόμου ονομάζεται μη διεγερμένη ή γειωμένη. Κατάσταση του ατόμου με υψηλή αξίαενέργεια ονομάζεται διεγερμένη. Στο υψηλότερο επίπεδο αριθμόςΤα ηλεκτρόνια μπορούν να προσδιοριστούν από τον τύπο N = 2n2. Όταν ένα ηλεκτρόνιο μεταβαίνει από το ένα επίπεδο ενέργειας στο άλλο, το κύριο κβαντικό αριθμόςΣτην κβαντική θεωρία, η δήλωση ότι η ενέργεια ενός ηλεκτρονίου είναι κβαντισμένη, δηλαδή, μπορεί να λάβει μόνο διακριτά, ορισμένες αξίες. Για να γνωρίζουμε την κατάσταση ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο, είναι απαραίτητο να λάβουμε υπόψη την ενέργεια του ηλεκτρονίου, το σχήμα του ηλεκτρονίου και άλλες παραμέτρους. Από την περιοχή φυσικούς αριθμούς, όπου το n μπορεί να είναι ίσο με 1 και 2 και 3 και ούτω καθεξής, το κύριο κβάντο αριθμόςμπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή. Στην κβαντική θεωρία ενεργειακά επίπεδασυμβολίζεται με γράμματα, η τιμή του n - με αριθμούς. Ο αριθμός της περιόδου όπου βρίσκεται το στοιχείο, ίσο με τον αριθμόεπίπεδα ενέργειας σε ένα άτομο στη βασική του κατάσταση. Όλα τα επίπεδα ενέργειας αποτελούνται από υποεπίπεδα. Το υποεπίπεδο αποτελείται από ατομικά τροχιακά, τα οποία καθορίζονται και χαρακτηρίζονται από το κύριο κβάντο αριθμός m n, τροχιακό αριθμός m l και κβαντική αριθμός m ml. Ο αριθμός των υποεπιπέδων κάθε επιπέδου δεν υπερβαίνει το n. Η κυματική εξίσωση Schrödinger είναι η πιο βολική ηλεκτρονική δομήάτομο.

Η κβαντική φυσική έγινε μια τεράστια ώθηση για την ανάπτυξη της επιστήμης τον 20ο αιώνα. Μια προσπάθεια να περιγραφεί η αλληλεπίδραση των μικρότερων σωματιδίων με έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο, χρησιμοποιώντας την κβαντομηχανική, όταν κάποια προβλήματα της κλασικής μηχανικής φαινόταν ήδη άλυτα, προκάλεσε μια πραγματική επανάσταση.

Λόγοι για την εμφάνιση της κβαντικής φυσικής

Φυσική – περιγράφει τους νόμους με τους οποίους λειτουργεί ο κόσμος. Η Νευτώνεια, ή κλασική, προέκυψε κατά τον Μεσαίωνα και οι εγκαταστάσεις της μπορούσαν να φανούν στην αρχαιότητα. Εξηγεί τέλεια όλα όσα συμβαίνουν σε μια κλίμακα που αντιλαμβάνεται ο άνθρωπος χωρίς πρόσθετα όργανα μέτρησης. Αλλά οι άνθρωποι αντιμετώπισαν πολλές αντιφάσεις όταν άρχισαν να μελετούν τον μικρό- και τον μακρόκοσμο, για να εξερευνήσουν τόσο τα μικρότερα σωματίδια που αποτελούν την ύλη όσο και τους γιγάντιους γαλαξίες που περιβάλλουν αγαπητός στον άνθρωπο Γαλαξίας. Αποδείχθηκε ότι η κλασική φυσική δεν είναι κατάλληλη για όλα. Έτσι εμφανίστηκε η κβαντική φυσική - η επιστήμη των κβαντομηχανικών και συστημάτων κβαντικών πεδίων. Τεχνικήγια τη μελέτη της κβαντικής φυσικής - αυτή είναι η κβαντική μηχανική και κβαντική θεωρίαχωράφια. Χρησιμοποιούνται επίσης σε άλλους σχετικούς τομείς της φυσικής.

Βασικές αρχές της κβαντικής φυσικής, σε σύγκριση με την κλασική

Για όσους μόλις εξοικειώνονται με κβαντική φυσική, οι διατάξεις του φαίνονται συχνά παράλογες ή και παράλογες. Ωστόσο, εμβαθύνοντας σε αυτά, είναι πολύ πιο εύκολο να εντοπίσουμε τη λογική. Ο ευκολότερος τρόπος για να μάθετε τις βασικές αρχές της κβαντικής φυσικής είναι να τη συγκρίνετε με την κλασική φυσική.

Αν στην κλασική πιστεύεται ότι η φύση είναι αμετάβλητη, ανεξάρτητα από το πώς την περιγράφουν οι επιστήμονες, τότε στην κβαντική φυσικήτο αποτέλεσμα των παρατηρήσεων θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από τη μέθοδο μέτρησης που χρησιμοποιείται.

Σύμφωνα με τους νόμους της μηχανικής του Νεύτωνα, που αποτελούν τη βάση της κλασικής φυσικής, ένα σωματίδιο (ή υλικό σημείο) σε κάθε στιγμή του χρόνου έχει μια συγκεκριμένη θέση και ταχύτητα. ΣΕ κβαντική μηχανικήαυτό είναι λάθος. Βασίζεται στην αρχή της υπέρθεσης αποστάσεων. Δηλαδή, εάν ένα κβαντικό σωματίδιο μπορεί να βρίσκεται σε μία και σε άλλη κατάσταση, τότε μπορεί να είναι και σε τρίτη κατάσταση - το άθροισμα των δύο προηγούμενων (αυτό ονομάζεται γραμμικός συνδυασμός). Επομένως, είναι αδύνατο να προσδιοριστεί ακριβώς πού θα βρίσκεται το σωματίδιο σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Μπορείτε μόνο να υπολογίσετε την πιθανότητα να βρίσκεται κάπου.

