О природе вещей 2. Оглавление. Введение. 1. Новый взгляд на электрон.

О природе вещей 2.
Оглавление.
Введение.
1. Новый взгляд на электрон.
2. «Поле, русское поле…»
3. Распределение материи в пространстве.
Новая гравитационная теория.
4. «Большой взрыв»… А зачем он нужен?
5. Да будет свет…
6. Строение атома по-новому.
7. Ещё немного о сущности элементарных частиц.
8. Ионная теория.
9. Теория функционирования P-N перехода.
10. Антиматерия – миф или реальность?
11. Что такое лазер?
12. СТО – тёмная страница физики.
Заключение.
Введение.
Я со школьных лет очень интересовался физикой. Но мне всегда не давали покоя некоторые
нестыковки или нелогичности в объяснении некоторых явлений, а также нелогичность некоторых
физических теорий. В результате длительных размышлений об этом родилось некоторое другое видение
физических процессов и их интерпретация. Возможно, на новую «теорию» это не тянет, зато, на мой взгляд,
снимает некоторые парадоксы и нестыковки в существующих теориях.
Попробую изложить своё понимание некоторых физических явлений, которые
сейчас интерпретируются не совсем правильно. Какие это явления? Например: заряд у частиц (мне
кажется, что такого явления не существует, объяснения будут далее).
Хочу предложить новую гравитационную теорию – альтернативную ОТО. Ещё одно явление: скорость света
– максимально возможная скорость в природе (у меня есть доводы, что это не так, сами доводы изложу
чуть позже). Большое сомнение вызывает «теория Большого взрыва» (имеются аргументы против этой
теории). Ну и, конечно же, очень большие возражения против СТО Эйнштейна. Возможно, затрону ещё
некоторые явления, интерпретация которых вызывает сомнение.
При изложении своих взглядов на рассматриваемые явления, я буду часто прибегать к аналогиям,
так как и материя, и её взаимодействие, и макро и микро мир очень коррелированны между собой, т. е.
подобны и взаимосвязаны. Кроме этого, в своих обоснованиях я постараюсь выстроить логические цепочки
объяснений и доказательств, показать логическую связь в интерпретации рассматриваемых явлений.
Часть 1. Новый взгляд на электрон.
Электрон (от др.-греч. ἤλεκτρον — янтарь) — стабильная, отрицательно заряженная элементарная
частица, одна из основных структурных единиц вещества. Является фермионом (то есть имеет полуцелый
спин). Относится к лептонам (единственная стабильная частица среди заряженных лептонов). Из
электронов состоят электронные оболочки атомов, где их число и положение определяет почти все
химические свойства веществ. Движение свободных электронов обусловливает такие явления, как
электрический ток в проводниках и вакууме.
−19
−10
Заряд электрона неделим и равен −1,602176565(35)·10 Кл (или −4,80320427(13)·10 ед. заряда СГСЭ в
−20
системе СГСЭ или −1,602176565(35)·10 ед. СГСМ в системе СГСМ); он был впервые непосредственно
измерен в экспериментах (англ.) А. Ф. Иоффе (1911) и Р. Милликена (1912). Эта величина служит единицей
измерения электрического заряда других элементарных частиц (в отличие от заряда электрона,
элементарный заряд обычно берётся с положительным знаком). Масса электрона равна
−31
9,10938291(40)·10 кг.
Так выглядит определение электрона в Википедии. Теперь попробую донести своё видение этой
частицы, но сначала сделаю небольшое отступление, чтобы подвести к изложению своего взгляда.
Общеизвестный и общепринятый факт, что законы Кирхгофа (имеются в виду 1-й и 2-й законы для
электрических цепей) одинаково хорошо применимы не только к электрическим цепям (к электрическому
току), но и к движению жидкости в трубопроводе. Этот факт наводит на мысль, что «заряд» у электрона не
оказывает влияния на протекание электрического тока или (как вариант!) указывает на отсутствие такового.
1
Электрический ток — упорядоченное некомпенсированное движение свободных электрически
заряженных частиц под воздействием электрического поля.
(Википедия)
С одной стороны электрический ток – это движение заряженных частиц
(общепринятое мнение), но с другой стороны по тем-же правилам движутся нейтральные (не имеющие
заряда) молекулы и атомы жидкости в трубопроводе.
Отметим этот факт, как факт №1.
Теперь рассмотрим некоторые парадоксы, связанные с «зарядом». Долгое время было парадоксом
то, что в ядре атома вместе удерживаются положительно заряженные протоны, которые вроде должны
отталкивать друг друга. Этот парадокс попытались решить введением нейтронов, которые должны
(непонятно как!) компенсировать взаимное отталкивание протонов. Но на самом деле количество
парадоксов только возросло. Во-первых, заряд протонам присвоили исключительно, чтобы компенсировать
заряд электронов в электронной оболочке атома, так как атом в целом должен быть нейтральным. Вовторых, с добавлением в ядро нейтронов, добавился новый парадокс. Как нейтральная частица – нейтрон
может оказывать влияние на заряженную частицу – протон, компенсируя их взаимное отталкивание? Все
существующие наблюдения противоречат этому. Например: электрическое или магнитное поле отклоняет
заряженные частицы, а незаряженные (нейтральные) нет. И ещё один парадокс, который пока не был
озвучен. Я пока нигде не встречал об его упоминании, хотя он реально существует. Парадокс заключается
в следующем. Электроны (одинаково отрицательно заряженные частицы) в электронном пучке
электроннолучевой трубки должны по всем законам взаимно отталкиваться, но на практике электронный
пучок весьма легко фокусируется в маленькое пятно на экране трубки.
Парадокс отталкивания протонов в ядре атома и электронов в пучке электроннолучевой
трубки отметим, как факт №2.
Ещё один факт. В школе мы все решали задачи типа:
Два электрона расположены на расстоянии R друг от друга, определить с какой силой они
отталкиваются.
Что смущает в этой задаче? На практике, ни когда не удастся повторить этот опыт. В опыте всегда
используются макрообъекты, состоящие из множества элементов: атомов, протонов, электронов. В этой
ситуации процесс отталкивания двух «заряженных» макрообъектов может быть объяснён, как отталкивание
двух одноимённо заряженных «объектов» (классическое объяснение) или другим образом. Таким, что на
каждом из этих объектов имеется избыточное количество частиц – электронов (при этом совсем не
обязательно имеющих «заряд»). Отталкивание макрообъектов происходит в процессе истекания
избыточного количества частиц с макрообъектов в окружающее пространство. В результате этого
истекания плотность частиц на единицу объёма между «объектами» становиться значительно больше, чем
с внешней стороны «объектов». Это приводит к повышенному давлению частиц между макрообъектами и к
последующему отталкиванию макрообъектов друг от друга. Точно такое же объяснение подходит и к опыту
с отталкиванием лепестков сложенной полоски папиросной бумаги, заряженной эбонитовой палочкой.
Лепестки бумаги расходятся не по причине отталкивания одноименно заряженных поверхностей, а по
причине избыточного количества частиц между лепестками бумаги и соответственно повышенного
давления на лепестки из области между ними. Подтверждающий это опыт - выстрел пули: под действием
избыточного давления газа, образовавшегося из-за сгорания пороха, гильза и пуля прекрасно
отталкиваются друг от друга.
Можно ещё больше приблизить опыт к изначальному. Возьмём два плоских чехла из ткани и
закрепим их с одной стороны, вроде лепестков пергаментной бумаги. Избыток электронов на лепестках
заменим газом, подаваемым под давлением через специальные клапаны внутрь чехлов. Свободно
выдуваясь через ткань, избыточный газ заставит два чехла отталкиваться друг от друга. Чехлы из ткани
легко заменить на бумажные, с многочисленными маленькими дырочками, и тогда подобие опытов будет
максимальным. Эффект в опыте с заряженной полоской бумаги и в опыте с бумажными чехлами
одинаковый, но если в первом случае он объясняется наличием зарядов, то во втором наличием
избыточного давления незаряженного газа.
Одинаковый результат двух этих опытов, с участием «зарядов» и без них отметим, как факт
№3.
Общий анализ 3-х вышеизложенных фактов с большой долей вероятности приводит нас к выводу,
что «зарядов» вообще не существует, а все явления связанные с ними легко объясняются другим
способом. Следует отметить, что такой подход избавляет нас ещё от двух парадоксов. Это: почему
отрицательные электроны не падают (притягиваются) на положительное ядро и почему электрон, двигаясь
вокруг ядра, по криволинейной траектории не излучает. Отсутствие «зарядов» у электрона и других частиц,
вообще «зарядов», легко снимает эти парадоксы.
Теперь обратимся к основному закону о «зарядах» - закону Кулона. Для всех очевидна большая
схожесть формулы закона Кулона с формулой закона всемирного тяготения Ньютона. Если ещё учесть, что
в опыте Томпсона, считающегося первооткрывателем электрона, была найдена не масса электрона, не его
2
заряд, а именно отношение заряда к массе, вполне логично предположить, что заряд можно выразить, как
массу, взятую с некоторым коэффициентом пропорциональности:
q = K пр. * m , где K пр. – коэффициент пропорциональности между зарядом и массой
Подставив значение заряда в формулу закона Кулона, его можно переписать так:
k1 * m1 * k2 * m2
m1 * m2
F = K * ------------------------ или F = K * k1 * k2 * ------------- .
2
2
R
R
Мы получили немного модифицированную формулу закона Ньютона с 3-мя некоторыми коэффициентами,
вместо коэффициента всемирного тяготения. Выше изложенное, так же толкает к мысли, что ни каких
«зарядов» не существует, а притяжение и отталкивание частиц или макрообъектов есть следствие влияния
их масс.
Теперь, когда с зарядом немного разобрались, обратим своё внимание на массу электрона.
Согласно ныне действующей парадигме электрон представляется неким кирпичиком мироздания,
вышедшем с конвейера природы, выполненным в соответствии с ГОСТОМ ВСЕЛЕННОЙ. Все электроны –
близнецы братья, созданные по образу и подобию одного. Однако если взглянуть на это немного шире, то
можно заметить – во вселенной существует множество галактик, в галактиках множество звёзд, а вокруг них
вращается много планет. Галактики и звёзды имеют разные размеры, светят разным цветом, планеты тоже
разные и имеют разное количество спутников, разную скорость вращения и период обращения вокруг
звезды. В микромире также имеются различные живые клетки, неживые молекулы и атомы. Они все имеют
разную массу, разный объём, разные свойства.
Возникает вопрос – почему электрон, или протон должны быть идентичными друг другу.
До сих пор никому не удалось опытным путём взвесить или измерить один конкретный электрон,
ввиду его очень маленького размера. У людей нет для этого необходимых инструментов и приборов, и
скорее всего ни когда не будет. Все существующие значения размеров и массы были получены путём
математических расчётов для очень большого количества частиц (например, электронов), принимавших
участие в различных опытах. Исходя из этого, можно предположить, что полученные значения являются
всего лишь (даже очень точными) средними значениями этих параметров. Полученные данные не
исключают того, что за массой электрона кроется не универсальная однозначная величина, а целый
диапазон значений, находящийся вблизи всем известной величины. Например, рассматривая воздух, как
макрообъект мы используем в вычислениях его среднюю плотность, упругость, массу, хотя достоверно
знаем, что это смесь различных газов с разными свойствами, в том числе плотностью и массой, размерами
атомов и молекул. Учитывая аналогию с другими объектами вселенной от атомов до галактик, а так же
невозможность получить измерения для одного единственного электрона (другой элементарной частицы)
предположение о неодинаковости электронов имеет под собой реальную почву. В дальнейших своих
рассуждениях я приведу ещё некоторые доводы в пользу такой теории.
Подведём итог этого раздела. Мне представляется, что электрон – это частица, не имеющая
заряда и не имеющая одинакового размера и массы. Эти параметры электрона лежат в некотором
диапазоне, среднее значение которых достоверно установлено в результате опытов с
использованием большого количества этих частиц.
Часть 2. «Поле, русское поле…»
Сколько копий сломано вокруг теории поля, но все они связаны с математическими формулами, с
вычислением значений поля в любой его точке. Мне хотелось бы рассмотреть физическую сущность этого
явления. На мой взгляд, суть понятия поля (электрического, магнитного, гравитационного) отражается в его
названии – «поле». Изначально под полем подразумевалось пространство, на котором растёт много
отдельных растений. Самый показательный пример – это поле с однотипной культурой, например поле
пшеницы или поле капусты. Что бросается в глаза при взгляде на такое поле. Во-первых, поле состоит из
множества однотипных элементов, индивидуальными особенностями отдельных растений (размер и т. п.)
можно пренебречь. Во-вторых, из-за особенностей почвы и неравномерного удобрения почвы, плотность
растений на различных участках неодинакова. По-моему именно эти два фактора и являются
основополагающими в определении поля.
Электрическое поле — одна из составляющих электромагнитного поля; особый вид материи,
существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающий при
изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Электрическое поле непосредственно
невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела.
Это определение всё из той же Википедии. Мне же кажется, что поле – это не особый вид материи, а
собственно материя (частицы), распределённая в пространстве особым образом под воздействием
внешней силы. Рассмотрим электрическое поле. На одном электроде присутствует избыток электронов
(именно частиц-электронов, а не «зарядов»-электронов) на другом электроде избытка нет или возможен
даже их недостаток. Между этими электродами образуется электрическое поле. Суть же процесса
3
заключается в следующем. С электрода, где есть избыток электронов, электроны стекают в пространство и
двигаются в сторону электрода с их недостатком, это напоминает вытекание газа из баллона со сжатым
газом. Так же, как и в баллоне есть избыток молекул газа, так и на электроде есть избыток электронов. Они
стекают в открытое пространство, где их количество меньше, стараясь выровнять давление внутри баллона
или внутри электрода, с давлением соответствующих частиц в пространстве (для газа – молекул газа, для
электронов - электронов). Электроны в данном случае ведут себя подобно сверхлёгкому газу. В
дальнейшем я приведу ещё доводы в подтверждение такой аналогии. В связи с тем, что частицы (молекулы
или электроны) не могут все мгновенно и одновременно занять всё окружающее пространство, образуется
неравномерное их распределение.
Ближе к источнику частиц их количество - больше, дальше от источника количество частиц - меньше. Это и
есть, не что иное, как поле – неравномерное распределение частиц в пространстве, под действием
внешней силы – избыточного давления соответствующих частиц. Такое представление хорошо согласуется
с параметрами поля. Например, потенциал пропорционален плотности частиц в какой-то точке поля.
Напряжённость поля пропорциональна среднему импульсу частиц в конкретной точке поля. В
гравитационном поле, вроде не присутствуют заряженные частицы, но зато на лицо их неравномерное
распределение. Например, вблизи Земли плотность воздуха (смеси газов) – выше, дальше от Земли –
меньше, и ещё дальше безвоздушное пространство – космос. Описанная картина гравитационного поля
очень похожа на описанное мной представление о поле вообще. Далее я ещё расскажу и об участии
электронов в явлении гравитации.
Хочется сделать ещё одно добавление. Для поддержания внешнего давления на частицы
(электроны), требуется хотя бы минимальный их расход. Т. е., чтобы сохранить неравномерное
распределение частиц, необходимо, что бы частицы с небольшой скоростью двигались по направлению от
области с их избытком к области с их недостатком. В электрическом поле – это ток утечки, в магнитном
поле – магнитные потери магнитного поля. В гравитационном поле это факт возрастания массы в области
массивного тела, за счёт постоянного притока и торможения частиц вблизи массивного тела. Стоит
прекратить поступление новых частиц: условно «зарядов» в электрическом поле (отключение напряжения
от обкладок конденсатора), в магнитном поле – отключение тока в обмотках катушки, как неравномерное
распределение частиц будет выровнено за счёт хаотического передвижения частиц, и поле исчезнет.
Итог этого раздела: поле не есть особый вид материи, а есть материя, неравномерно
распределённая в пространстве под действием внешней силы, на сохранение поля тратится
некоторая энергия в виде направленно движущихся частиц, вследствие внешнего давления на них,
создающих неравномерное распределение частиц, образующих поле.
Часть 3. Распределение материи в пространстве. Новая гравитационная теория.
В результате многочисленных наблюдений астрономов за отдалёнными участками космоса
сложилась следующая картина распределения вещества (материи) в пространстве. Картина звёздного неба
очень похожа на пену, состоящую как бы из «пузырей» с пониженной плотностью звёзд (вещества) и
«оболочек» этих пузырей с повышенным содержанием звёзд. Эти «оболочки» касаются друг друга
произвольным образом, образуя в точках соприкосновения ещё большую плотность скопления звёзд. При
этом такие «пузыри» имеют различные размеры и различную плотность звёзд, как внутри себя, так и вдоль
своих границ. Причём, такая пенная картина наблюдается на различных уровнях, будь то очень большие
участки звёздного неба, небольшие фрагменты с несколькими галактиками или отдельные фрагменты,
внутри галактики. Такая структура по-другому называется фракталами.
Это скопление элементов различных размеров, различной плотности, образующие в свою очередь вместе
ещё большие по размерам элементы с такой же структурой, и такая картина сохраняется с рассмотрением
всё более и более крупных фрагментов.
Всё вышеописанное есть достоверный и общепринятый факт.
Теперь попробуем выдвинуть предположение о причине такого распределения материи в
пространстве. Очень логичным мне представляется следующая картина.
Внутри каждого «пузыря» действует некая сила, которая выдавливает вещество (звёзды) в направлении от
своего центра к границе пузыря. И вот здесь пора вспомнить о гравитации. На просторах интернета мне
неоднократно попадалась «теория расталкивания», как вариант объяснения гравитации. Очень
симпатичная теория, поскольку прекрасно согласуется с наблюдаемыми гравитационными явлениями.
Один недостаток – не объясняется причина расталкивания. Есть ещё одна сходная теория – теория Фатио
и Ле Сажа, в которой некие очень маленькие корпускулы, двигаясь с большой скоростью во всех
направлениях, оказывают давление на вещество в космосе. В этой теории возникали некоторые тепловые
проблемы. Мне, кажется, удалось найти простое и логичное решение проблем этих теорий, при этом
объяснение опирается на общеизвестный и общепринятый закон сохранение импульса и закон сохранения
энергии Ньютона. Напомню формулы:
m1 * v1 = m2 * v2
2
2
m1 * v1
m2 * v2
--------- = --------2
2
4
Всем частицам, всем макрообъектам во вселенной свойственно движение, это неотъемлемое свойство
материи, т. е. каждое материальное тело имеет скорость своего движения: может очень маленькую, а
может близкую к скорости света, а может даже больше неё (!!!). Вся вселенная как раз и состоит из таких
материальных тел, двигающихся с различными скоростями.
Посмотрим, как они взаимодействуют. При столкновении двух тел (частиц), они обмениваются
энергией таким образом, что после их разлёта тело с меньшим импульсом ускоряется, а тело с большим
импульсом тормозиться. С учётом того, что скорость при этом меняется обратно пропорционально массе,
мы имеем следующую картину. Массивное тело является, своего рода, «демоном Максвелла»,
тела (частицы), имеющие больший импульс - тормозятся, и остаются вблизи этого тела, особенно
массивные. Тела с меньшим импульсом и более лёгкие, наоборот, ускоряются и быстро покидают
массивное тело. Происходит сепарация тел, в зависимости от их массы и скорости. Такая картина хорошо
согласуется с явлением гравитации: вблизи массивного тела всё больше концентрируются тела с большой
массой, наблюдается тенденция к росту суммарной массы вещества близлежащего пространства. Это
выглядит, как притяжение массивного тела. Более лёгкие тела, наоборот покидают массивное тело,
увеличивая при этом свою скорость. Это напоминает подъём от земли воздушного шарика, наполненного
более «лёгким» газом. Мы видим, что это очень похоже на гравитацию и при этом, нет ни какого парадокса,
как в теории Фатио и Ле Сажа, поскольку всё подчиняется закону сохранения энергии.
Теперь попробуем доказать, что лёгкие и быстрые тела (частицы) способны оказывать избыточное
давление на массивные тела (планеты, звёзды). Вообразим себе произвольную сферу, например, на
некотором удалении от Земли. Теперь рассмотрим, какое давление оказывают молекулы газа с внутренней
стороны этой сферы на молекулы газа снаружи этой сферы. В первом приближении можно принять, что газ
или смесь газов вблизи этой сферы имеют один состав (плотность), и одинаковую активность (средний
импульс). Посмотрим, сколько частиц (молекул газа) находиться вблизи внутренней поверхности сферы, а
сколько с внешней. Логично предположить, что это количество пропорционально площади сферы. Вот
формула площади сферы:
S = 4π * R
2
Площадь соприкосновения внутреннего и внешнего слоя одна и та же, поскольку частицы соприкасаются
при взаимодействии, а вот количество их неодинаково. Даже если принять изменения радиуса между
слоями равным размеру частиц (их диаметру), количество частиц во внешнем слое будет больше на
величину изменения площади сферы, а это больше почти в 12 раз умноженных на квадрат приращения
радиуса сферы, т. е., по-любому, больше. Из вышеизложенного следует: учитывая одинаковую площадь
воздействия частиц друг на друга, что внешний слой давит (!!!) на внутренний, ввиду большего количества
частиц во внешнем слое, однако, с той же средней активностью частиц. Возникает вопрос: а может ли
разница в несколько маленьких частиц создать сильное воздействие, наблюдаемое при «притяжении» тела
к Земле? Следует учесть, что на маленькую площадь на поверхности Земли давит послойно огромное
количество атомов воздуха, далее в космосе – электронов. Если из центра Земли провести воображаемые
линии через стороны небольшой области на поверхности Земли, то мы получим гигантскую усечённую
пирамиду, давящую своей вершиной на эту небольшую область, выделенную на поверхности Земли.
Всю обрисованную картину можно окрестить «гравитационным диполем». На одном конце диполя
массивное тело с небольшой скоростью, на другом сумма лёгких и быстрых частиц. При этом массивное
тело и лёгкие частицы находятся в энергетическом балансе. Рост массы тяжёлого тела, за счёт
«притяжения» лёгких частиц к себе приводит, к возрастанию скорости оставшихся «свободными» лёгких
частиц и увеличению давления на тяжёлое тело (увеличение силы притяжения). Этот процесс очень
хорошо подтверждён документально: это и рост диаметра Земли, и диаметра Солнца, зафиксированный и
общепризнанный учёными.
Безусловно, такой процесс не может происходить вечно. На каком-то этапе лёгких частиц вблизи
массивного объекта становиться так мало, что они не могут компенсировать внутреннее давление
плотного, массивного тела, и оно взрывается, разрываясь на более мелкие куски и разлетаясь вокруг. Не
правда, это очень похоже на взрыв сверхновой, что так же хорошо вписывается в общую теорию
гравитации и главное документально подтверждено.
При таком подходе нет необходимости, в каких-то специальных корпускулах, как в теории Фатио и
Ле Сажа. На роль лёгких частиц очень хорошо подходят электроны (самые маленькие и самые быстрые из
известных частиц), но только, ни имеющие заряд, а совершено нейтральные. На роль более тяжёлых тел
(частиц) подходят протоны, атомы и т. п. Моё предположение очень хорошо описывает картину
гравитационного взаимодействия, а так же снимает многие парадоксы, вот, как пример, ещё два. Один, это
споры вокруг физического вакуума. Существует ли он, или вакуум это просто пустота, ничто? По моей
теории вакуум в основном состоит из незаряженных электронов (!!!), предположение об отсутствие заряда у
которых, я сделал в первой части. Такое красивое и логичное сочетание отсутствия заряда у электрона и
его роль в гравитационной теории только убеждают меня в правильности этой идеи. Второй парадокс, это
существование «тёмной материи». Её ни кто не видел, но для полноты картины космического устройства
она должна существовать и в ней должна содержаться значительная масса вселенной. Если предположить,
что «темная материя» - это не имеющие заряда электроны, то вырисовывается красивая картина. Весь
вакуум заполнен такими электронами, они обуславливают наличие невидимой массы во вселенной, и кроме
5
этого прекрасно подходят на роль переносчиков взаимодействий между частицами и телами (об этом
расскажу чуть позже).
Вывод этого раздела: Гравитация есть ни что иное, как эффект сепарации частиц в
пространстве в зависимости от их массы и скорости. Эффект гравитации вытекает из закона
сохранения импульса и закона сохранения энергии. И ещё одно дополнение – вакуум не пустота, а
хаотично движущиеся с большой скоростью электроны, не имеющие ни какого заряда.
Часть 4. «Большой взрыв»… А зачем он нужен?
После сделанных мной предположений о сути гравитации очень логично перейти к теории Большого
взрыва. Сама теория изначально является несостоятельной, поскольку противоречит фундаментальной
теории сохранения энергии. Как могла существовать вся вселенная с её массой и энергией в бесконечно
малой точке. И что находилось в остальном пространстве до Большого взрыва. Вопросы второго плана: как
велико это пустое пространство, есть ли у него граница, что находиться за этой границей, и сколько вообще
могло быть во всём пространстве Больших взрывов – один, два, бесконечное количество. Если применить
доказательство от противного, то оно приводит к тому, что могло быть всё, что угодно но только не
Большой взрыв. Однако рассмотрим доводы, которые приводят в пользу Большого взрыва. Я, сколько не
искал, нашёл в различных источниках всего лишь два таких довода и оба они вызывают у меня
обоснованные сомнения.
Рассмотрим аргументы сторонников Большого взрыва. Первый аргумент – это наличие реликтового
излучения. Предполагается, что это излучение идёт якобы от остатков первичной материи, образованной
сразу после Большого взрыва. Однако рассмотрим факты. Учёные определили, что реликтовое излучение
наблюдается с любого направления, из любой точки космоса на нашу Землю и мощность этого излучения
одинакова с любого направления. Это приводит к выводу, что центром Большого взрыва была Земля. Но
такой вывод очень уж нелогичный, так как Земля не является даже центром Солнечной системы. Само
Солнце не является центром нашей галактики. Да и сама галактика ни чем не выделяется среди других –
одна из многих. На мой взгляд, реликтовое излучение, это суммарное радиоизлучение всех звёзд во
вселенной, своего рода «белый шум» от звёзд. Аналогичная картина наблюдается, когда входишь в
большой цех механообработки. Шум от различных станков сливается в один мощный гул, при этом трудно
определить, откуда он идёт. Кажется, что он заполняет всё пространство цеха. Излучение звука в цеху
аналогично радиоизлучению в космосе.
Что ещё смущает в теории реликтового излучения? В первую очередь, это то, что это излучение
сохранилось, как предполагают учёные, ещё с момента Большого взрыва. А это, как минимум, говорит об
отказе учёных в этом вопросе от закона сохранения энергии. За миллиарды лет, прошедших с момента
Большого взрыва, энергия реликтового излучения должна была, как минимум, уменьшиться, а скорее всего,
излучение должно прекратиться совсем. При этом не важно, что подразумевать под реликтовым
излучением, волновые колебания или такие частицы, как фотоны. За такое продолжительное время
реликтовое излучение не могло не взаимодействовать с материей, находящейся во Вселенной, пусть даже
и очень разряженной. Однако за время наблюдения за реликтовым излучением, а это минимум полвека, ни
кто не зафиксировал его уменьшения. Любое излучение, будь то радиоизлучение, звуковое излучение,
радиоактивное излучение, световое излучение рано или поздно рассеивается и прекращает своё
существование. Нельзя послать радиосигнал бесконечно далеко, так как его энергия по мере удаления
падает. Однако, не понятно почему, реликтовое излучение колесит по необъятной Вселенной миллиарды
лет и, что называется «не тает». Наиболее вероятной мне кажется идея о «белом шуме» от всех звёзд во
Вселенной.
Второй аргумент – это факт расширения вселенной, который, в свою очередь опирается на факт
красного смещения в спектре далёких звёзд. На мой взгляд, этот довод так же малоубедителен, так как
имеет и другое объяснение. Красное смещение свидетельствует, не о быстром разлёте удалённых звёзд, а
всего лишь о поглощении коротковолнового излучения от них на продолжительном пути следования света.
Наблюдая восход и закат, ни кому не приходит в голову, что при этом Солнце куда-то быстро удаляется.
Всё объясняется преломлением света в атмосфере нашей Земли. Но ведь и свет от далёких звёзд
подвергается преломлению, проходя через газовые облака, вблизи атмосфер чужих звёзд и планет.
Меньшее поглощение длинноволнового спектра подтверждается и для других колебаний. Например - для
звука. Звук грома (низкочастотный) хорошо слышен на большом расстоянии в несколько десятков
километров. А вот звук сирены «скорой помощи» (высокочастотный), вблизи очень громкий, но уже на
удалении одного двух километров практически неразличим или крайне слаб.
Логично предположить, что и для света действуют аналогичные законы. Подтверждением этого
может ещё служить такой факт. Луч света, проходя через призму, разлагается на спектр, причём
наибольшее преломление наблюдается для коротковолнового (синего) участка спектра. Так же ведёт себя
и свет от далёких звёзд, проходя неоднородности в космосе (газовые скопления, атмосферы звёзд и
планет) он преломляется. При этом сильнее преломляется излучение синего спектра, рассеиваясь в
пространстве, а красное распространяется прямолинейно, почти без отклонений. Поскольку плотность
космического пространства не велика, то и степень преломления света так же мала. Суммарный эффект от
красного смещения наблюдается только для света от далёких звёзд, из-за большого пути, пройденного
светом. Близко расположенные звёзды не имеют красного смещения в своём спектре.