Αν μέσα κλασική φυσικήμπορείτε να χτίσετε μια τροχιά κίνησης φυσικό σώμα, τότε στο κβαντικό υπάρχει μόνο μια κατανομή πιθανότητας που θα αλλάξει με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, το μέγιστο της κατανομής βρίσκεται πάντα εκεί που καθορίζεται από την κλασική μηχανική! Αυτό είναι πολύ σημαντικό, καθώς επιτρέπει, πρώτον, να εντοπίσουμε τη σύνδεση μεταξύ κλασικού και κβαντική μηχανική, και δεύτερον, δείχνει ότι δεν έρχονται σε αντίθεση μεταξύ τους. Μπορούμε να πούμε ότι η κλασική φυσική είναι μια ειδική περίπτωση της κβαντικής φυσικής.

Η πιθανότητα στην κλασική φυσική εμφανίζεται όταν ο ερευνητής δεν γνωρίζει κάποιες ιδιότητες ενός αντικειμένου. Στην κβαντική φυσική, η πιθανότητα είναι θεμελιώδης και είναι πάντα παρούσα, ανεξάρτητα από το βαθμό άγνοιας.

Στην κλασική μηχανική, επιτρέπονται οποιεσδήποτε τιμές ενέργειας και ταχύτητας για ένα σωματίδιο, αλλά στην κβαντομηχανική επιτρέπονται μόνο ορισμένες τιμές, «κβαντισμένες». Καλούνται ιδιοτιμές, καθένα από τα οποία αντιστοιχεί καθαρή αξία. Ένα κβάντο είναι ένα «μερίδιο» κάποιας ποσότητας που δεν μπορεί να χωριστεί σε συστατικά.

Μία από τις θεμελιώδεις αρχές της κβαντικής φυσικής είναι η Αρχή της Αβεβαιότητας του Heisenberg. Το θέμα εδώ είναι ότι δεν υπάρχει τρόπος να προσδιοριστεί ταυτόχρονα και η ταχύτητα και η θέση ενός σωματιδίου. Μπορείτε να μετρήσετε μόνο ένα πράγμα. Επιπλέον, όσο καλύτερα μετράει η συσκευή την ταχύτητα ενός σωματιδίου, τόσο λιγότερα θα είναι γνωστά για τη θέση του και αντίστροφα.

Το γεγονός είναι ότι για να μετρήσετε ένα σωματίδιο, πρέπει να το «κοιτάξετε», δηλαδή να στείλετε ένα σωματίδιο φωτός - ένα φωτόνιο - προς την κατεύθυνσή του. Αυτό το φωτόνιο, για το οποίο ο ερευνητής γνωρίζει τα πάντα, θα συγκρουστεί με το μετρούμενο σωματίδιο και θα αλλάξει τις ιδιότητές του. Αυτό είναι περίπου το ίδιο με τη μέτρηση της ταχύτητας ενός κινούμενου αυτοκινήτου στέλνοντας ένα άλλο αυτοκίνητο με γνωστή ταχύτητα προς αυτό και, στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την αλλαγμένη ταχύτητα και τροχιά του δεύτερου αυτοκινήτου, εξετάζοντας το πρώτο. Η κβαντική φυσική μελετά αντικείμενα τόσο μικρά που ακόμη και τα φωτόνια —σωματίδια φωτός— αλλάζουν τις ιδιότητές τους.

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι η εκπομπή ηλεκτρονίων από την επιφάνεια ενός μετάλλου υπό την επίδραση του φωτός.

ΣΕ
1888 Ο G. Hertz ανακάλυψε ότι όταν τα ηλεκτρόδια υπό υψηλή τάση ακτινοβολούνται με υπεριώδεις ακτίνες, εμφανίζεται μια εκκένωση σε μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων παρά χωρίς ακτινοβολία.

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί στις ακόλουθες περιπτώσεις:

1. Μια πλάκα ψευδαργύρου που συνδέεται με ένα ηλεκτροσκόπιο φορτίζεται αρνητικά και ακτινοβολείται με υπεριώδες φως. Αποφορτίζεται γρήγορα. Εάν το φορτίσετε θετικά, η φόρτιση της πλάκας δεν θα αλλάξει.

2
. Οι υπεριώδεις ακτίνες που περνούν μέσα από το ηλεκτρόδιο θετικού πλέγματος χτυπούν την αρνητικά φορτισμένη πλάκα ψευδαργύρου και βγάζουν ηλεκτρόνια από αυτήν, τα οποία ορμούν προς το πλέγμα, δημιουργώντας ένα φωτορεύμα που καταγράφεται από ένα ευαίσθητο γαλβανόμετρο.

Νόμοι του φωτοηλεκτρικού φαινομένου

Οι ποσοτικοί νόμοι του φωτοηλεκτρικού φαινομένου (1888-1889) θεσπίστηκαν από τον A. G. Stoletov. Χρησιμοποίησε ένα γυάλινο μπαλόνι κενού με δύο ηλεκτρόδια.

Π
πρώτος νόμος

Ερευνώντας την εξάρτηση του ρεύματος στον κύλινδρο από την τάση μεταξύ των ηλεκτροδίων σε σταθερή ροή φωτός σε ένα από αυτά, διαπίστωσε πρώτος νόμος του φωτοηλεκτρικού φαινομένου.

Το φωτορεύμα κορεσμού είναι ανάλογο της φωτεινής ροήςστοπέφτοντας σε μέταλλο: Εγώ=ν∙ Φ, όπου ν – συντελεστής αναλογικότητας, που ονομάζεται φωτοευαισθησία της ουσίας.

Ως εκ τούτου, ο αριθμός των ηλεκτρονίων που εξουδετερώνονται από μια ουσία σε 1 s είναι ανάλογος με την ένταση του φωτός που προσπίπτει σε αυτήν την ουσία.

Δεύτερος Νόμος

Αλλάζοντας τις συνθήκες φωτισμού στην ίδια εγκατάσταση, ο A.G. Stoletov ανακάλυψε τον δεύτερο νόμο του φωτοηλεκτρικού φαινομένου: η κινητική ενέργεια των φωτοηλεκτρονίων δεν εξαρτάται από την ένταση του προσπίπτοντος φωτός, αλλά εξαρτάται από τη συχνότητά του.

μι
Εάν συνδέσετε τον θετικό πόλο της μπαταρίας στο φωτισμένο ηλεκτρόδιο, τότε σε μια ορισμένη τάση το φωτορεύμα θα σταματήσει. Αυτό το φαινόμενο δεν εξαρτάται από το μέγεθος της φωτεινής ροής.

Χρησιμοποιώντας το νόμο της διατήρησης της ενέργειας
, Οπου μι- χρέωση; Μ – μάζα ηλεκτρονίων; v– ταχύτητα ηλεκτρονίων. U h – τάση αποκλεισμού, διαπιστώνεται ότι εάν αυξηθεί η συχνότητα των ακτίνων με τις οποίες ακτινοβολείται το ηλεκτρόδιο, τότε U z2 > U z1, επομένως μι k2 > μι k1. Ως εκ τούτου, ν 2 > ν 1 .

Τ
με αυτόν τον τρόπο η κινητική ενέργεια των φωτοηλεκτρονίων αυξάνεται γραμμικά με τη συχνότητα του φωτός.

Τρίτος Νόμος

Αντικαθιστώντας το υλικό της φωτοκαθόδου στη συσκευή, ο Stoletov καθιέρωσε τον τρίτο νόμο του φωτοηλεκτρικού φαινομένου: για κάθε ουσία υπάρχει ένα κόκκινο όριο του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, δηλ. υπάρχει η χαμηλότερη συχνότητα ν min , στο οποίο το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι ακόμα δυνατό. Στο ν <ν min σε οποιαδήποτε ένταση του κύματος φωτός που προσπίπτει στη φωτοκάθοδο, το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο δεν θα συμβεί.

Τέταρτος Νόμος

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι σχεδόν χωρίς αδράνεια ( t = 10 −9 s).

Θεωρία φωτοηλεκτρικών φαινομένων

Ο A. Einstein, αναπτύσσοντας την ιδέα του M. Planck (1905), έδειξε ότι οι νόμοι του φωτοηλεκτρικού φαινομένου μπορούν να εξηγηθούν χρησιμοποιώντας την κβαντική θεωρία.

Το φαινόμενο του φωτοηλεκτρικού φαινομένου έχει αποδειχθεί πειραματικά: το φως έχει μια διακοπτόμενη δομή.

Εκπεμπόμενη Μερίδα μι=hνδιατηρεί την ατομικότητά του και απορροφάται από την ουσία μόνο εξ ολοκλήρου.

Βασίζεται στο νόμο της διατήρησης της ενέργειας
.

Επειδή
,
,
,
.

Το φωτόνιο και οι ιδιότητές του

Το φωτόνιο είναι ένα υλικό, ηλεκτρικά ουδέτερο σωματίδιο.

Ενέργεια φωτονίωνμι=hνή μι=ħω , επειδή
, ω = 2 πν . Αν η= 6,63∙10 −34 J∙s, λοιπόν ħ ≈ 1,55∙10 −34 J∙s.

Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας μι=mc 2 =hν, από εδώ
, Οπου Μ– Μάζα φωτονίων ισοδύναμη με ενέργεια.

Σφυγμός
, επειδή ντο=νλ . Ο παλμός του φωτονίου κατευθύνεται κατά μήκος της δέσμης φωτός.

Η παρουσία μιας ώθησης επιβεβαιώνεται πειραματικά: η ύπαρξη ελαφριάς πίεσης.

Βασικές ιδιότητες ενός φωτονίου

1. Είναι ένα σωματίδιο ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

2. Κινείται με την ταχύτητα του φωτός.

3. Υπάρχει μόνο σε κίνηση.

4. Είναι αδύνατο να σταματήσει ένα φωτόνιο: είτε κινείται με v=Με, ή δεν υπάρχει? Επομένως, η μάζα ηρεμίας του φωτονίου είναι μηδέν.

Compton Effect (1923)

ΕΝΑ Ο Κόμπτον επιβεβαίωσε την κβαντική θεωρία του φωτός. Αλληλεπίδραση φωτονίου και ηλεκτρονίου δεσμευμένου σε ένα άτομο:

1. Από την άποψη της κυματικής θεωρίας, τα κύματα φωτός πρέπει να διασκορπίζονται από μικρά σωματίδια:

ν αγώνας = ν Δυστυχώς, αυτό δεν επιβεβαιώνεται από την εμπειρία.

2. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι η πλήρης απορρόφηση ενός φωτονίου.

3
. Όταν μελέτησε τους νόμους της σκέδασης ακτίνων Χ, ο A. Compton διαπίστωσε ότι όταν οι ακτίνες Χ περνούν μέσα από την ύλη, το μήκος κύματος αυξάνεται ( λ ) σκεδαζόμενη ακτινοβολία σε σύγκριση με το μήκος κύματος ( λ ) προσπίπτουσα ακτινοβολία. Περισσότερο φ , τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια ενέργειας, άρα και η μείωση της συχνότητας ν (αυξάνουν λ ). Αν υποθέσουμε ότι μια δέσμη ακτίνων Χ αποτελείται από φωτόνια που πετούν με την ταχύτητα του φωτός, τότε τα αποτελέσματα των πειραμάτων του A. Compton μπορούν να εξηγηθούν: συχνότητα φωτονίων ν έχει ενέργεια μι = ην , μάζα
και παρόρμηση
.

Νόμοι διατήρησης της ενέργειας και της ορμής για το σύστημα φωτονίων-ηλεκτρονίων: ην +Μ 0 ντο 2 = ην" +mc 2 ,
,Οπου Μ 0 ντο 2 – ενέργεια ενός στατικού ηλεκτρονίου. ην – ενέργεια φωτονίων πριν από τη σύγκρουση. ην" – ενέργεια φωτονίου μετά από σύγκρουση με φωτόνιο.
Και
– παλμοί φωτονίων πριν και μετά τη σύγκρουση. Μv– παλμούς ηλεκτρονίων μετά από σύγκρουση με φωτόνιο.

Η επίλυση των εξισώσεων για την ενέργεια και την ορμή δίνει έναν τύπο για την αλλαγή στο μήκος κύματος όταν ένα φωτόνιο σκεδάζεται από ηλεκτρόνια:
, Οπου – Μήκος κύματος Compton.