6
Ещё одним фактором красного смещения в спектре далёких звёзд может быть обычная сила
трения. Объясню подробнее, при этом как обычно начну с аналогии. Предположим, у нас имеется
механическая тележка, и мы слегка её толкнём. Тележка начнёт двигаться по ровной горизонтальной
поверхности. Через некоторое время движение тележки замедлиться и она остановиться. Связано это с
явлением трения. Из-за трения между колёсами тележки и поверхностью движения, а так же между
колесами и осями, на которых они закреплены, тележка затормозиться и остановиться. Сила трения
учитывается практически во всех механических явлениях. Вот ещё один пример, но уже связанный с
колебаниями. Это колебания маятника. В идеальном маятнике, который чаще всего рассматривается в
физике, частота колебаний маятника постоянна, и эти колебания не затухают. Но в реальной жизни на
колебания маятника влияют и другие силы, кроме силы притяжения груза к Земле. В точке подвеса
маятника действует сила трения, на сам груз и нить подвеса действуют сила трения о воздух и сила
сопротивления воздуха. В конечном счёте, эти силы через некоторое время приводят к остановке маятника
после отклонения груза от точки равновесия и начала колебаний. По мере замедления колебаний
реального (неидеального) маятника происходит незначительное уменьшение частоты колебаний. Нечто
похожее происходит при вращении «волчка». При его запуске частота вращения волчка высокая. По мере
уменьшения его кинетической энергии, происходит уменьшение частоты вращения из-за силы трения в
точке соприкосновения оси волчка с поверхностью и силы трения самого волчка о воздух. Логично
предположить, что и при распространении света, особенно если принять за факт наличие среды
распространения в виде свободных, неимеющих заряда, электронов, будет присутствовать некоторый
сходный процесс. Свободные электроны, уплотняясь и разряжаясь под действием световой волны, будут
испытывать очень слабую силу трения, при взаимодействии друг с другом. Эта сила крайне слаба из-за
очень маленькой массы электронов, но всё же, при гигантском расстоянии, пройденным светом от далёкой
звезды действие этой силы приведет к замедлению колебаний электронов. А это собственно и есть
уменьшение частоты видимого от звезды света, т. е. красное смещение спектра. Замечу, что величина
красного смещения пропорциональна расстоянию до звезды, так как, чем больше пройденный светом путь,
тем большее влияние окажет сила трения между свободными электронами. А этот вывод очень хорошо
совпадает с общепризнанным законом Хаббла, правда сам Хаббл объясняет это явление расширением
Вселенной. Один и тот же подтверждённый опыт, как мы видим, может иметь разные обоснования. При
этом не стоит забывать, что даже учёные признают, что теория расширения Вселенной и как следствие
теория Большого взрыва, имеют много нерешённых парадоксов.
Ещё один небольшой довод против Большого взрыва: Сравним Большой взрыв с обычным взрывом.
При обычном взрыве большая часть остатков продуктов взрыва разлетается далеко от его центра, образуя
в центре взрыва некоторое разряжение вещества. По логике такая же картина должна наблюдаться и в
случае Большого взрыва. В его эпицентре должно наблюдаться заметное разряжение звёздного вещества
(звёзд). Но астрономические наблюдения этого не подтверждают.
Наиболее логичной мне представляется следующая картина. Вселенная – бесконечна. Она
существовала всегда, и будет существовать вечно. Безусловно, во вселенной происходят процессы
изменения, но мне кажется, что они сводятся к хаотическому локальному уплотнению вещества и
последующему взрыву сверхновой и разлёту вещества. Физическая подоплёка такого поведения
описана мной в гравитационной теории, в третьей части моего эссе.
Часть 5. Да будет свет…
Пришло время поговорить о свете. До сих пор вокруг этого явления не утихают споры, однако
общепринятым является следующая формулировка:
Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме
которой постоянна, либо как поток фотонов — частиц, обладающих определённой энергией, импульсом,
собственным моментом импульса и нулевой массой.
Это выдержка из Википедии. Что смущает в таком представлении о свете? Во-первых, то, что свет
представляется то волной, то частицей. Такая двойственность не характерна ни для одного другого
физического явления. Во-вторых, очень нелогично выглядит представление фотона, как частицы
обладающей энергией, иногда очень большой, но при этом совсем не обладающей массой. Вспомним
формулу для кинетической энергии:
2
m*v
E = ---------2
Очевидно, что наличие энергии напрямую связано с наличием массы. И даже в формуле Эйнштейна (с
которой я не совсем согласен):
E=m*c
2
энергия определяется наличием массы. В связи с вышесказанным, идея существования фотонов
(безмассовых частиц с большой энергией) представляется мне крайне маловероятной.
7
Вместо теории о корпускулярно-волновом дуализме я могу предложить свою альтернативу.
Проведём небольшую аналогию. Свет – есть колебания (!!!). Рассмотрим другие виды колебаний,
например, механические. Основное условие для таких колебаний – наличие среды их распространения.
Для морских волн нужна материальная среда – вода. Другой вид колебаний – звук. Для распространения
звука тоже нужна среда, будь то воздух или жидкость или какое-то твёрдое тело. В вакууме звук не может
распространяться (хотя среда там всё же есть, но немного другая). В чём же разница между механическими
колебаниями, звуком и светом, и какая среда подходит для распространения каждого вида колебаний.
Механические колебания самые низкочастотные – для них подходит плотная среда (состоящая из тяжёлых
частиц: атомы и молекулы). Звук более высокочастотные колебания, но весьма близкие к механическим
колебаниям. Для него тоже нужна плотная среда – твёрдая, жидкая или газ (это тоже атомы и молекулы).
По мере возрастания частоты звука, переходу к ультразвуку, наблюдается заметное ухудшение его
распространения.
Мне кажется, это связанно с тем, что атомы и молекулы вещества слишком тяжелы, чтобы поддерживать
высокочастотные колебания. Сказывается влияние инерции, характерное для любого тела, обладающего
массой.
Поскольку свет представляет собой колебания очень высокой частоты, то среда для его
распространения должна состоять из очень лёгких частиц. Мне кажется, что отличным кандидатом на эту
роль будет – электрон. Это самая лёгкая из известных частиц, к тому же из них состоит вакуум (согласно
моему предположению, сделанному в третьей части). Это предположение, на мой взгляд, значительно
интересней, чем идея распространения света путём постоянного преобразования электрической энергии в
магнитную энергию и обратно. Это преобразование очень смахивает на то, как барон Мюнхаузен
вытаскивал себя за волосы из болота. Предположение о том, что средой для распространения света
являются электроны (не имеющие заряда!!!) очень хорошо объясняет процесс взаимодействия света с
веществом, не прибегая к теории дуализма. Согласно такому подходу, воздействие на вещество оказывают
колеблющиеся под действием световой волны электроны.
Поскольку свет распространяется в вакууме, в воздухе (газе), в прозрачной жидкости (например - вода), в
твёрдом прозрачном теле (например - стекло), то можно предположить, что во всех этих веществах
имеется среда для распространения света – электроны. Попробуем доказать это посредством аналогий.
Общеизвестный факт, что в жидкостях растворено некоторое количество газа. Подтверждением
могут служить рыбы, дышащие под водой кислородом. Или наличие углекислого газа в «газировке». При
этом для каждого давления и температуры характерно какое-то своё количество газа в жидкости. Стоит
чуть-чуть нагреть «газировку» или поместить её в разряженное пространство, как лишний газ начинает
интенсивно выделяться из воды. С большой долей вероятности можно предположить, что молекулы газа
могут находиться и в твёрдом веществе. Как минимум твёрдые пористые материалы типа древесины и т. п.
точно содержат газ. Развивая эту идею и учитывая, что электроны гораздо меньше атомов и молекул газа,
можно предположить, что в структуру всех веществ: газов, жидкостей и твёрдых тел входят свободные
электроны. Это не электроны, составляющие часть атома и вращающиеся вокруг ядра, а именно
свободные (!!!) электроны, находящиеся и свободно перемещающиеся между атомами и молекулами
вещества. Свободные электроны можно сравнить со сверхлёгким газом, заполняющим промежутки между
атомами и молекулами любого вещества. Дополнительным подтверждением такого предположения может
служить электрический ток. Электрический ток образован не электронами из оболочек вокруг ядер, путем
«перепрыгивания» от ядра к ядру, а именно свободными электронами, находящимися в межатомном
пространстве. Мы знаем, что при прохождении тока, вокруг проводника образуется магнитное поле, причём
напряжённость поля падает по мере удаления от проводника. Эта картина очень сильно напоминает
нагреваемую «газировку». Мы подаём в проводник с помощью внешнего источника (например - батареи)
избыток электронов, часть из которых возвращается к другому полюсу источника по замкнутой цепи, а часть
выделяется с поверхности проводника в пространство, образуя неравномерное распределение электронов
в близлежащем от проводника пространстве, т. е. – магнитное поле. Круговое направление вектора
магнитной индукции связано с закручиванием электронов в центрально-неравномерно распределённом
поле. Эффект закручивания можно наблюдать в жидкостях, это закручивание струи воды, вытекающей из
крана или образование воронки при сливе воды в ванне. Причину такого закручивания я изложу позднее, в
другом разделе.
Предположение о наличии свободных электронов в межатомном пространстве очень хорошо
согласуется и с гравитационной теорией. Всем приходилось испытывать влияние инерции, например при
торможении вагона метро. При этом организм ощущает каждой клеточкой некое давление, не только вдоль
поверхности, но и внутри всего тела. Причина этого, как раз в свободных электронах, которые продолжают
двигаться со скоростью, до торможения, и оказывают давление внутри всего тела, на каждый его атом.
Ещё один маленький штрих к теории света. Фотонная теория света частично опирается на формулу
Эйнштейна, полученную в опытах по исследованию фотоэффекта. Формула имеет следующий вид:
2
m*v
h * w = Aout * ---------2
Где h – постоянная Планка, w - частота падающего света, Aout - работа выхода, т. е.
8
работа, необходимая для выбивания одного электрона из фотомишени. Классическое объяснение, что
величина (h * w), как раз и характеризует квантованность световых частиц (фотонов), а красная граница
частоты, при которой наступает выбивание электрона – необходимую для этого энергию фотона.
На мой взгляд, эта формула с одной стороны показывает зависимость энергии световой волны
(колебаний) от частоты, а с другой минимально необходимую работу для выбивания электрона из
вещества, при этом эта работа должна быть произведена за ограниченный промежуток времени. Т. е.
важна не столько величина работы, как мощность воздействия. Теперь всё становиться на свои места. С
одной стороны формулы мы видим мощность излучения величина (h * w), с другой работу (а фактически
необходимую мощность воздействия) для выбивания электрона. Красная граница – это минимальная
частота, при которой воздействие света имеет мощность, необходимую для выбивания электрона. Ни какой
квантовой природы эта формула не выявляет.
Попробую привести несколько примеров из механики, подтверждающих мои доводы. Например, у
нас есть арбуз, и мы пытаемся его «вскрыть». Мы можем очень долго «слегка» давить на арбуз, совершая
много работы, но так и не добиться результата. Однако стоит резко ударить по нему с большой силой (!!!) и
арбуз расколется. Здесь очень хорошо проявляется влияние мощности при выполнении некоторых
экспериментов. Ещё один пример – это ультразвуковая пайка. В результате воздействия звуком высокой
частоты удаётся создать крепкое соединение двух деталей из пластичного алюминия, молекулы двух
разных деталей образуют взаимную связь между собой, возможно даже, что молекулы одной детали
проникают между молекулами другой. Но стоит применить для такой сварки обычный звук и уже, ни чего не
получиться. Причина в маленькой мощности звука более низкой частоты. При этом не спасёт даже
значительное увеличение амплитуды звуковых колебаний. Не правда, эта картина весьма напоминает
фотоэффект, есть колебания, есть красная граница, зависимость мощности от частоты, только все эти
явления связаны со звуком. При полной аналогии этих экспериментов, ни кому и в голову не приходит идея
о дуализме звука. А причина этого – объективно доказанное распространение звука в среде. Если принять
за истину, что свет тоже распространяется в среде, среде из незаряженных электронов, то большое
количество парадоксов связанных со светом исчезнет.
Рассмотрим ещё один довод, используемый в пользу квантовой природы света, это опыт Комптона
и, так называемый эффект Комптона. Напомню детали опыта. Рентгеновское излучение воздействовало на
мишень из графита, алюминия или парафина. Наблюдалось рассеянное излучение от мишени под
различными углами от направления первоначального излучения. В результате опыта было выявлено, что
вторичное излучение при наблюдении под некоторым углом, по отношению к направлению первичного
излучения, имеет в своём спектре вместе с первичной частотой рентгеновского излучения, частоту с
меньшим значением, чем первичная, и она пропорциональна углу наблюдения (углу отклонения от
первичного луча). Объяснение этого эффекта основывается на квантовом представлении о свете. Т.е., в
результате взаимодействия фотонов света со свободными электронами возникает отклонение фотонов на
некоторый угол и потеря ими энергии, пропорциональной углу отклонения фотонов (луча света) и,
соответственно, изменение частоты фотонов на величину пропорциональную углу отклонения.
(Общепринятое объяснение эффекта Комптона легко найти в интернете). Теперь приведу своё объяснение
этого эффекта, на основах классической физики. Во-первых, что сразу же бросается в глаза. Если
следовать квантовой теории света, то в спектре вторичного излучения должно присутствовать только
излучение пониженной частоты, но ни как – первичной. Я, как инженер радиотехник, сразу же увидел в
результатах опыта неполную картину спектра амплитудно-модулированного сигнала. Объясню подробнее.
В спектре амплитудно-модулированного сигнала наблюдаются четыре частоты. Это:
<1> -частота «несущей» (в нашем случае исходной частоты рентгеновского излучения),
<2> - низкая частота модулирующего сигнала (в нашем случае это частота лежит значительно ниже
рентгеновского, и даже светового спектра, которую даже и не предполагалось обнаруживать),
<3> - частота, равная разности «несущей» (исходной частоты рентгеновского излучения) и частоты
модулирующего сигнала – это частота наблюдаемого излучения на соответствующем угле отклонения
(зафиксирована в опыте),
<4> - частота, равная сумме частоты «несущей» (исходной частоты) и частоты модулирующего сигнала (в
опыте не отмечена).
Предполагаю, что низкую частоту в спектре наблюдаемого вторичного сигнала искать ни кто вообще
не собирался, что, в общем-то, действительно было трудно обнаружить, исследуя рентгеновский спектр. Но
вот не обнаружение в спектре частоты, равной сумме частот исходного и модулирующего сигнала, скорее
всего, связанно с сокрытием этого явления. Эта частота лежит в рентгеновском спектре, и при небольших
углах отклонения близка к частоте исходного рентгеновского излучения. Единственная проблема – наличие
такой частоты в спектре вторичного излучения ни как нельзя объяснить, с точки зрения квантовой природы
света.
В домашних условиях такой эксперимент повторить весьма затруднительно, но в любой физической
лаборатории, при наличии рентгеновской лампы и рентгеновского спектрометра повторить его не составит
труда, и результат будет совпадать с предложенным мной сценарием. Есть одна проблема в повторении
этого опыта, это то, что он в корне перечёркивает основы огромного раздела современной физики –
«Квантовой физики».
В подтверждение свей гипотезы, приведу обоснование «физики» происходящего процесса. Для
этого воспользуюсь физической моделью, известной под названием «шарики Ньютона». Классическая
модель шариков Ньютона представляет собой одинаковые, массивные шарики, подвешенные на
9
нерастяжимых нитях, касающиеся друг друга или находящихся на близком расстоянии друг от друга, и
расположенных на одной прямой. (Подвесы шаров закреплены так же на одной прямой). Эта модель
широко используется для демонстрации передачи импульса в материальной среде, где шарики являются
аналогом частиц, передающих импульс (отражают взаимодействие частиц при передаче импульса или
энергии). Для нашего случая необходимо воспользоваться моделью, где шарики Ньютона располагаются,
не на одной прямой, а имеют излом в своей середине. Т. е., цепочка шариков состоит из двух
последовательностей шариков, находящихся под некоторым углом друг к другу. Если в линейной цепочке
шариков энергия (импульс) передаётся одинаково и с одинаковой задержкой (задержку легко наблюдать
при увеличении зазора между шарами), то в месте перелома цепочки из шариков Ньютона будет
наблюдаться интересная картина. Энергия и импульс, передаваемый от шарика к шарику до излома
одинаковый, но в точке излома в оставшуюся цепь из шариков будет передаваться энергия,
пропорциональная углу излома, относительно прямого (начального) распространения импульса (энергии).