Φως και θερμότητα, γεύση και οσμή, χρώμα και πληροφορίες - όλα αυτά είναι άρρηκτα συνδεδεμένα με τα φωτόνια. Επιπλέον, η ζωή των φυτών, των ζώων και των ανθρώπων είναι αδύνατη χωρίς αυτό το εκπληκτικό σωματίδιο.

Πιστεύεται ότι υπάρχουν περίπου 20 δισεκατομμύρια φωτόνια στο Σύμπαν για κάθε πρωτόνιο ή νετρόνιο. Αυτός είναι ένας φανταστικά τεράστιος αριθμός.

Τι γνωρίζουμε όμως για αυτό το πιο κοινό σωματίδιο στον κόσμο γύρω μας;

Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η ταχύτητα ενός φωτονίου είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός στο κενό, δηλ. περίπου 300.000 km/sec και αυτή είναι η μέγιστη δυνατή ταχύτητα στο Σύμπαν.

Άλλοι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχουν πολλά παραδείγματα στο Σύμπαν στα οποία οι ταχύτητες των σωματιδίων είναι μεγαλύτερες από την ταχύτητα του φωτός.

Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι το φωτόνιο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο.

Άλλοι πιστεύουν ότι το φωτόνιο έχει ηλεκτρικό φορτίο (σύμφωνα με ορισμένες πηγές, λιγότερο από 10 -22 eV/sec 2).

Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι ένα φωτόνιο είναι ένα σωματίδιο χωρίς μάζα και, κατά τη γνώμη τους, η μάζα ενός φωτονίου σε ηρεμία είναι μηδέν.

Άλλοι πιστεύουν ότι το φωτόνιο έχει μάζα. Αλήθεια, πολύ, πολύ μικρό. Πολλοί ερευνητές τηρούν αυτή την άποψη, ορίζοντας τη μάζα των φωτονίων με διαφορετικούς τρόπους: λιγότερο από 6 x 10 -16 eV, 7 x 10 -17 eV, 1 x 10 -22 eV και ακόμη και 3 x 10 -27 eV, που είναι δισεκατομμύρια φορές μικρότερη μάζα ηλεκτρονίων.

Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι, σύμφωνα με τους νόμους της ανάκλασης και της διάθλασης του φωτός, ένα φωτόνιο είναι ένα σωματίδιο, δηλ. μόριο. (Ευκλείδης, Λουκρήτιος, Πτολεμαίος, I. Newton, P. Gassendi)

Άλλοι (R. Descartes, R. Hooke, H. Huygens, T. Jung και O. Fresnel), βασιζόμενοι στα φαινόμενα περίθλασης και παρεμβολής του φωτός, πιστεύουν ότι το φωτόνιο έχει κυματική φύση.

Όταν εκπέμπεται ή απορροφάται από ατομικούς πυρήνες και ηλεκτρόνια, καθώς και κατά τη διάρκεια του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, ένα φωτόνιο συμπεριφέρεται σαν σωματίδιο.

Και όταν περνά μέσα από ένα γυάλινο πρίσμα ή μια μικρή τρύπα σε ένα εμπόδιο, ένα φωτόνιο δείχνει τις ιδιότητες του φωτεινού κύματος.

Η συμβιβαστική λύση του Γάλλου επιστήμονα Louis de Broglie, η οποία βασίζεται στον δυϊσμό κύματος-σωματιδίου, ο οποίος δηλώνει ότι τα φωτόνια έχουν και ιδιότητες σωματιδίων και κυμάτων, δεν είναι η απάντηση σε αυτό το ερώτημα. Η δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου είναι μόνο μια προσωρινή συμφωνία, με βάση την απόλυτη αδυναμία των επιστημόνων να απαντήσουν σε αυτό το εξαιρετικά σημαντικό ερώτημα.

Φυσικά, αυτή η συμφωνία ηρέμησε κάπως την κατάσταση, αλλά δεν έλυσε το πρόβλημα.

Με βάση αυτό, μπορούμε να διατυπώσουμε πρώτη ερώτησησχετίζεται με ένα φωτόνιο

Ερώτηση ένα.

Τα φωτόνια είναι κύματα ή σωματίδια; Ή μήπως και τα δύο, ή κανένα;

Περαιτέρω. Στη σύγχρονη φυσική, ένα φωτόνιο είναι ένα στοιχειώδες σωματίδιο που αντιπροσωπεύει ένα κβαντικό (τμήμα) ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Φωςείναι επίσης ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και το φωτόνιο θεωρείται φορέας φωτός. Αυτό έχει εδραιωθεί αρκετά σταθερά στη συνείδησή μας και το φωτόνιο συνδέεται, πρώτα απ 'όλα, με το φως.

Ωστόσο, εκτός από το φως, υπάρχουν και άλλα είδη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας: ακτινοβολία γάμμα, ακτίνες Χ, υπεριώδη, ορατή, υπέρυθρη, μικροκυματική και ραδιοακτινοβολία. Διαφέρουν μεταξύ τους σε μήκος κύματος, συχνότητα, ενέργεια και έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά.

Τύποι ακτινοβολίας και συνοπτικά χαρακτηριστικά τους

Φορέας όλων των τύπων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι το φωτόνιο. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι το ίδιο για όλους. Ταυτόχρονα, κάθε τύπος ακτινοβολίας χαρακτηρίζεται από διαφορετικό μήκος κύματος, συχνότητα δόνησης και διαφορετικές ενέργειες φωτονίων. Λοιπόν, διαφορετικά φωτόνια; Φαίνεται ότι ο αριθμός των διαφορετικών τύπων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων πρέπει να αντιστοιχεί σε ίσο αριθμό διαφορετικών τύπων φωτονίων. Αλλά υπάρχει ακόμα μόνο ένα φωτόνιο στη σύγχρονη φυσική.

Αποδεικνύεται ένα επιστημονικό παράδοξο - οι ακτινοβολίες είναι διαφορετικές, οι ιδιότητές τους είναι επίσης διαφορετικές, αλλά το φωτόνιο που μεταφέρει αυτές τις ακτινοβολίες είναι το ίδιο.