Это следует из закона сложения сил или скоростей. Энергия в цепочке, после излома пропорциональна
проекции силы, действующей на первый элемент после излома, на ось нового направления
распространения импульса (т. е. вдоль цепочки шаров после излома). Уменьшение энергии в цепочке
шаров, после излома цепочки один в один соответствует формуле, при квантовом представлении о свете,
т.е. эта энергия пропорциональна углу отклонения (углу излома). Возникает вопрос, откуда берётся
модуляция? Модуляция возникает в точке перелома. Это связано с тем, что из-за уменьшения проекции
колебаний шариков в цепи после излома, изменяется сила воздействия со стороны шарика до излома на
шарик после излома. Т. е., при периодическом воздействии (гармоническом колебании) импульс
воздействия на шарик после излома будет меняться с некоторой частотой, зависящей от массы шариков,
длинны подвеса, угла излома. Это связано с рассинхронизацией передачи воздействия (энергии) на
цепочку шаров после излома. Величина энергии передаваемой в цепь шариков после излома, будет
изменяться, как при амплитудной модуляции несущей частоты. Разница частот исходного излучения и
излучения после преломления на мишени, регистрируемая под определённым углом зависит от материала
мишени. Это вывод из опыта Комптона, и он хорошо согласуется с предложенным мной объяснением
эффекта Комптона. В каждом материале «шарики» (электроны) – одинаковые, но меняется их плотность на
единицу объёма. Т. е., меняется расстояние между «шариками» (частицами) и, соответственно, разница
частот исходного рентгеновского излучения и дополнительно возникающей частоты, наблюдаемой под
некоторым углом, после встречи с мишенью. Поскольку шарик после излома будет получать воздействие,
то с некоторым опережением, то с некоторым отставанием, энергия воздействия на цепь после излома
будет, то больше, то меньше, чем в прямолинейной цепочке, и, соответственно в опыте Комптона, частоты,
наблюдаемые в выходном спектре, будут иметь значения ниже и выше исходной частоты излучения. Помоему, такое объяснение опыта Комптона, весьма логично и не требует для своего обоснования, ни какого
квантового (фотонного) характера света. Видимо, обрисованная модель так же подходит для объяснения
эффекта дифракции, поскольку при преломлении света на дифракционной решётке на каждом угле
отклонения наблюдается своя характерная частота излучения.
Теперь, если мы откажемся от квантовой природы света и примем за факт существование среды
для распространения света, хотелось бы рассмотреть тезис о том, что скорость света максимально
возможная скорость во вселенной. Начнём для аналогии со звука. Что бы сформировать звуковую волну,
например в воздухе, молекулам воздуха надо двигаться хоть немного быстрее, чем фронт волны, иначе не
будет характерных для звуковой волны уплотнений и разряжений воздуха. Вывод: частицы среды
распространения звуковой волны должны двигаться со скоростью больше скорости распространения
звуковой волны. При этом достоверный факт, что скорость звука преодолима даже для материальных тел,
а не только для колебаний (современные истребители). Если аналогию со звуком продолжить на световые
волны, логично предположить, что электроны, как среда распространения света, должны двигаться со
скоростью, хоть немного превышающей скорость света. Иначе, как и в случае со звуком, они не смогут
сформировать фронт световой волны, состоящий из уплотнений электронов.
Одним из фактов, подтверждающих, что скорость света не абсолютная величина, является факт
распространение света в воде. Опыты показали, что скорость света в воде значительно ниже скорости
света в вакууме. Это является общепризнанным фактом и подтверждает, что скорость света не абсолютная
величина и, к тому же зависит от среды распространения. Т. е., как и звук зависит от среды, а,
следовательно, и нуждается в этой самой среде.
Предложенная мной теория о распространении света в среде очень сильно похожа на эфирную
теорию, только в этой теории не описывалось, что же представляет собой этот эфир. В моём
представлении средой распространения света и любой другой электромагнитной волны являются
свободные электроны, не имеющие ни какого заряда. В связи с этим сходством, видимо, следует
рассмотреть такой вопрос, как «увлекаемость» эфира. А именно, захватывает ли вещество (атомы,
молекулы) при своём движении частицы эфира (свободные электроны). На мой взгляд, картина этого ни
совсем проста и зависит от масштаба рассматриваемого процесса.
Рассмотрим, для примера, распространение света на небольшом отрезке вблизи поверхности
Земли. Очевидно, что свет распространяется в среде свободных электронов находящихся между
молекулами воздуха. Смогут ли молекулы воздуха, при своём движении (ветер) увлечь свободные
электроны. Очевидно, что взаимодействие молекул воздуха и свободных электронов должно происходить,
как столкновение двух тел в соответствии с законом сохранения импульса Ньютона. При этом масса
молекул воздуха известна, масса электрона известна, остаётся определиться со скоростями хаотического
10
движения молекул воздуха и свободных электронов. В общем, надо сравнить эти скорости, а точнее
среднее значение импульсов и понять порядок их отличия. Если эти скорости близки по значению, то
молекулы смогут «увлечь» электроны.
Логично предположить, что средние скорости хаотического движения молекул и электронов будут
соответствовать средней скорости распространения соответствующим этим средам колебаний. В среде
молекул воздуха распространяется звук, следовательно, скорость хаотического движения молекул равна
скорости звука в воздухе, приблизительно 340 м/с (~ 0,3 км/с). В среде свободных электронов
распространяется свет и скорость его распространения равна 300000 км/с, следовательно, скорость
хаотического движения электронов такая же. Средний импульс молекул воздуха (для определённости
выберем молекулы Азота, составляющего основу воздуха) равен:
-27
-27
P= mА*v= 47*10 кг * 0,3км/с= ~ 14*10
кг* км/с
Средний импульс свободных электронов в воздухе равен:
-31
-27
P= mэ*с=9*10 кг * 300000 км/с= ~ 270*10
кг* км/с
Импульс электрона почти в 20 раз больше импульса молекулы воздуха а, следовательно, чтобы молекулы
воздуха смогли «увлечь» свободные электроны, скорость их движения (ветра) должна быть почти в 20 раз
больше скорости звука. Даже при самом сильном урагане по шкале Бофорта скорость ветра приближается
только к одной десятой скорости звука. Из вышесказанного следует, что молекулы воздуха не в состоянии
«увлечь» свободные электроны. Свет в воздухе распространяется совершенно независимо от движения
воздуха, даже ураганный ветер не в состоянии замедлить или ускорить, или отклонить распространение
света.
Получается, что вблизи поверхности Земли надо рассматривать среду распространения света, как не
увлекаемую.
Однако если рассматривать не небольшой отрезок распространения света вблизи Земли, а
непосредственно всю атмосферу планеты в целом, наблюдается противоположная картина. Объясню
подробнее. Совершенно очевидный факт, что за тысячелетние вращение Земли вокруг Солнца со
скоростью ~ 30км/с она не потеряла своей атмосферы, т. е. сами молекулы воздуха «увлекаются» Землёй и
связано это с гравитацией. Именно гравитация удерживает молекулы воздуха возле Земли. Но что
удерживает свободные электроны между молекулами воздуха, если сами они это сделать не в состоянии.
Мне кажется, что эти электроны удерживают внутри атмосферы другие электроны, находящиеся в вакууме
(в космосе), но имеющие несколько больший средний импульс, чем свободные электроны атмосферы.
Именно за счёт большего среднего импульса, большей активности, этим электронам удаётся «вжимать»
более медленные электроны в атмосферу Земли и удерживать их там. Более плотные тела имеют в своём
межатомном пространстве более медленные свободные электроны. Так, например, свободные электроны
воздуха быстрее свободных электронов металла. Поэтому при обычных условиях, из металла свободные
электроны не выделяются, т. е. магнитное или электрическое поле вокруг металла отсутствует. Однако
если пропустить через металлический брусок ток, то вокруг него сразу образуется магнитное поле, а это и
есть выделение лишних электронов. Если внести на металлический брусок дополнительный
«электрический заряд», а попросту избыток «незаряженных» электронов, то вокруг бруска образуется
электрическое поле, а именно лишние электроны начинают постепенно перетекать в воздух.
Незначительный обмен между разными веществами свободными электронами имеет место и при обычных
условиях. Более быстрый, среди электронов металла, свободный электрон может перейти в воздух, но его
место займёт более медленный среди свободных электронов воздуха, чем достигается баланс между
двумя средами.
Молекулы воздуха являются для свободных электронов между ними своего рода полупроницаемым
куполом, способствующим увлечению этих электронов. Увлечение свободных электронов происходит на
границе сред благодаря двум факторам. Первое – молекулы или атомы более плотного вещества создают
своего рода защиту для более медленных электронов, наподобие того, как деревья лесополосы
препятствует выветриванию почвы. Второе – это свободные электроны менее плотного вещества, имея
большую активность (среднее значение импульса), удерживают более медленные электроны в более
плотном веществе. Вероятно, имеется какой-то слой атмосферы вокруг Земли, в котором имеет место и
частичное увлечение свободных электронов. В одиночку, просто атомы или молекулы вещества не
способны увлекать, находящиеся между ними свободные электроны из-за большой разницы в скорости,
поэтому внутри объёма этого вещества увлечение «эфира» не наблюдается. На первый взгляд, такое
двойственное поведение свободных электронов может показаться странным, но аналог такого поведения
можно найти и в механике.
Рассмотрим такую ситуацию. Мы наблюдаем с земли проходящий мимо поезд. В поезде есть
открытая платформа и стеклянный вагон. И на платформе и в вагоне человек подбрасывает лёгкий шарик
от настольного тенниса. Для наблюдателя на земле шарик в стеклянном вагоне пролетит большее
расстояние, так как не испытывает сопротивление внешнего воздуха, связанного с движением поезда. Его
защищают от напора воздуха стеклянные стенки вагона. Шарик на открытой платформе, из-за набегающего
потока воздуха, будет испытывать некоторое торможение и пройденный им путь будет меньше. Забавная
ситуация, но для наблюдателя в поезде шарик в стеклянном вагоне пойдёт путь меньше, чем шарик на
11
открытой платформе, так как из-за набегающего потока воздуха тот будет отклоняться в сторону,
противоположную направлению движения поезда. В данном эксперименте стеклянный вагон увлекает
воздух, находящийся внутри него и подбрасываемый шарик не испытывает влияния движения поезда. На
открытой платформе окружающий воздух не увлекается и подбрасываемый шарик в полной мере
испытывает на себе скорость набегающего воздуха. Стеклянный вагон в этом опыте аналогичен атмосфере
Земли. Приблизительно так мне видится ситуация с «увлекаемостью» эфира (среды распространения
колебаний света). Хочется ещё раз отметить, что и для других сред и других колебаний, или просто
механического движения ситуация выглядит аналогично.
Для подтверждения того, что свет распространяется в среде свободных электронов, хорошо должен
подойти следующий опыт. Нужно пучок электронов с высокой скоростью, полученных на выходе, какого
либо, ускорителя, направить в вакуумную камеру. В этой камере должен быть установлен источник света,
например полупроводниковый лазер. Направление распространения света должно быть сориентировано
так, чтобы луч света двигался под небольшим углом к направлению пучка электронов и как можно долго
двигался вдоль этого пучка, но всё-таки его пересёк. На выходе луч света должен попасть на экран. Теперь
надо засечь точку попадания луча на экран в отсутствии ускоренного пучка электронов. Если после этого
запустить в вакуумную камеру пучок электронов, то пятно света на экране должно сместиться и немного
расфокусироваться. Этот эффект будет доказывать, что свет распространяется в среде электронов. И при
быстром движении этой среды, луч отклоняется от прямолинейного распространения, в то время как при
неподвижной среде его распространение прямолинейно.
Подведём итог этого раздела. Свет распространяется в среде незаряженных электронов,
которые существуют и в твёрдом веществе, и в жидкости, и в газе, и в вакууме. Ни какого дуализма
у света не существует. Ну и в заключении – скорость света, это не предельная величина скорости.
Часть 6. Строение атома по-новому.
Рассмотрим классическую теорию строения атома и её недостатки.
Атом (от др.-греч. ἤτοµος — неделимый) — частица вещества микроскопических размеров и массы,
[1][2]
наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
Атом состоит из атомного ядра и электронов. …………..
Ядро, несущее почти всю (более чем 99,9%) массу атома, состоит из положительно заряженных протонов и
незаряженных нейтронов, связанных между собой при помощи сильного взаимодействия. Атомы
классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: число протонов Z соответствует
порядковому номеру атома в в периодической системе и определяет его принадлежность к некоторому
химическому элементу, а число нейтронов N — определённому изотопу этого элемента. Число Z также
определяет суммарный положительный электрический заряд (Ze) атомного ядра и число электронов в
нейтральном атоме, задающее его размер.
Это несколько фрагментов определения атома из Википедии.
Вот некоторые из выводов о строении атома, с которыми я не согласен. Во-первых, в некоторых
определениях атома говориться, что свойства атома определяются количеством электронов вокруг его
ядра. Такое утверждение – сомнительно, если учесть, что масса этих электронов составляет мене 0,01 %
от массы атома. Аналогия такого утверждения – технические характеристики авианосца зависят от
нескольких гаек, использованных при его сборке. По-моему это полный абсурд. Безусловно, свойства атома
определяются параметрами ядра, составляющего основную массу атома.
Теперь, если согласиться с таким утверждением, можно сделать предположение о том, что собой
представляют электронные оболочки атома, но немного отличное от общепринятого. Мне кажется, что за
модель электронных оболочек надо взять не планетарную модель, с небольшим количеством планет
(электронов), а модель одной планеты с газовой атмосферой. В этой модели – твёрдая часть планеты, это
аналог ядра, а газовая атмосфера, это аналог электронной оболочки ядра (электронов в которой
значительно больше, чем количество протонов в ядре и расположены они не по орбитам, как в
классической модели, а вокруг всей поверхности ядра). Что даёт такая модель? Рассмотрим некоторые
моменты.
Один из парадоксов классической теории, это почему не излучает невозбуждённый электрон,
вращающийся вокруг атома по криволинейной траектории. В моей теории строения атома всё легко
объясняется. Электрон не излучает потому, что не имеет «заряда», предположение, о чём я высказал в
первой части. Как же тогда происходит излучение возбуждённого атома? В классической теории – за счёт
перехода электрона с более высокой (возбуждённой) орбиты на более низкую, стационарную
(невозбуждённую) орбиту. Разница энергии выделяется в виде фотона с этой энергии, что соответствует
определённой частоте света. В моей теории есть нечто подобное, но с некоторыми отличиями.
Я предполагаю, что аналогом электронных орбит в классической теории атома являются различные
слои электронов вокруг его ядра. Это аналогично слоям атмосферы вокруг Земли. Ведь наличие таких
слоёв подтверждено множеством экспериментов. Они имеют различную плотность, состоят из смеси газов,
с разным соотношением количества этих газов и даже разным их составам. Более «тяжёлые» газы
находятся ближе к поверхности Земли, более «лёгкие» дальше от Земли. В зависимости от погодных
12
условий ширина этих слоёв, их состав и поведение могут изменяться. В электронной оболочке вокруг ядра
атома тоже есть слои электронов с разной толщиной слоя и плотностью электронов, т.е. их количеством, а
так же массой электрона (предположение о неодинаковости массы электрона я делал в первой части).
Теперь перейдём собственно к излучению.
При возбуждении атома, часть энергии передаётся его электронной оболочке, которая при этом
увеличивается в объёме (толщина слоёв изменяется и, в общем, становится больше). При этом
расширении электронная оболочка давит на свободные электроны, находящиеся в пространстве (любом:
твёрдое тело, жидкость, газ, вакуум; предположение о свободных электронах я делал в своей
гравитационной теории, раздел три). После передачи части энергии свободным электронам в виде
дополнительной скорости, электронная оболочка вокруг ядра уменьшается до обычных размеров. Этот
процесс циклически повторяется, образуя колебания свободных электронов в пространстве. Этот процесс
аналогичен колебаниям на поверхности воды от шарообразного поплавка. Если его притапливать и
отпускать с какой либо частотой, то увеличение – уменьшение площади контакта с водой (вытеснение
некоторого объёма воды) приводит к возникновению колебаний на поверхности воды. С электронной
оболочкой происходит то же самое, но только в объёме, а не в плоскости. Частота колебаний зависит, от
разницы энергии в стационарной и возбуждённой электронной оболочке.
Так, что количественной, наблюдаемой разницы при излучении атома в моей теории и в классической нет,
разница есть только в механизме происходящего процесса. Наличие свободных электронов в пространстве,
важный момент в моей теории. Снятие парадокса неизлучающего электрона на стационарной орбите
подтверждает правильность моей теории. Если электронная оболочка не возбуждена, она не давит на
свободные электроны – излучения нет, хотя при этом электроны прекрасно могут вращаться вокруг ядра по
криволинейной траектории. Аналогом такого вращения может служить наличие мощных воздушных потоков
в верхних слоях Земной атмосферы. При возбуждении оболочки она начинает попеременно, то
расширяться, то сужаться, образуя колебания свободных электронов в пространстве и распространение
световой волны.
Моя теория очень хорошо объясняет процесс возбуждения атома. Предположим мы
«обстреливаем» атом другими частицами или воздействуем световым излучением широкого спектра. При
таком воздействии происходит увеличение компоненты хаотического движения электронов из электронной
оболочки атома по сравнению с направленным вращательным движением электронов вокруг ядра. Эта
составляющая приводит к уменьшению скорости вращательного движения. А, как хорошо известно,
давление жидкости или газа обратно пропорционально скорости потока. Частицы ведут себя подобным же
образом, с падением скорости вращения вокруг ядра электронов электронной оболочки, давление внутри
электронной оболочки возрастает, что в свою очередь, приводит к увеличению её толщины с уменьшением
плотности частиц и возрастанием их энергии. Отдача энергии свободным электронам пространства,
приводит к уменьшению составляющей хаотического движения электронов в электронной оболочке,
увеличению скорости вращения и, соответственно, уменьшению её толщины.
Безусловно, что изменение энергии и толщины электронной оболочки происходит не произвольным
образом. В классической теории энергия меняется скачкообразным образом, это объясняется наличием
разрешённых уровней для электронных орбит. Я же думаю, что это связано с явлением резонанса. Так
называемые разрешённые орбиты, соответствуют некоторым резонансам внутри электронной оболочки.
Поскольку результатом возбуждения атома являются гармонические колебания (световая волна), то и сам
процесс изменения является процессом непрерывным, а не скачкообразным. Поведение электронной
оболочки напоминает эффект «биения», например, пульсообразное прохождение жидкости или газа через
небольшое отверстие или режим образования автоколебаний в электрическом контуре, где аналог
электрического тока через управляющий элемент, это вращательное движение электронов, а обратная
связь, это, не что иное, как гравитационное «притяжение» электронов к ядру атома. Параметры
колебательного контура, это масса ядра и электронной оболочки, плотность и скорость свободных
электронов окружающего пространства. Плюс в пользу моей теории, это то, что классическая теория плохо
объясняет, почему скачкообразное изменение орбиты электронов оболочки приводит к гармоническому
колебанию (излучению света определённой частоты). И ещё классическая теория ни как не объясняет
распространение света от возбуждённого атома во всех направлениях, в моей теории это следует из
модели протекания самого процесса, т. е. излучения с поверхности сферы.
Для дальнейшего рассмотрения устройства атома нужно перейти к рассмотрению атомов
различных веществ и посмотреть на некоторые закономерности, наблюдаемые в таблице Менделеева. На
сегодняшний день распределение элементов в таблице Менделеева объясняется с точки зрения
образования электронных оболочек по формулам квантовых чисел. Напомню формулы:
Главное квантовое число
n = 1,2,3,4,5…
Орбитальное квантовое число
l = 1,2,3…(n-1)
Магнитное квантовое число
m = -l…-2,-1,0,1,2…l
Спиновое квантовое число
s = -1/2,+1/2
13
Четыре значения квантовых чисел описывают полную энергию любого электрона в атоме. В дополнение к
этому имеется принцип Паули о невозможности двух одинаковых энергий у двух электронов в одном атоме.
Такая теория достаточно неплохо описывает структуру атомов различных элементов и их свойства, но есть
моменты, которые не вписываются в эту теорию. Например, наличие у различных элементов изотопов ни
как не описывается этой теорией. А эти изотопы реально существуют, что подтверждено опытами. К тому
же, некоторые из них достаточно стабильны (не радиоактивны) и могли бы вполне претендовать на
нахождение в таблице Менделеева. Ещё квантовая теория ни как не объясняет, что у «тяжёлых»
элементов количество нейтронов в ядре меньше количества протонов. Ни как не объясняет квантовая
теория и периодическое изменение размеров атомов. Хотя имеется такой факт, что внутри периода размер
атома уменьшается с ростом порядкового номера элемента, а при переходе к следующему периоду, от
инертного газа к щелочному металлу, размер атома снова резко увеличивается. Эти факты ни как не
объясняются квантовой теорией потому, что квантовая теория опирается на структуру электронных
оболочек. Но, как я уже говорил ранее, очень нелогично выглядит зависимость свойств элементов от
нескольких электронов, составляющих менее сотой процента от массы атома. Какой-то законченной новой
теории я предложить не могу, но хотелось бы осветить некоторые моменты строения атома на основе
других принципов, которые, на мой взгляд, весьма логичны и, как минимум, заслуживают внимания.
Начну с обоснования количества групп в таблице Менделеева, которые определяют валентность
элементов в химических соединениях. Это количество конечно можно определить из квантовой теории.
Количество групп равно восьми, и определяется количеством S или P электронов, которые могут
находиться во внешнем электронном слое атома. Однако нет ни какого обоснования, почему электроны
других типов оболочки D или F не могут находиться во внешнем слое.
Попробую изложить свой взгляд на этот вопрос. Мне кажется, что все соединения атомов различных
элементов образуются на основе магнетизма. Сначала уточню, что я понимаю под магнетизмом, т. е. под
магнитным полем. Как я уже ранее писал про поле вообще, так и про магнитное поле хочу сказать
следующее. Это ни какой-то особый вид материи, а всего лишь частицы (электроны, не имеющие ни какого
заряда) неравномерно распределённые в пространстве. Конкретно для магнитного поля характерно
вращение электронов вокруг некоторой воображаемой оси, являющейся центральной осью магнитного
поля. При этом вращение вокруг оси происходит послойно, каждый такой слой имеет свою плотность
электронов и свою скорость вращения. Эти слои в классической теории соответствуют эквипотенциальным
поверхностям.
Как я уже писал в начале раздела, вокруг ядра атома существует электронная оболочка, наподобие
атмосферы у планеты. Состоит она из вращающихся вокруг ядра электронов. Логично предположить, что
эти электроны образуют вокруг ядра магнитное поле. Это поле может притягивать к себе другие атомы, так
же имеющие своё магнитное поле. Безусловно, что такое притяжение атомов происходит не произвольным
образом, а по определённым правилам. Замечу ещё раз, что наличие заряда у электрона в моей теории не
является необходимым условием. Явление магнетизма (притяжения) в моей теории сродни воздушному
смерчу или торнадо, который за счёт разности давления внутри смерча и снаружи прекрасно затягивает в
смерч и дома и транспорт и даже землю и растения с поверхности.
Рассмотрим возможное количество атомов, примагниченых к другому атому.
Максимальное количество таких атомов восемь. Два атома могут быть притянуты в полярных областях и
такое соединение аналогично S орбитальным электронам. И шесть атомов в экваториальной области,
которые соответствуют P орбитальным электронам в квантовой теории. То, что атомов в экваториальной
зоне не может быть больше шести, подтверждается чисто геометрически – вокруг окружности заданного
радиуса можно описать только шесть окружностей такого же радиуса.
Саму возможность таких соединений магнитным способом легко проверить на обычных магнитах.
Очень хорошей моделью для этого может стать головоломка «магнитные шарики», состоящая из большого
количества стальных намагниченных шариков одного размера. Из них можно составить магнитные цепочки,
образованные соединением шариков за счёт магнитных полюсов (полярное соединение). Или же сложить
свёрнутую в кольцо из шести шариков фигуру и поместить в середину ещё один шарик (это соответствует
экваториальному магнитному соединению).
Теперь рассмотрим структуру электронных оболочек и вытекающие от сюда свойства элементов,
имеющие такие оболочки. Вокруг любого атома, из любой группы таблицы Менделеева, вращаются
электроны. Однако при этом эти атомы имеют различные размеры и свойства, как физические, так и в
химических соединениях. У меня есть одно предположение, которое хорошо объясняет и физические, и
химические свойства различных атомов. Мне кажется, что внутри одного периода таблицы Менделеева с
ростом порядкового номера элемента, а соответственно его массы, изменяется сила «притяжения»
электронного облака, вращающегося вокруг ядра атома, в соответствии с законом всемирного тяготения.
Это изменение притяжения приводит к увеличению скорости вращения атома, точнее, ядра и электронной
оболочки. Ускорение вращения электронной оболочки (скорости потока частиц) приводит к уменьшению
толщины электронной оболочки и её уплотнению. В физических свойствах это приводит к уменьшению
радиуса атома. А изменение химических свойств элемента связано с изменением магнитных свойств атома,
которые зависят от плотности электронной оболочки и её скорости вращения (иначе можно сказать от
величины магнитного поля, созданного током, образованного вращающимися по замкнутому контуру
электронами).
Элементы из первой группы (щелочные металлы) имеют медленно вращающуюся, рыхлую (с
относительно небольшой плотностью электронов), но достаточно толстую электронную оболочку. Так как,
14
притяжение электронов к ядру слабо, элементы этой группы имеют в межатомном пространстве много
«свободных» электронов, и как следствие, элементы этой группы имеют хорошую электропроводность.
Магнитные силы такой оболочки слабы, поэтому способны присоединить к себе только один другой атом
(проявляют в химических соединениях валентность один). Соединение с другим атомом происходит в
полярной области, при этом электронная оболочка щелочного металла смещается в сторону
присоединённого атома, образуя частично обобществлённую электронную оболочку. Это смещение
приводит к обеднению противоположной полярной области электронами и невозможности создать
соединение с ещё одним атомом в этом месте. Соединение в экваториальной зоне также невозможно из-за
большой толщины электронной оболочки и её малой плотности. Магнитные силы в этом месте очень
слабы. При этом надо учитывать, что другие атомы хаотически двигаются, т. е. имеют какую-то линейную
скорость. Захватить и присоединить такой атом весьма не просто. Поскольку магнитные силы оболочек
элементов первой группы слабы, то и связи их атомов между собой весьма слабы. Щелочные металлы
представляют собой весьма пластичные вещества с маленькой температурой плавления.
Рассмотрим элементы ещё нескольких групп. Например, элементы второй группы –
щелочноземельные металлы. Скорость вращения электронной оболочки элементов этой группы чуть выше,
а толщина слоя чуть меньше. Электропроводность элементов этой группы так же высока, из-за наличия
достаточного количества «свободных» электронов. Однако магнитная сила электронной оболочки уже
больше, что позволяет присоединить два других атома, по одному, в каждой полярной области. Сами же
вещества уже твёрдые металлы с достаточно высокой температурой плавления.
У элементов третьей группы скорость вращения электронной оболочки ещё немного возросла, и
такие атомы могут уже присоединить три других атома. При этом один из атомов присоединяется в
полярной зоне, так как магнитные силы там наиболее сильны, а два других атома присоединяются в
экваториальной зоне. Возникает вопрос: почему нет присоединения во второй полярной зоне. Мне кажется,
что общая магнитная сила атомов третьей группы такова, что уверенно может удерживать три других
атома. Но удержать на одном из полюсов сразу два атома невозможно. Нужно чтобы магнитные поля этих
двух атомов совпали с полем атома, к которому они присоединяются. Но тогда, в экваториальной области
этих двух атомов будут действовать отталкивающие магнитные силы. Суперпозиция магнитных полей всех
атомов в соединении приводит к такой конфигурации, когда имеется один присоединённый атом в одной из
полярных областей и два атома присоединяются в экваториальной области, но с некоторым смещением в
сторону незадействованного полюса атома третьей группы. Угол между атомом, присоединённым в
0
полярной области, и присоединённым в экваториальной области будет составлять более 90 . Причём, в
зависимости от магнитной силы и размеров (диаметра присоединённого атома) этот угол может быть чуть
0
больше, или чуть меньше, но всегда более 90 .
Особенность элементов четвёртой группы, такая, что эти элементы могут присоединять уже четыре
других атома. Присоединение одного атомов происходит в полярной области, а трёх других в
экваториальной области. Угол между атомом, присоединённым в полярной области, и присоединённым в
0
экваториальной области составляет более 90 . Такоё присоединение, видимо, связано с тем, что связь в
полярной области сильно оттягивает на себя электронную оболочку и энергетически менее затратным
становиться присоединение остальных атомов в экваториальной области.
Особенность элементов пятой и шестой групп, это то, что в разных соединениях с другими атомами
имеют разную валентность, т. е. могут использовать не все свои возможные связи. Скорость вращения
оболочек ещё выше, соответственно выше плотность электронов и меньше толщина слоя, радиус атома
так же меньше.
Элементы седьмой группы чаще всего проявляют валентность один и реже
семь. Одновалентные соединения более устойчивые. Скорость вращения оболочек
ещё выше, и эта оболочка втягивает в себя всё больше «свободных» электронов из
межатомного пространства. Поэтому, из-за небольшого количества свободных электронов
электропроводность у элементов этой группы плохая.
Элементы восьмой группы – инертные газы. Они имеют наименьший радиус атома, не образуют
соединений с другими элементами, и все от гелия до радона при нормальных условиях являются газами.
Все эти факты наводят на мысль, что скорость вращения и плотность электронной оболочки так велики, что
другие атомы, в том числе и этого же элемента не могут присоединиться друг к другу. Электронная
оболочка такого элемента должна иметь тыквевидную или чечевичную форму, т. е. полярные области
обеднены электронами и не могут служить точкой присоединения другого атома. В экваториальной же
области очень велика скорость вращения и плотность электронов. Не происходит даже частичного
обобществления электронных оболочек двух атомов, и вообще столкновение с таким атомом выглядит как
столкновение с абсолютно твёрдым телом. Атомы элементов просто отскакиваются от атомов инертного
газа.