Για παράδειγμα, η ακτινοβολία γάμμα και οι ακτίνες Χ ξεπερνούν τα εμπόδια, αλλά η υπεριώδης και υπέρυθρη ακτινοβολία και το ορατό φως, που έχουν μεγαλύτερο μήκος κύματος αλλά χαμηλότερη ενέργεια, δεν το κάνουν. Ταυτόχρονα, η ακτινοβολία μικροκυμάτων και ραδιοκυμάτων έχουν ακόμη μεγαλύτερο μήκος κύματος και ακόμη λιγότερη ενέργεια, αλλά ξεπερνούν το πάχος του νερού και των τσιμεντένιων τοίχων. Γιατί;

Διεισδυτικές ικανότητες φωτονίων κάτω από διάφορες ακτινοβολίες

Εδώ προκύπτουν δύο ερωτήματα.

Ερώτηση δεύτερη.

Είναι πραγματικά όλα τα φωτόνια ίδια σε όλους τους τύπους ακτινοβολίας;

Ερώτηση τρίτη.

Γιατί τα φωτόνια ορισμένων τύπων ακτινοβολίας ξεπερνούν τα εμπόδια, αλλά όχι άλλων τύπων ακτινοβολίας; Τι συμβαίνει - ακτινοβολία ή φωτόνια;

Υπάρχει η άποψη ότι ένα φωτόνιο είναι το μικρότερο σωματίδιο χωρίς δομή στο Σύμπαν. Η επιστήμη δεν έχει ακόμη καταφέρει να εντοπίσει κάτι μικρότερο από ένα φωτόνιο. Είναι όμως; Άλλωστε, κάποτε το άτομο θεωρούνταν αδιαίρετο και το μικρότερο στον κόσμο γύρω μας. Επομένως, η τέταρτη ερώτηση είναι λογική:

Ερώτηση τέταρτη.

Είναι ένα φωτόνιο ένα μικροσκοπικό και χωρίς δομή σωματίδιο ή αποτελείται από ακόμη μικρότερους σχηματισμούς;

Επιπλέον, πιστεύεται ότι η ηρεμία μάζα ενός φωτονίου είναι μηδέν, αλλά σε κίνηση εμφανίζει τόσο μάζα όσο και ενέργεια. Αλλά μετά υπάρχει

ερώτηση πέμπτη:

Είναι ένα φωτόνιο υλικό σωματίδιο ή όχι; Εάν ένα φωτόνιο είναι υλικό, τότε πού εξαφανίζεται η μάζα του σε ηρεμία; Αν δεν είναι υλικό, τότε γιατί καταγράφονται οι εντελώς υλικές αλληλεπιδράσεις του με τον κόσμο γύρω μας;

Μπροστά μας, λοιπόν, είναι πέντε αινιγματικές ερωτήσεις που σχετίζονται με το φωτόνιο. Και σήμερα δεν έχουν τις ξεκάθαρες απαντήσεις τους. Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του προβλήματα. Προβλήματα που θα προσπαθήσουμε να εξετάσουμε σήμερα.

Στα ταξίδια μας «Breath of the Universe», «Depths of the Universe» και «Power of the Universe», μέσα από το πρίσμα της δομής και της λειτουργίας του Σύμπαντος, εξετάσαμε όλα αυτά τα θέματα αρκετά βαθιά. Έχουμε ανιχνεύσει ολόκληρη την πορεία του σχηματισμού φωτονίων από την εμφάνιση θεμελιωδών σωματιδίων - θρόμβους αιθέριων στροβίλων έως τους γαλαξίες και τα σμήνη τους. Τολμώ να ελπίζω ότι έχουμε μια αρκετά λογική και συστηματικά οργανωμένη εικόνα του κόσμου. Επομένως, η υπόθεση για τη δομή του φωτονίου έγινε ένα λογικό βήμα στο σύστημα γνώσης για το Σύμπαν μας.

Δομή φωτονίων

Το φωτόνιο εμφανίστηκε μπροστά μας όχι ως σωματίδιο ή ως κύμα, αλλά ως ένα περιστρεφόμενο ελατήριο σε σχήμα κώνου, με μια διαστελλόμενη αρχή και ένα κωνικό τέλος.

Ο σχεδιασμός του ελατηρίου του φωτονίου μας επιτρέπει να απαντήσουμε σχεδόν σε όλες τις ερωτήσεις που προκύπτουν κατά τη μελέτη φυσικών φαινομένων και πειραματικών αποτελεσμάτων.

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι τα φωτόνια είναι φορείς διαφόρων τύπων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Ταυτόχρονα, παρά το γεγονός ότι η επιστήμη γνωρίζει διάφορους τύπους ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας: ακτινοβολία γάμμα, ακτίνες Χ, υπεριώδη, ορατή, υπέρυθρη, ακτινοβολία μικροκυμάτων και ραδιοακτινοβολία, τα φέροντα φωτόνια που εμπλέκονται σε αυτές τις διεργασίες δεν έχουν τη δική τους ποικιλίες. Δηλαδή, σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες, οποιοσδήποτε τύπος ακτινοβολίας μεταφέρεται από έναν συγκεκριμένο παγκόσμιο τύπο φωτονίων, ο οποίος εκδηλώνεται εξίσου επιτυχώς στις διαδικασίες ακτινοβολίας γάμμα και στις διαδικασίες εκπομπής ραδιοφώνου και σε οποιονδήποτε άλλο τύπο ακτινοβολίας.

Δεν μπορώ να συμφωνήσω με αυτή τη θέση, καθώς τα φυσικά φαινόμενα δείχνουν ότι όλες οι γνωστές ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους όχι μόνο σε παραμέτρους (μήκος κύματος, συχνότητα, ενεργειακές δυνατότητες), αλλά και στις ιδιότητές τους. Για παράδειγμα, η ακτινοβολία γάμμα διαπερνά εύκολα οποιαδήποτε εμπόδια και η ορατή ακτινοβολία σταματά εξίσου εύκολα από αυτά τα εμπόδια.

Κατά συνέπεια, σε μια περίπτωση, τα φωτόνια μπορούν να μεταφέρουν ακτινοβολία μέσω φραγμών και σε μια άλλη, τα ίδια φωτόνιαείναι ήδη αδύναμοι να ξεπεράσουν οτιδήποτε. Αυτό το γεγονός μας κάνει να αναρωτιόμαστε αν τα φωτόνια είναι πραγματικά τόσο καθολικά ή αν έχουν τις δικές τους ποικιλίες, σύμφωνες με τις ιδιότητες διαφόρων ηλεκτρομαγνητικών ακτινοβολιών στο Σύμπαν.

υποθέτωσωστά, προσδιορίστε κάθε τύπο ακτινοβολίας δική του ποικιλίαφωτόνια. Δυστυχώς, μια τέτοια διαβάθμιση δεν υπάρχει ακόμη στη σύγχρονη επιστήμη. Αλλά αυτό δεν είναι μόνο εύκολο, αλλά και εξαιρετικά απαραίτητο να διορθωθεί. Και αυτό είναι αρκετά κατανοητό, καθώς η ακτινοβολία και οι παράμετροί της αλλάζουν και τα φωτόνια στη σύγχρονη ερμηνεία αντιπροσωπεύονται από μία μόνο γενική έννοια - το "φωτόνιο". Αν και, πρέπει να παραδεχτούμε ότι με τις αλλαγές στις παραμέτρους της ακτινοβολίας στη βιβλιογραφία αναφοράς, αλλάζουν και οι παράμετροι των φωτονίων.

Η κατάσταση είναι παρόμοια με την εφαρμογή της γενικής έννοιας του «αυτοκίνητου» σε όλες τις μάρκες του. Αλλά αυτές οι μάρκες είναι διαφορετικές. Μπορούμε να αγοράσουμε Lada, Mercedes, Volvo ή Toyota. Όλα ταιριάζουν στην έννοια του «αυτοκίνητου», αλλά είναι όλα διαφορετικά σε εμφάνιση, τεχνικά χαρακτηριστικά και κόστος.

Επομένως, θα ήταν λογικό εάν ως φορείς ακτινοβολίας γάμμα προτείναμε φωτόνια ακτινοβολίας γάμμα, ακτινοβολία ακτίνων Χ - φωτόνια ακτινοβολίας ακτίνων Χ, υπεριώδη ακτινοβολία - φωτόνια υπεριώδους ακτινοβολίας κ.λπ. Όλοι αυτοί οι τύποι φωτονίων θα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς το μήκος των στροφών (μήκος κύματος), την ταχύτητα περιστροφής (συχνότητα δόνησης) και την ενέργεια που μεταφέρουν.

Τα φωτόνια ακτίνων γάμμα και ακτίνων Χ είναι ένα συμπιεσμένο ελατήριο με ελάχιστες διαστάσεις και συγκεντρωμένη ενέργεια σε αυτόν τον μικρό όγκο. Επομένως, παρουσιάζουν τις ιδιότητες των σωματιδίων και ξεπερνούν εύκολα τα εμπόδια, κινούμενοι μεταξύ μορίων και ατόμων ύλης.

Τα φωτόνια της υπεριώδους ακτινοβολίας, το ορατό φως και τα φωτόνια της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι το ίδιο ελατήριο, μόνο τεντωμένο. Η ενέργεια σε αυτά τα φωτόνια παρέμεινε η ίδια, αλλά κατανεμήθηκε σε ένα πιο επιμήκη σώμα του φωτονίου. Η αύξηση του μήκους ενός φωτονίου του επιτρέπει να επιδεικνύει τις ιδιότητες ενός κύματος. Ωστόσο, μια αύξηση της διαμέτρου του φωτονίου δεν του επιτρέπει να διεισδύσει μεταξύ των μορίων της ουσίας.

Τα φωτόνια μικροκυμάτων και ραδιοφώνου έχουν ακόμη πιο τεντωμένη δομή. Το μήκος των ραδιοκυμάτων μπορεί να φτάσει αρκετές χιλιάδες χιλιόμετρα, αλλά έχουν τη μικρότερη ενέργεια. Διαπερνούν εύκολα τα εμπόδια, σαν να βιδώνονται στην ουσία του φραγμού, παρακάμπτοντας τα μόρια και τα άτομα της ουσίας.

Στο Σύμπαν, όλα τα είδη φωτονίων μετατρέπονται σταδιακά από φωτόνια ακτινοβολίας γάμμα. Τα φωτόνια ακτίνων γάμμα είναι πρωτεύοντα. Όταν κινούνται στο διάστημα, η ταχύτητα περιστροφής τους μειώνεται και μετατρέπονται διαδοχικά σε φωτόνια ακτινοβολίας ακτίνων Χ και αυτά με τη σειρά τους σε φωτόνια υπεριώδους ακτινοβολίας, τα οποία μετατρέπονται σε φωτόνια ορατού φωτός κ.λπ.

Επομένως, τα φωτόνια ακτίνων γάμμα μετατρέπονται σε φωτόνια ακτίνων Χ. Αυτά τα φωτόνια θα έχουν μεγαλύτερο μήκος κύματος και χαμηλότερο ρυθμό σπιν. Στη συνέχεια, τα φωτόνια ακτίνων Χ μετατρέπονται σε υπεριώδη φωτόνια, τα οποία μετατρέπονται σε ορατό φως κ.ο.κ.

Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα αυτού του μετασχηματισμού στη δυναμική μπορεί να παρατηρηθεί κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής έκρηξης.

Πυρηνική έκρηξη και ζώνες με τις καταστροφικές επιπτώσεις της

Κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής έκρηξης, μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, ένα ρεύμα φωτονίων ακτινοβολίας γάμμα διεισδύει στο περιβάλλον σε απόσταση περίπου 3 km. Στη συνέχεια, η ακτινοβολία γάμμα σταματά, αλλά ανιχνεύεται η ακτινοβολία ακτίνων Χ. Πιστεύω ότι σε αυτή την περίπτωση, τα φωτόνια της ακτινοβολίας γάμμα μετατρέπονται σε φωτόνια ακτινοβολίας ακτίνων Χ, και αυτά, διαδοχικά, σε φωτόνια υπεριώδους, ορατής και υπέρυθρης ακτινοβολίας. Η ροή των φωτονίων αναλόγως προκαλεί την εμφάνιση βλαπτικών παραγόντων μιας πυρηνικής έκρηξης - διεισδυτική ακτινοβολία, ελαφριά ακτινοβολία και πυρκαγιές.