Теперь попробую высказать гипотезу о причине резкого возрастания радиуса атома при переходе от
инертного газа одного периода к щелочному металлу другого периода. Мне кажется, что это связано с
уплотнением ядра атома. Проведу аналогию. Углерод, например, имеет несколько форм своего
существования – угольный порошок (сажа), графит, алмаз. Для каждой из этих форм имеется своя
плотность вещества и некоторые другие физические свойства, такие, как атомная решётка, температура
плавления. При переходе от одного периода к другому в таблице Менделеева наблюдается похожая
картина, только изменяется не межатомная структура вещества, а межнуклонная структура внутри ядра.
Ядро атома претерпевает перестройку своей структуры в сторону уплотнения. Это, как минимум, говорит о
15
том, что нуклоны в ядре расположены не вплотную друг к другу, а имеют между собой некоторый зазор.
Следующее, ещё более смелое, но логичное предположение, то, что это пространство между ними должно
быть заполнено какими-то более мелкими частицами. И здесь трудно не вспомнить о маленьких
электронах, не имеющих заряда (!!!).
Если электроны увеличить до размеров шарика, для настольного тенниса, то нуклоны будут
приблизительно шесть метров в диаметре, при условии одинаковой плотности. Очень логично
предположить, что между такими огромными шарами поместятся маленькие теннисные шарики. Такое
предположение очень неплохо ещё отражает внутриядерные силы. Нет ни каких специальных ядерных сил
очень большой величины. Ядерные связи между нуклонами всего лишь разница давления электронов,
находящихся между нуклонами, и во внешней электронной оболочке.
За счёт большой массы, нуклоны как бы перехватывают электроны с большим импульсом снаружи ядра и в
дальнейшем отдают этот импульс так же наружным электронам. Внутренние электроны имеют очень
маленький импульс (внутреннюю энергию) и при малейшем его увеличении тоже отдают его нуклонам.
Аналогом этого явления может служить консервная банка, закупоренная вакуумным методом. Разряжённая
газовая атмосфера внутри банки и большое давление атмосферы снаружи банки очень сильно удерживает
крышку при открывании. Разорвать «ядерные» связи внутри ядра равносильно попытке открыть
закупоренную вакуумным методом банку, да ещё в боксёрских перчатках и без какого либо инструмента.
Шансы весьма не велики.
Ещё одна аналогия об увеличении размеров ядра и замедлении вращения электронной оболочки
следующая. Представим себе большой сосуд с отверстием в днище. При вытекании воды из него в какой-то
момент образуется водоворот. Это очень похоже на вращение электронной оболочки вокруг ядра. По мере
ускорения вращения воды в водовороте скорость истечения воды увеличивается. Это аналогично
ускорению вращения электронной оболочки внутри одного периода при увеличении порядкового номера
элемента и, соответственно, увеличению притяжения электронной оболочки ядром. А теперь если резко
уменьшить выходное отверстие, то скорость водоворота и скорость истечения воды так же резко упадёт.
Это явление как раз очень похоже на переход от инертного газа к щелочному металлу. После уплотнения
ядра (уменьшение отверстия в сосуде), происходит уменьшение скорости вращения электронной оболочки
(скорости вращения воды в водовороте) и, вследствие уменьшения скорости потока, увеличение толщины
электронной оболочки.
Такое предположение порождает ещё одну идею. В гравитационной теории следует сделать одно
уточнение, что сила гравитации зависит не только от массы тел и расстояния между ними, но и от размеров
тел (т. е. от их плотности). Это уточнение можно ввести с помощью имеющейся гравитационной
постоянной. При расстоянии между телами, значительно больше их размера, эта величина действительно
постоянна (константа). Но при сопоставимых расстояниях с размером тел эта константа будет зависеть от
плотности. «Притяжение» к более плотному телу той же массы на одинаковом расстоянии будет слабее. В
классической теории гравитации где рассматривается именно притяжение тел такой эффект будет
необоснованным, а вот в моей теории, предложенной в третьей части, такой эффект, как раз, ожидаем и
очевиден. Это связано с тем, что гравитация связана с давлением быстрых частиц снаружи на массивное
тело, и здесь площадь воздействия играет некоторую роль.
Хочется остановиться ещё на одном моменте. Посмотреть внимательно, что собой представляют
такие частицы, как протоны и нейтроны. Если следовать моему предположению о том, что «зарядов» у
частиц не существует, то разница между нейтроном и протоном сведётся всего, лишь к небольшой
разности их масс. Мне кажется, что протоны и нейтроны, это фактически одна частица – нуклон, только с
некоторой разницей в массе. О возможности некоторой разницы в массе у однотипных частиц (электронов,
протонов и т. д.) я говорил уже ранее. Если согласиться с таким утверждением, то исчезают некоторые
парадоксы. Например, почему, в случае классического подхода, в «легких» элементах, для компенсации
расталкивания протонов в ядре требуется такое же количество нейтронов, а для «тяжёлых» элементов
количество нейтронов может быть уже меньше. Или почему могут быть одинаково стабильные изотопы, при
различном количестве нейтронов. Если же принять за факт, что протоны и нейтроны, это одна и та же
частица, только слегка отличающаяся массой, то соотношение этих частиц в ядре перестаёт быть
принципиальным моментом. По-моему, протон – это более лёгкий нейтрон, и логичнее эти частицы, по
имеющейся уже практике называть нуклонами.
Вот, вроде, я и изложил своё альтернативное видение устройства атома. Теперь расскажу о
некоторых нестыковках в общепринятой, квантовой теории строения атома. Во-первых, рассмотрим ныне
существующую спиновую теорию. Я тоже считаю, что у электронов, и у других частиц имеется спин, и что
он связан с вращением частицы вокруг своей оси. Но я, категорически, не согласен с тем, что это какая-то
виртуальная величина, а не чисто механическое явление. Основным опытом, подтверждающим наличие
спина, и его нынешнею, виртуальную интерпретацию, является опыт Штерна-Герлаха. Напомню суть опыта.
Опыт проводился в вакуумной камере. С поверхности нагреваемой спирали испускались атомы серебра.
Пучок атомов через узкую щель направлялся на стеклянный экран, проходя вдоль пары сильных магнитов.
Магниты образовывали сильное неравномерное магнитное поле, за счёт своей формы. Один магнит имел
клиновидную форму, а другой прямоугольный желоб. Между клиновидным наконечником и желобом
образовывалось очень неоднородное магнитное поле, вдоль которого и пролетали атомы серебра.
Согласно неквантовой, теории на стеклянном экране предполагалось увидеть размытую полосу из атомов
серебра, так как различные атомы серебра имели различную ориентацию оси вращения, т. е. различное
направление момента импульса и магнитное поле отклоняло бы разные атомы на разный угол. Но в опыте
16
было зафиксировано лишь два пятна атомов серебра отклонённых от оси пролёта атомов через магнитное
поле на некоторый угол. Вывод из опыта, уже на основе квантовой физики, был сделан следующий: атомы
серебра имеют спин, т. е. ориентацию магнитного момента, только двух видов, в одном направлении с
внешним полем и в противоположном направлении с внешним полем. Ни каких других вариантов не
существует. При этом, согласно квантовой теории, собственный магнитный момент, а точнее магнитное
квантовое число самого атома серебра равно нулю, следовательно, наблюдаемый эффект вызван
магнитным моментом единственного электрона во внешней оболочке атома серебра. Этот магнитный
момент и назвали спином электрона, а его физическое значение определили, как + 1/2, - 1/2 . Более
подробное описание опыта можно найти в интернете.
На мой взгляд, выводы из этого опыта были сделаны неправильные и с большой натяжкой. Если
исходить из начальных задач опыта: произвести сепарацию атомов в зависимости от направления
собственного магнитного момента, то логично это было бы делать в равномерном магнитном поле. В этом
случае сила, действующая со стороны поля на любой из атомов, была бы одинакова, а сила воздействия
зависела только от взаимной ориентации внешнего магнитного поля и ориентации магнитного поля атома.
В неоднородном поле на каждый атом действует разная внешняя сила. Второй момент, если мы поместим
маленький магнит во внешнее, сильное магнитное поле, то он быстро развернётся так, что бы направление
его собственного магнитного поля совпало с внешним полем. Логично предположить, что и с атомами
серебра должно было произойти то же самое, т. е. на выходе из магнитного поля все атомы имели бы
направление магнитного момента, такое же, как направление внешнего магнитного поля. Тогда не понятно,
как объяснить наблюдаемый эффект (две полосы на экране). Третий момент. Эффект разделения пучка
атомов серебра наблюдается лишь на выходе из «магнитного тоннеля». Внутри, между магнитами, этого не
происходит, иначе на магнитах остался бы след напылённого серебра. Из этого можно сделать вывод, что
наблюдаемый эффект связан лишь с формой магнитного поля на выходе из магнитов. У меня есть, как мне
кажется, очень логичное объяснение этого опыта на основе классической (неквантовой) физики. Это
объяснение построено на основе оптических эффектов. Если вспомнить, что собой представляет магнитное
поле, а в моём понимании – это неравномерно расположенные электроны, то на выходе из магнитов
неравномерное распределение электронов будет иметь вид некой «газовой» линзы или призмы, сквозь
которую проходит пучок атомов серебра. Более всего экспериментальная установка напоминает кинескоп
телевизора: имеется источник частиц (в кинескопе – электронов, в опыте – атомов серебра), имеется
магнитная отклоняющая система, имеется экран. Если взглянуть на результаты опыта под этим углом, то
получиться следующая картина. Если в этом опыте использовались бы магниты с плоской поверхностью в
месте зазора, то форма магнитного поля на выходе из зазора имела бы вид полусферы. Для пучка из
атомов, это будет вроде фокусирующей линзы, и на экране будет наблюдаться одна узкая полоска серебра
напротив зазора магнитов. В случае с одним из магнитов, имеющим клиновидную форму, на выходе из
зазора магнитное поле будет иметь форму половинки двояковыпуклой линзы, с различной кривизной на
верхней и нижней половинке. Часть пучка атомов, проходящая через верхнюю половинку такой магнитной
линзы, будет слегка отклонена вверх и частично сфокусирована на экране чуть выше зазора между
магнитами. Часть пучка, проходящая через нижнюю половинку магнитной линзы, будет отклонена вниз и
образует на экране вторую полоску серебра, чуть ниже расположения зазора между магнитами. Две
полоски образуются в соответствии с обычными оптическими законами, и ни как не связаны с какими-то
виртуальными спинами. Это объяснение выглядит весьма логично, основано на классической физике и
непротиворечиво объясняет полную картину наблюдаемого эксперимента.
Хочется заметить ещё один момент этого опыта. В нём сильное магнитное поле отклоняет
нейтральные (незаряженные атомы серебра), что может служить
ещё одним доводом в отсутствии такого явления, как заряд.
Конечно, данный опыт, ни каким образом не объясняет проявление спина у электрона и тем более
его виртуальный характер. Я, ни при каких обстоятельствах, не могу себе представить, что механическое
вращение тела (электрона, атома) вокруг своей оси имеет не механический момент вращательного
движения, а какой-то виртуальный, да ещё жёстко фиксированный параметр. Так же очень непонятно, как у
вращающегося атома может быть магнитный момент атома равный нулю, что приписывают атомам первой
группы таблицы Менделеева (в том числе и атому серебра), согласно квантовой теории. Магнитный момент
у атомов, конечно же, есть, но он не фиксирован жёстко, а зависит от внутренней энергии атома и может
меняться в каких-то пределах. Кроме этого величина этого магнитного момента очень маленькая, иначе бы
взаимодействие нейтральных атомов любого вещества с магнитным и электрическим полем было бы
существенно заметнее.
Вывод этого раздела следующий. За основу устройства атома надо взять модель устройства
планеты, где ядру атома соответствует твёрдая часть планеты, а электронной оболочке – газовая
атмосфера планеты. Распределение элементов в таблице Менделеева связано не с квантовыми
числами, а происходит по понятиям классической (неквантовой) физики, в соответствии с законом
Всемирного тяготения и магнитным характером межатомных связей, создаваемых электронной
оболочкой атома. В структуру ядра атома входят однотипные, не имеющие заряда, нуклоны, а не
протоны и нейтроны. Кроме этого в состав ядра входят и электроны, имеющие очень маленькое
значение кинетической энергии (маленький собственный импульс). Разность кинетической энергии
электронов внутри ядра и во внешней электронной оболочке определяет величину внутриядерных
сил.
17
Часть 7. Ещё немного о сущности элементарных частиц.
Проанализировав вышеизложенные предположения о структуре материи, я хочу выдвинуть ещё
одну интересную идею. Рассмотрим следующую цепочку размышлений: вещество состоит из молекул,
молекулы из атомов, атомы из ядра (нуклонов) и электронной оболочки, и ещё имеются просто свободные
электроны. Как мы видим крупный физический объект состоит из более мелких объектов, вложенных один в
другой как матрёшка. Кроме этого наблюдается определённая структура объектов на каждом уровне
рассмотрения. В связи с этим мне кажется очень логичным, что нуклоны могут состоять из электронов,
структурированных особым образом. Кроме этого, видимо, сами электроны так же являются составными
сложными объектами, состоящими из более мелких частиц и так же имеющими определённую структуру.
Попробую посредством аналогий обосновать эти предположения.
Начну издалека. Что мы видим, глядя на морскую водную поверхность? Мы видим, как под
действием разнонаправленного ветра, а так же просто хаотического передвижения молекул воды на
большом пространстве, на поверхности воды образуются волны. По своей сути это чередование областей
скопления молекул воды (гребень) и разряженных областей молекул воды (провал). Мне кажется, что
подобная картина наблюдается и на уровне электронов, т. е. свободные электроны можно представить, как
сверхлёгкий газ, имеющий по своему объёму уплотнения и разряжения частиц (электронов). Видимо при
некоторых условиях эти уплотнения могут образовывать устойчивые (временно устойчивые образования),
т. е. некие макрочастицы. И мне кажется, что такими макрочастицами вполне могут быть нуклоны.
Возможность появления из сгустков электронов устойчивых макрочастиц – нуклонов хочу подтвердить
аналогией из макромира. Всем хорошо известно такое явление, как шаровая молния, некоторые люди даже
видели его собственными глазами. И хотя точной интерпретации этого явления пока не существует из-за
его редкости, мне кажется, что шаровая молния это как раз временное устойчивое образование, состоящее
из свободных электронов. К этому выводу меня подталкивают некоторые факты в рассказах очевидцев,
наблюдавших шаровую молнию. Многие очевидцы рассказывают, что шаровая молния появлялась из
стены, уходила в стену, проходила сквозь стекло, не повреждая его. Такое могут проделать только
свободные электроны, так как они входят в межатомное пространство любого вещества (согласно ранее
высказанной мной гипотезе). Кроме этого многие очевидцы рассказывают о появление или об исчезновении
шаровых молний с токоведущих проводников: розетки, воздушные электрические провода, громоотводы,
силовые трансформаторы. Эти два факта очень хорошо подтверждают гипотезу о том, что шаровая молния
состоит из электронов. А сам факт образования устойчивой структуры из электронов подтверждает
возможность этого явления. Учитывая, что наблюдались шаровые молнии различных размеров, логично
допустить возможность, что нуклоны – это, своего рода, очень маленькие «шаровые молнии», состоящие из
электронов. Другие элементарные частицы, типа мезонов, пионов и т. д. также являются временно
устойчивыми образованиями из электронов. Только время жизни таких частиц слишком мало, эти
29
образования очень неустойчивы. Самое стабильное образование, это протон (время жизни ~ 3*10 лет).