Στο «The Depths of the Universe» εξετάσαμε λεπτομερώς τη δομή των φωτονίων και τις διαδικασίες σχηματισμού και λειτουργίας τους. Μας έγινε σαφές ότι τα φωτόνια αποτελούνται από ενεργειακά κλάσματα σε σχήμα δακτυλίου διαφορετικών διαμέτρων που συνδέονται μεταξύ τους.

Δομή φωτονίων

Τα κλάσματα σχηματίζονται από θεμελιώδη σωματίδια - οι μικρότεροι θρόμβοι αιθερικής δίνης, οι οποίοι είναι αιθερικά πυκνοίάγανο. Αυτές οι αιθέριες πυκνότητες είναι εντελώς υλικές, όπως είναι υλικός ο αιθέρας και ολόκληρος ο κόσμος γύρω μας. Οι αιθερικές πυκνότητες καθορίζουν τους δείκτες μάζας των αιθερικών θρόμβων δίνης. Η μάζα των συστάδων αποτελεί τη μάζα των κλασμάτων και απαρτίζουν τη μάζα του φωτονίου. ΚΑΙ δεν έχει σημασία αν είναι σε κίνηση ή σε ηρεμία. Επομένως το φωτόνιο είναι εντελώς υλικόκαι έχει το δικό του καλά καθορισμένο μάζα τόσο σε ηρεμία όσο και σε κίνηση.

Έχουμε ήδη λάβει άμεση επιβεβαίωση της ιδέας μας για τη δομή του φωτονίου και τη σύνθεσή του κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Ελπίζω ότι στο εγγύς μέλλον θα δημοσιεύσουμε όλα τα αποτελέσματα που προέκυψαν. Επιπλέον, παρόμοια αποτελέσματα λήφθηκαν σε ξένα εργαστήρια. Άρα, υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι είμαστε στο σωστό δρόμο.

Έτσι, έχουμε απαντήσει σε μια σειρά από ερωτήσεις σχετικά με το φωτόνιο.

Ένα φωτόνιο, κατά την κατανόησή μας, δεν είναι ένα σωματίδιο ή ένα κύμα, αλλά ένα ελατήριο, το οποίο υπό διάφορες συνθήκες μπορεί να συμπιεστεί στο μέγεθος των σωματιδίων ή μπορεί επίσης να τεντωθεί, παρουσιάζοντας τις ιδιότητες ενός κύματος.

Τα φωτόνια έχουν τις δικές τους ποικιλίες ανάλογα με τον τύπο της ακτινοβολίας και μπορεί να είναι φωτόνια ακτινοβολίας γάμμα, φωτόνια ακτίνων Χ, υπεριώδη, ορατά, υπέρυθρα και μικροκυματικά φωτόνια, καθώς και ραδιοφωτόνια.

Το φωτόνιο είναι υλικό και έχει μάζα. Δεν είναι το μικρότερο σωματίδιο στο Σύμπαν, αλλά αποτελείται από αιθέριους θρόμβους δίνης και ενεργειακά κλάσματα.

Καταλαβαίνω ότι αυτή είναι μια κάπως απροσδόκητη και ασυνήθιστη ερμηνεία του φωτονίου. Ωστόσο, δεν προχωρώ από γενικά αποδεκτούς κανόνες και αξιώματα που υιοθετήθηκαν πριν από πολλά χρόνια χωρίς σύνδεση με τις διαδικασίες γενικής ανάπτυξης του κόσμου. Και από τη λογική, που προέρχεται από τους νόμους της δομής του κόσμου, που είναι το κλειδί για την πόρτα που οδηγεί στην Αλήθεια.

Ταυτόχρονα, το 2013, απονεμήθηκαν τα βραβεία Νόμπελ στη φυσική στους Peter Higgs και Francois Engler, οι οποίοι το 1964 πρότειναν ανεξάρτητα την ύπαρξη ενός άλλου σωματιδίου στη φύση - ενός ουδέτερου μποζονίου, το οποίο, με το ελαφρύ χέρι του νομπελίστα L. Ο Λέντερμαν ονομαζόταν «ένα σωματίδιο του Θεού», δηλαδή αυτή η θεμελιώδης αρχή, εκείνο το πρώτο τούβλο από το οποίο κατασκευάστηκε ολόκληρος ο περιβάλλοντα κόσμος μας. Το 2012, ενώ διεξήγαγαν πειράματα σε συγκρουόμενες δέσμες πρωτονίων σε υψηλές ταχύτητες, δύο πάλι ανεξάρτητες επιστημονικές κοινότητες ανακοίνωσαν σχεδόν ταυτόχρονα την ανακάλυψη ενός σωματιδίου του οποίου οι παράμετροι συμπίπτουν μεταξύ τους και αντιστοιχούσαν στις τιμές που είχαν προβλέψει οι P. Higgs και F. Engler.

Ένα τέτοιο σωματίδιο ήταν ένα ουδέτερο μποζόνιο που καταγράφηκε κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, του οποίου η διάρκεια ζωής δεν ήταν μεγαλύτερη από 1,56 x 10 -22 δευτερόλεπτα και του οποίου η μάζα ήταν μεγαλύτερη από 100 φορές τη μάζα ενός πρωτονίου. Αυτό το σωματίδιο πιστώθηκε με την ικανότητα να μεταδίδει μάζα σε κάθε υλικό που υπάρχει σε αυτόν τον κόσμο - από ένα άτομο έως ένα σμήνος γαλαξιών. Επιπλέον, υποτέθηκε ότι αυτό το σωματίδιο είναι άμεση απόδειξη της παρουσίας ενός συγκεκριμένου υποθετικού πεδίου, που διέρχεται από το οποίο όλα τα σωματίδια αποκτούν βάρος. Αυτή είναι μια τόσο μαγική ανακάλυψη.