Механизм образования уплотнений из электронов аналогичен, по-видимому,
следующему чисто механическому явлению. На производстве часто используется такое устройство, как
вибростол. Например, для ориентации определённым образом крепёжных элементов (болтов, гаек) при
автоматической сборке, используется лоток, на котором находятся эти элементы и он вибрирует с
некоторой частотой. При взгляде на этот лоток можно заметить, что детали группируются в своеобразные
сгустки или кучки. Отдалённо эта картина напоминает волнение морской поверхности, только вместо воды,
здесь гайки или болты. Поскольку элементарные частицы (электроны) хаотически движутся в пространстве
с разными скоростями и направлениями, сталкиваясь, периодически друг с другом, то это очень похоже на
вибрирующий лоток с гайками. Такое поведение электронов приводит к образованию сгустков и разряжений
этих частиц, а при определённых условиях и образованию устойчивых объектов в виде нуклонов или других
частиц.
«Определённые условия», видимо, тесно связаны с резонансными явлениями, как внутри электрона, так и в
структуре образующегося сгустка. Безусловно, что основополагающими факторами этих резонансов
являются масса и скорость частиц, участвующих в этих процессах. Предполагаю, что электрон, так же
представляет собой составной объект, но состоящий из таких мелких частиц, что даже по косвенным
признакам эти мелкие частицы не могут быть зафиксированы.
Существующая сейчас кварковая теория, объясняющая структуру адронов, в том числе нуклонов,
мне кажется несколько необоснованной. Если проследить различные уровни строения вещества: молекулы,
атомы, ядра атомов, то можно заметить одну тенденцию. Широкое разнообразие объектов на каждом из
уровней структуры вещества, в первую очередь определяется количественным составом структурных
элементов. Т. е., большое разнообразие молекул определяется не фиксированным набором атомов
входящих в их состав, а количеством атомов. Например. Разнообразие углеводородов (пропан, бутан и т.
д.) вытекает из количества (C-H) групп, а не из-за типов атомов (водород и углерод), входящих в их состав.
Большое разнообразие атомов (более ста), определяется не типами частиц (нуклон и электрон),
входящими в их состав, а количеством этих частиц в атоме конкретного элемента. Логично, что и структура
нуклонов и других андронов должна опираться на количественный состав образующих элементов. На
сегодня же, в соответствии со «Стандартной моделью», эти частицы формируются комбинацией «троек» из
шести кварков. Ещё один минус кварковой теории, это дробный заряд кварков. Первое возражение то, что
согласно же существующей классической физике наименьшим неделимым зарядом является заряд
электрона, равный -1. Но кварки, согласно, же кварковой теории имеют дробные заряды -1/3, +2/3. Как ни
18
крути, а это парадокс. Во-вторых, согласно моему предположению, выдвинутому в первой части, такого
явления, как заряд, вообще не существует. А это подрывает основы кварковой теории.
Хотелось бы в этом разделе рассмотреть ещё одно явление, связанное с элементарными
частицами. Как представляется сейчас процесс прохождения нейтронного излучения через вещество.
Согласно текущим представлениям. Часть нейтронов, имеющих недостаточную энергию или попавших
прямо в ядро атомов вещества, поглощаются, а остальные, потеряв часть энергии, проходит через
вещество. Однако, учитывая, что даже тончайшая пластина вещества, через которую пропускают
нейтронный пучок, состоит из огромного количества атомов, описанная картина представляется
маловероятной. Следует так же принять во внимание, что масса нейтрона меньше массы атома «мишени»,
иногда значительно. Аналогом этого опыта может служить следующая ситуация. Пушка стреляет чугунным
ядром по стеллажу из таких же ядер, пусть даже уложенных не совсем плотно, но с достаточно большой
толщиной стеллажа. Вероятность того, что выпущенное ядро вылетит, с противоположной стороны
стеллажа весьма мала, практически равна нулю. Зато, весьма вероятно, что такой стеллаж сработает, как
«шарики Ньютона». А именно, в результате передачи импульса от ядра к ядру, внутри стеллажа, с
противоположной от выстрела стороны стеллажа из него вылетит ядро, ранее лежавшее в стеллаже.
Выстрелянное же ядро, отдав свой импульс, первому же ядру, в какое попадет (нескольким ядрам),
застрянет в стеллаже, недалеко от точки входа.
Подобная картина наблюдается при стрельбе по толстому стеклу, особенно бронированному. Пуля
либо отскочит, либо застрянет с лицевой стороны, но не пройдёт стекло насквозь. В то же время, возможно
откалывание и отскок кусочка стекла с внутренней стороны напротив точки попадания пули. Это происходит
за счёт передачи импульса от пули к структуре стекла. Ещё один пример это кинетические снаряды. При
попадании такого снаряда в броню танка, происходит передача кинетической энергии (импульса) броне
танка, и внутри танка могут наблюдаться вырывание внутренней части обшивки или каких либо её
отдельных деталей, без образования сквозного отверстия.
Мне кажется, что картина прохождения нейтронов через вещество аналогична выше приведённым
примерам. А именно, нейтрон, попадая в мишень, застрянет в веществе. Возможно, он даже встраивается в
ядро одного из атомов, образуя изотоп. При этом свой импульс, свою энергию он передаёт структуре
вещества. Эта энергия передаётся от атома к атому, от ядра к ядру, пока из крайнего ядра атома с другой
стороны мишени не вылетит один из его нейтронов с несколько уменьшенной энергией, от исходного
нейтрона. При этом атом, потерявший свой нейтрон, так же становиться изотопом. Как мне кажется, такое
представление лучше описывает наблюдаемые эффекты, при облучении вещества нейтронами. Такая
модель так же хорошо обосновывает эффект вторичного излучения от вещества. Оно вызвано распадом
неустойчивых атомов, образовавшихся изотопов.
Вывод этого раздела – нуклоны, есть устойчивое структурированное образование из
электронов и сами электроны тоже являются составными объектами.
Часть 8. Ионная теория.
При более внимательном рассмотрении существующей ионной теории, а так же с учётом моих
гипотез об отсутствии такого явления, как заряд, и новым взглядом на строение атома, возникает ряд
вопросов о состоятельности этой теории.
Первый парадокс состоит в следующем. Допустим, у нас имеется ионизированный газ. Согласно
существующей теории он состоит из положительных ионов (атомов газа, потерявших один или более
электронов) и временно отделившихся от этого атома отрицательных электронов. Эти два факта и
определяют изменившиеся некоторые свойства газа, по сравнению с тем же но не ионизированным газом.
В первую очередь, это увеличение электропроводности, увеличение химической активности и некоторые
другие свойства. Однако если следовать некоторым определениям атома, где от количества электронов
зависят свойства атома и его принадлежность к какому-то веществу, возникает парадокс.
Атом, потерявший один или более электронов, по сути, должен стать изотопом другого элемента
(вещества). Однако на практике изменения такого рода при ионизации не наблюдаются. Ещё одно
возражение против такой интерпретации явления ионизации, уже с учётом моей гипотезы об отсутствии в
природе зарядов, это факт, что теория ионизации, как раз, и опирается на эти самые заряды.
Какое, альтернативное объяснение ионизации, я могу предложить? Оно заключается в следующем.
При ионизации не происходит ни какого отделения электрона от атома. Если же ещё учесть мою гипотезу о
строении атома, где вокруг ядра атома вращается значительно большее количество электронов, чем
общепринято, то потеря одного двух электронов координально не изменит свойства атома. Вспомним, для
начала, основные методы ионизации газа. Это нагрев, мощное электрическое поле, ударная ионизация.
Все эти способы характеризуются добавлением энергии, ионизируемому веществу. Каким образом это
скажется на свойствах вещества? На мой взгляд, в соответствии с законом сохранения импульса и законом
сохранения энергии, добавленная энергия перераспределиться следующим образом. Большая часть этой
энергии передастся более энергоёмким (т. е. более лёгким и более быстрым частицам), а это свободные
электроны. Атомы или молекулы газа, не потеряют ни каких электронов, а лишь немного увеличат свою
скорость хаотического движения. Свободные электроны, находящиеся в межатомном пространстве,
значительно увеличат свою скорость. От чего зависит проводимость вещества? От количества свободных
носителей (электронов) и от их подвижности (т. е. средней скорости) и это классический общепринятый
подход. В нашем случае мы имеем, как раз, увеличение средний скорости свободных носителей а,
19
следовательно, и увеличение электропроводности. Увеличение средней скорости атомов и увеличение
средней скорости свободных электронов (т. е. увеличение давления на атомы газа), приводит к увеличению
химической активности ионизированного газа. На мой взгляд, предложенная концепция очень хорошо
объясняет основные эффекты, наблюдаемые при ионизации газа, причём для этого не потребовались
какие-то ионы (т. е. заряженные частицы).
Хочется добавить к вышесказанному ещё одну мысль. Для каждой величины
давления характерно определённое соотношение атомов (молекул) и свободных электронов между ними в
конкретном веществе. Процесс ионизации связан с нарушением этого баланса. В качестве примера
приведу газоразрядный прибор, в котором находиться разряженный инертный газ. В запаянной стеклянной
колбе находится меньшее количество молекул инертного газ, чем было бы характерно для данной точки на
поверхности Земли, с учётом атмосферного давления. Количество свободных электронов так же будет
несколько меньше, чем для этого же газа вне запаянной колбы при этом атмосферном давлении. Их
количество пропорционально плотности вещества. Наибольшее количество свободных электронов
наблюдается в веществе с наибольшей суммарной атомной массой элементов молекулы вещества и в
веществах находящихся в твёрдом агрегатном состоянии при нормальных условиях. В газах количество
свободных электронов меньше. Однако средняя скорость свободных электронов в более плотных
веществах ниже средней скорости свободных электронов в тех же газах. Поскольку свободные электроны
легко могут проходить сквозь любое вещество, так как заполняют пространство между молекулами или
атомами любого вещества, то количество свободных электронов будет соответствовать плотности
вещества (количеству молекул) внутри колбы. А количество молекул инертного газа, не способных
проникнуть через стеклянную колбу, будет пропорционально степени разряжения при откачке газа из
колбы. Создавшийся дисбаланс и будет определять степень ионизации газа и вызывать
повышенную электропроводность разряженного газа в колбе газоразрядного прибора, а именно за счёт
большей подвижности свободных электронов в ней.
Следует отметить, что нагревание газа в закрытом термоизолированном сосуде не приведёт к его
ионизации, так как увеличение средней скорости и молекул газа, и свободных электронов будет
происходить синхронно с увеличением внутреннего давления внутри сосуда. При нагреве газа, не
закрытого в герметичном сосуде ионизация будет происходить, так как увеличивающееся давление будет
скомпенсировано расширением газа. Наибольшая степень ионизации при этом будет наблюдаться вдоль
границы нагретого и ненагретого газа, так как из-за значительно большей скорости свободных электронов
они будут быстрее передавать свою энергию свободным электронам ненагретого газа, а сами молекулы
газа из-за меньшей скорости будут передавать энергию молекулам ненагретого газа медленнее.
Соответственно дисбаланс между молекулами и свободными электронами в этой точке будет наибольшим.
Очень близко с ионной теорией пересекается теория электролитической диссоциации. В ней так же
присутствуют ионы и один из главных объектов этой теории электропроводность электролитов.
Классическое объяснение электролитической диссоциации базируется всё на той же теории образования
ионов. Однако и моя интерпретация ионной теории прекрасно подходит к теории электролитической
диссоциации. Есть только некоторые особенности. Не буду останавливаться на классическом объяснении
электролитической диссоциации, перейду сразу к своему объяснению этого явления. На мой взгляд,
процессы, происходящие в электролите, выглядят следующим образом. Допустим, у нас имеется раствор
обычной поваренной соли. Он состоит из молекул NaCl (соли) и молекул H2O (воды). Атомная масса
молекулы соли равна 58, а молекулы воды 18.
Кроме этого раствор содержит свободные электроны. В соответствии с законом Всемирного тяготения, сила
притяжения свободных электронов к молекулам соли будет почти в три раза больше, чем к молекулам
воды, из-за большей массы молекул соли. Следовательно, будет наблюдаться большая концентрация
свободных электронов вблизи молекул соли и уменьшение их количества вблизи молекул воды.
Однако, для сохранения энергетического баланса, и в соответствии с законом сохранения энергии,
суммарная энергия свободных электронов вблизи молекул соли и вблизи молекул воды должна быть
одинакова. Учитывая разное количество свободных электронов вблизи молекул соли и воды, равенство
энергий может быть достигнуто только за счёт средней скорости хаотического движения свободных
электронов. У свободных электронов вблизи молекул воды средняя скорость будет выше, чем у свободных
электронов вблизи молекул соли. Без внешнего вмешательства такая система находиться в
энергетическом балансе, однако при пропускании через электролит тока мы будем наблюдать хорошую
электропроводность у электролита, с одной стороны за счёт большой концентрации носителей (свободных
электронов) вблизи молекул соли, с другой за счёт большей активности носителей вблизи молекул воды.
Ещё одно объяснение повышенной электропроводности может быть чисто механической. Структура
электролита чем- то напоминает структуру вспененной воды. В одном случае мы имеем смесь сгустков
плотной воды и менее плотных воздушных пузырей, в другом плотные сгустки молекул соли с большим
количеством свободных электронов вокруг них и мене плотные сгустки молекул воды с меньшей
концентрацией свободных электронов вокруг. Общеизвестный факт, что сквозь вспененную воду плотные
объекты проходят легче, чем через обычную, спокойную воду. Это явление используется в современных
торпедах. Сам процесс образования воздушных пузырей в воде называется «кавитация». Логично
предположить, что и электронам, поступающим из электрода в раствор электролита, так же легче будет
проходить, с учётом структуры электролита, похожей на вспененную воду.
Приведу ещё один пример, который хорошо вписывается в мою гипотезу об электролитической
диссоциации. Всем хорошо известен способ борьбы с гололёдом. Это банальное посыпание его солью.
20
Меня всегда интересовал физический процесс, происходивший в этом эксперименте. Теперь, на основе
высказанной выше гипотезы, я представляю этот процесс следующим образом. Замёрзшая вода находится
при температуре ниже нуля градусов в твердом агрегатном состоянии. При добавлении в неё кристаллов
соли образуется на границе их соприкосновения сначала «расплав», а потом раствор электролита. При
этом молекулы соли оттягивают на себя часть свободных электронов от молекул воды, за счёт большей
атомной массы, входящих в молекулу соли, элементов. Для молекул воды, потерявших часть свободных
электронов, а так же с увеличением средней скорости оставшихся свободных электронов возле молекул
воды и увеличением средней скорости самих молекул воды, ситуация будет аналогичной увеличению её
температуры на несколько градусов. При этом вода изменит своё агрегатное состояние, т. е. лёд растает и
превратится в воду. На мой взгляд, это вполне логичное объяснение происходящего процесса.