Ωστόσο, η γενική ευφορία από αυτή την ανακάλυψη δεν κράτησε πολύ. Διότι προέκυψαν ερωτήματα που δεν μπορούσαν να μην προκύψουν. Πράγματι, αν το μποζόνιο Χιγκς είναι πραγματικά ένα «σωματίδιο του Θεού», τότε γιατί η «ζωή» του είναι τόσο φευγαλέα; Η κατανόηση του Θεού ήταν πάντα συνδεδεμένη με την αιωνιότητα. Αλλά αν ο Θεός είναι αιώνιος, τότε οποιοδήποτε μόριο Του πρέπει επίσης να είναι αιώνιο. Θα ήταν λογικό και κατανοητό. Αλλά η «ζωή» ενός μποζονίου που διαρκεί ένα κλάσμα του δευτερολέπτου με είκοσι δύο μηδενικά μετά την υποδιαστολή δεν ταιριάζει πραγματικά με την αιωνιότητα. Είναι δύσκολο να το αποκαλέσει κανείς μια στιγμή.

Επιπλέον, εάν πρόκειται να μιλήσουμε για ένα «σωματίδιο του Θεού», τότε είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε ξεκάθαρα ότι πρέπει να βρίσκεται σε οτιδήποτε μας περιβάλλει και να αντιπροσωπεύει μια ανεξάρτητη, μακρόβια και ελάχιστα δυνατή ογκώδη οντότητα που αποτελεί γνωστά σωματίδια του κόσμου μας.

Από αυτά τα θεϊκά σωματίδια, ο κόσμος μας θα έπρεπε σταδιακά να οικοδομηθεί, βήμα προς βήμα. Τα σωματίδια πρέπει να αποτελούνται από αυτά, τα άτομα πρέπει να αποτελούνται από σωματίδια και ούτω καθεξής στα αστέρια, τους γαλαξίες και το Σύμπαν. Όλα τα γνωστά και άγνωστα πεδία πρέπει επίσης να συνδέονται με αυτό το μαγικό σωματίδιο και να μεταδίδουν όχι μόνο μάζα, αλλά και οποιαδήποτε άλλη αλληλεπίδραση. Νομίζω ότι αυτό είναι λογικό και δεν έρχεται σε αντίθεση με την κοινή λογική. Επειδή, εφόσον συνδέουμε αυτό το σωματίδιο με τη θεϊκή αρχή, πρέπει να έχουμε μια επαρκή ανταπόκριση στις προσδοκίες μας.

Ωστόσο, έχουμε ήδη δει ότι η μάζα του μποζονίου Higgs υπερβαίνει σημαντικά ακόμη και τη μάζα του πρωτονίου. Πώς όμως μπορείς να φτιάξεις κάτι μικρό από κάτι μεγάλο; Πώς να χωρέσετε έναν ελέφαντα σε μια τρύπα ποντικιού;! Με τιποτα.

Όλο αυτό το θέμα, για να είμαι ειλικρινής, δεν είναι πολύ διαφανές και δικαιολογημένο. Αν και, ίσως δεν καταλαβαίνω καλά κάτι λόγω της έλλειψης ικανοτήτων μου, εντούτοις, το μποζόνιο Χιγκς, κατά τη βαθιά μου πεποίθηση, δεν ταιριάζει πραγματικά κάτω από το «σωματίδιο του Θεού».

Ένα άλλο πράγμα είναι το φωτόνιο. Αυτό το υπέροχο σωματίδιο έχει μεταμορφώσει εντελώς την ανθρώπινη ζωή στον πλανήτη.

Χάρη στα φωτόνια διαφόρων ακτινοβολιών, βλέπουμε τον κόσμο γύρω μας, απολαμβάνουμε το φως του ήλιου και τη ζεστασιά, ακούμε μουσική και παρακολουθούμε τηλεοπτικές ειδήσεις, κάνουμε διάγνωση και θεραπεία, ελέγχουμε και ελαττώματα μετάλλων, κοιτάμε στο διάστημα και διεισδύουμε στα βάθη της ύλης, επικοινωνούμε με ο ένας τον άλλον σε απόσταση μέσω τηλεφώνου… Η ζωή χωρίς φωτόνια θα ήταν αδιανόητη. Δεν είναι απλώς ένα μέρος της ζωής μας. Είναι η ζωή μας.

Τα φωτόνια, στην πραγματικότητα, είναι το κύριο όργανο επικοινωνίας του Ανθρώπου με τον κόσμο γύρω του.Μόνο αυτοί μας επιτρέπουν να βυθιστούμε στον κόσμο γύρω μας και, με τη βοήθεια της όρασης, της όσφρησης, της αφής και της γεύσης, να τον κατανοήσουμε και να θαυμάσουμε την ομορφιά και την ποικιλομορφία του. Όλα αυτά χάρη σε αυτά - φωτόνια.

Και επιπλέον. Αυτό είναι ίσως το κύριο πράγμα. Μόνο φωτόνια μεταφέρουν φως! Και σύμφωνα με όλους τους θρησκευτικούς κανόνες, ο Θεός γέννησε αυτό το φως. Επιπλέον, ο Θεός είναι φως!

Λοιπόν, πώς μπορεί κανείς να ξεπεράσει τον πειρασμό και να μην ονομάσει το φωτόνιο; ένα πραγματικό «σωματίδιο Θεού»!Φωτόνιο και μόνο φωτόνιο μπορεί να διεκδικήσει αυτόν τον υψηλότερο τίτλο! Το φωτόνιο είναι φως! Το φωτόνιο είναι θερμότητα! Το φωτόνιο είναι όλη η ταραχή των χρωμάτων του κόσμου! Το Photon είναι αρωματικές μυρωδιές και λεπτές γεύσεις! Δεν υπάρχει ζωή χωρίς φωτόνια! Και αν συμβεί, τότε ποιος χρειάζεται μια τέτοια ζωή; Χωρίς φως και ζέστη, χωρίς γεύση και οσμή. Κανένας.

Επομένως, αν μιλάμε για σωματίδιο του Θεού, τότε το μόνο που χρειάζεται είναι να μιλήσουμε φωτόνιο- για αυτό το καταπληκτικό δώρο που μας δόθηκε από τις Ανώτερες Δυνάμεις. Αλλά και τότε, μόνο αλληγορικά. Γιατί ο Θεός δεν μπορεί να έχει σωματίδια. Ο Θεός είναι ένας και ολόκληρος και δεν μπορεί να χωριστεί σε κανένα σωματίδιο.