Процесс выделения на положительном электроде (аноде) металла, входящего в молекулу соли
электролита, по-моему, вызван следующим обстоятельством. В близлежащей к аноду зоне скорость потока
свободных электронов так велика, что их давление на молекулу соли становиться очень слабо и эта
молекула может легко распасться на составляющие её атомы. Как аналог выделения на аноде металла из
электролита я могу привести чисто механический пример. Посмотрим, как работает пылесос. Основное его
занятие, это прокачивание через себя воздуха (в электролите аналогом воздуха будут свободные
электроны). Однако со временем в его пылесборнике скапливается, содержащаяся в воздухе пыль и другие
мелкие предметы (это аналогично выделению из соли металла на аноде). Аналогичным образом ведёт
себя насос, погруженный в пруд и качающий из него воду. Со временем на фильтре насоса можно будет
обнаружить мелкие остатки водорослей из пруда, иловые отложения и т. д. На мой взгляд, в основе
процесса электролиза лежат ни электрохимические процессы, основанные на взаимодействии зарядов, а
чисто механические явления. Это уменьшение внешнего давления свободных незаряженных электронов на
молекулы электролита (какой либо соли) вблизи анода, за счёт большой скорости потока этих частиц (т. е.
пропускаемого через электролит тока). И, вследствие этого, распад молекулы соли с выделением металла
на положительном электроде (аноде).
Из вышеизложенного, я делаю следующий вывод. Такие явления, как плазма
(ионизированный газ) и электролитическая диссоциация в электролитах объясняются не
образованием ионов (заряженных частиц), а изменением энергетического баланса между
молекулами (атомами) вещества и свободными электронами, находящимися в межатомном
пространстве этого вещества.
Часть 9. Теория функционирования P-N перехода.
Ещё одна теория, опирающаяся на взаимодействие ионов и электронов, или точнее на
взаимодействие зарядов, это теория P-N перехода. Что удивляет в описании явлений происходящих в P-N
переходе, так это то, что в различных источниках я нашёл очень близкие по смыслу изложения физических
явлений в переходе, но нигде не был указан автор изначальной теории P-N перехода. Указываются только
учёные, изучавшие свойства P-N перехода, но нет указания на авторство теории процессов, происходящих
в P-N переходе. Не понятно, каким образом очень хорошо закрепилась в физике теория, не имеющая
своего создателя.
Вышесказанное, всего лишь маленькое наблюдение, теперь перейду непосредственно к отдельным
моментам существующей теории и к своим соображениям о процессах, происходящих в P-N переходе.
Начну с описания получения полупроводника N и P проводимости. Для получения полупроводника N
проводимости используют его легирование элементами пятой группы (мышьяк или фосфор). Физические
процессы, происходящие при этом, интерпретируют следующим образом. В атомной решётке
полупроводника (элементы четвёртой группы германий, кремний) образуются ковалентные связи с атомами
примеси (элементы пятой группы). При этом один электрон в атомах примеси остаётся «свободным», не
имеющим своей пары в ковалентной связи с атомами элемента четвёртой группы. Даже при комнатной
температуре такой электрон плохо удерживается около своего атома и, отрываясь от него, становиться
свободным.
Наличие этих свободных электронов и определяет полупроводник N типа, а добавленная примесь
называется донорной. Для получения полупроводника P типа используют его легирование элементами
третьей группы (бор, галлий, индий). В атомной решётке полупроводника атомы третьей группы образуют
три ковалентные связи и один электрон полупроводника (например, кремния) остаётся без пары. Атом
примеси (например, индия) оттягивает один электрон от соседней ковалентной связи кремний-кремний, при
этом становиться полностью связанным с соседними атомами кремния четырьмя ковалентными связями. В
связи кремний-кремний, где был позаимствован один электрон, образуется так называемая «дырка».
Наличие «дырок» и определяет полупроводник P типа, а примесь элементов третей группы называется
акцепторной. Приблизительно такое объяснение процессов в полупроводниках N и P типа даётся в
Википедии в разделе Полупроводник. Какие возражения возникают у меня по этой интерпретации
физических процессов. Первое, как однотипные процессы в случае донорной и акцепторной примеси
приводят к различным результатам. И в том и в другом случае у одного из атомов остаётся один электрон
без пары, для образования ковалентной связи. Однако в одном случае, это приводит к образованию
«свободных электронов», а в другом к образованию «виртуальных дырок». Обоснование именно такому
процессу в полупроводнике не приводится. Второе возражение, это факт оттягивания электрона атомом
индия у атома кремния. Поскольку атом кремния имеет во внешней оболочке четыре электрона, то ядро
21
этого атома имеет большую силу для удержания электронов, чем ядро атома индия, во внешнем слое
которого есть только три электрона. Ядро более «слабого» атома не может оттянуть электрон у более
«сильного». По-моему, это вполне очевидно.
Далее рассмотрим нелогичности в обосновании процессов, происходящих непосредственно в P-N
переходе. В Википедии приводится следующее обоснование по функционированию P-N перехода. В слое с
P проводимостью существует повышенная концентрация «дырок» по сравнению со свободными
электронами, а в N слое повышенная концентрация электронов по сравнению с «дырками».
Соответствующие заряды стремятся в зону с пониженным их содержанием (нет возражений). Т. е.
электроны из N зоны стремятся в P зону, а «дырки» из P зоны стремятся в N зону. Далее следует какая-то
ерунда. Электроны, перешедшие в P зону, образуют отрицательно заряженную область, а «дырки»,
перешедшие в N зону образуют положительно заряженную область. На границе перехода возникает
запирающий слой, определяемый наличием поля пространственных зарядов противоположного знака,
которое противодействует прохождению через переход основных носителей, но допускает проход
неосновных. Без приложенного внешнего напряжения, устанавливается баланс между током основных и
неосновных носителей. Если напряжение приложено таким образом, что создаваемое им поле направлено
против поля пространственных зарядов, то через переход течёт ток, так как внешнее поле превышает
значение поля пространственных зарядов и помогает основным носителям направиться в переход и там
рекомбинировать. Через переход устанавливается ток пропорциональный приложенному напряжению.
Такое подключение называется прямым смещением, при этом к N зоне подводиться избыток электронов
(минус источника ЭДС), а к P зоне подводиться «плюс» (недостаток электронов в P зоне увеличивается).
Если приложить внешний источник ЭДС в обратном направлении, то создаваемое им поле совпадёт с
внутренним полем пространственных зарядов и запирающий слой увеличиться. Ток основных носителей
заряда будет отсутствовать, ток неосновных зарядов будет минимальным, в виду их небольшого
количества.
Свои возражения начну с того, что носители основных зарядов, направившись в зону с их
пониженным содержанием должны, по всей логике, рекомбинировать с основными носителями этой зоны.
Т. е. электроны из N зоны, попав в P зону должны занять место имеющихся там «дырок» в приграничном
слое. И, наоборот, «дырки» перешедшие из P зоны в N зону должны быть заполнены основными
носителями этой зоны электронами. В результате этого в зоне перехода, не должно быть ни каких зон
объёмного заряда противоположного знака, а должна быть электрически нейтральная зона
рекомбинировавших (скомпенсированных) зарядов.
Ни какого запирающего слоя быть не должно, а поле в зоне перехода должно отсутствовать. Кроме этого,
если воспользоваться объяснением, предложенным в Википедии, то должен наблюдаться некий парадокс.
Из-за превышения концентрации электронов в полупроводнике N типа над «дырками» такой материал
служил бы своеобразным магнитом для положительных ионов, т. е. собирал на своей поверхности
положительные ионы других веществ, т. е. очень быстро образовывал на свое поверхности налёт других
веществ. На практике, таких результатов не было ни кем зафиксировано. В одном из объяснений
функционирования P-N перехода мне попалось ещё более интересное предположение, однако, более
логичное. В нём говориться о том, что дырки и электроны внутри полупроводника N и P типа взаимно
скомпенсированы, что, с одной стороны логично, ведь материалы полупроводников с донорной и
акцепторной примесью, без наличия перехода электрически нейтральны. Однако, по всей видимости,
основные носители в каждой зоне, более подвижны, так как именно они направляются в зону перехода при
контакте полупроводников различной проводимости в этой интерпретации. И там, о чудо, они
рекомбинируют с основными носителями противоположной зоны, а объёмный заряд создаётся,
оставшимися нескомпенсироваными основными зарядами. Вот только поле, созданное такими зарядами,
не может стать запирающим, так как должно способствовать движению основных зарядов в зону контакта.
Как ни крути, но существующие объяснения функционирования P-N перехода оказались не очень
логичными. К тому же, если согласиться с моей теорией отсутствия зарядов вообще, классическая теория
P-N перехода, основанная на зарядах попросту невозможна.
Теперь расскажу о своей, альтернативной, теории P-N перехода. Естественно, ни каких зарядов в
этой теории нет, хотя присутствуют незаряженные свободные электроны. Как я себе представляю P-N
переход без зарядов и с учётом моей теории о строении атома, высказанной в шестой главе. При
легировании полупроводника (германия, кремния) атомами элементов пятой группы (фосфором или
мышьяком) происходит следующее. Атомы элементов пятой группы оттягивают на себя часть свободных
электронов, имеющихся в межатомном пространстве полупроводника (элемента четвёртой группы). О
наличии свободных электронов в межатомном пространстве любого вещества я уже говорил ранее.
Оттягивание электронов из межатомного пространства происходит из-за того, что атомы элементов из
пятой группы имеют атомную массу больше атомной массы элементов четвёртой группы. В первую очередь
атомная масса фосфора больше атомной массы кремния, а атомная масса мышьяка больше атомной
массы германия и ещё больше кремния. Но самое главное электронные оболочки вокруг ядер элементов
пятой группы более плотные и скорость вращения электронов вокруг них выше. Кроме этого атомы
элементов пятой группы имеют меньший радиус, чем атомы элементов четвёртой группы. Три этих фактора
взаимосвязаны между собой и имеют в легированном полупроводнике N типа своё воплощение, а именно.
За счёт примесных атомов, в проводнике N типа, атомы примеси оттягивают к себе часть свободных
электронов, и общее количество свободных электронов в межатомном пространстве кристалла
уменьшается. При этом увеличивается средняя скорость электронов, оставшихся свободными. Кроме этого
22
за счёт меньшего радиуса атомов примеси и их большей массы столкновение свободных электронов с ними
происходит, как с твёрдым упругим телом, т. ё. с минимальной потерей энергии. В полупроводнике P типа
наблюдается слегка обратная картина. Атомы из третьей группы имеют больший радиус атома, чем атомы
четвёртой группы и более «рыхлую» электронную оболочку. Они отдают часть своих электронов в
межатомное пространство, т. е. количество свободных электронов в таком кристалле больше, чем в
полупроводнике N типа. Правда, средняя скорость таких свободных электронов ниже, чем в
полупроводнике N типа. Кроме этого атомы элементов третьей группы имеют больший радиус и меньшую
атомную массу. Атом галлия легче атомов германия, а атомы бора легче атомов и германия и кремния.
Столкновения свободных электронов с атомами элементов третей группы происходят, как с неупругим
телом, с поглощением некоторой части энергии свободных электронов. В общем случае картина в P-N
переходе, на мой взгляд, выглядит следующим образом. Носителями электрического тока и в той и в другой
зоне являются электроны, ни каких «дырок» нет и в помине. Однако в зоне P находится большее
количество электронов, но с меньшей средней скоростью (меньшей активностью). В зоне N находится
меньшее количество электронов (точнее сказать плотность электронов ниже), но зато их средняя скорость
выше (повышенная активность). В зоне перехода происходит уменьшение концентрации свободных
электронов от P зоны к N зоне и соответственно увеличение средней скорости этих свободных электронов.
Общее энергетическое состояние такого перехода сбалансировано и находится в равновесии, в
соответствии с законом сохранения энергии. При отсутствии внешнего напряжения такой переход
электрически нейтрален и ни как себя не проявляет.
При подаче внешнего напряжения переход ведёт себя следующим образом. Если напряжение
приложено в обратном смещении, т. е. к P зоне приложен «минус», а к N зоне «плюс», то в N зоне часть
«активных» электронов переходит в проводник, а их недостаток быстро компенсируется небольшим
притоком «медленных» электронов из P зоны. В P зоне приток из проводника ещё более «медленных»
электронов, чем в P зоне блокируется чуть более «активными» свободными электронами зоны. Происходит
лишь частичная компенсация электронов перешедших в N зону для компенсации потерь свободных
электронов в этой зоне. В результате через переход течёт небольшой ток (обратный ток). И только при
достаточно большом напряжении наступает сначала электрический, а затем и тепловой пробой. Это
происходит, когда отток из N области в проводник становиться так велик, что на его компенсацию уходят
все электроны из P области и электроны, подводимые от внешнего источника к P области. При этом
происходит электрический пробой. Тепловой пробой происходит, если обратный ток становиться так велик,
что свободные электроны в полупроводнике при взаимодействии с атомами полупроводника, и в первую
очередь с атомами акцепторной примеси в P зоне передают им энергию, приводящую к механическому
повреждению кристалла полупроводника. Если напряжение приложено в прямом направлении, т. е. к P
зоне приложен «плюс», а к N зоне «минус» картина выглядит следующим образом. Недостаток электронов,
созданный внешним напряжением на положительном электроде, легко компенсируется наличием чуть
более «активных» свободных электронов в P зоне, их потери компенсируют ещё более «активные»
электроны из N области, а те, в свою очередь, компенсируются наличием большого количества, пусть даже
более медленных электронов, на минусовом электроде внешнего источника напряжения. В результате этих
процессов в P-N переходе устанавливается прямой ток достаточно большого значения. При этом тепловые
потери на переходе, достаточно минимальны. В подтверждение этих процессов в полупроводнике, носящих
на первый взгляд чисто механический характер, приведу несколько аналогий, а именно, механических
моделей данного процесса.
Аналог P-N перехода, в виде модели на основе механики, может выглядеть следующим образом.
Допустим, у нас имеется труба в своей середине содержащая несколько, последовательно установленных
воронок, таких, через которые заливают воду в сосуды с узким горлом. Этот набор воронок для
продуваемого через трубу воздуха будет вести себя аналогично P-N переходу. Если продувать через трубу
воздух со стороны широких концов воронок, то сопротивление для воздуха будет небольшим. Через трубу
можно пропустить большой поток воздуха. Аналогично большому прямому току в полупроводниковом
переходе при прямой подаче напряжения. Логично, что происходит это по следующей причине. Воронка
служит элементом плавного (с минимальными потерями) уплотнения воздушного потока, при переходе от
большого диаметра воронки к малому. Если продувать через трубу воздух со стороны узких концов
воронок, то поток воздуха встретит серьёзное сопротивление. Фактически поток воздуха будет
определяться диаметром узкого конца воронки. В P-N переходе это будет соответствовать обратному
включению и минимальному обратному току через переход. С повышением давления воздуха, при его
подаче со стороны узкого конца воронки (обратное включение), когда плотность воздуха в струе,
проходящей через узкий конец воронок, выровняется с давлением воздуха, заключённым между воронками
наступит ситуация, аналогичная электрическому пробою в P-N переходе. При этом скорость воздушного
потока в трубе резко возрастёт, а труба будет испытывать серьёзный нагрев.
Приведу ещё один механический пример P-N перехода. Допустим, у нас имеется деревянный лоток
или желоб. Набьём в него гвоздей, причём в одну половину более редко, а в другую более часто. Там, где
гвозди набиты часто, обмотаем их дополнительно поролоном. Часть лотка, где гвоздей меньше, будет
соответствовать N области P-N переходе, гвозди соответствуют упругим атомам донорной примеси в N
области. Большое количество гвоздей, обмотанных поролоном, соответствуют P области перехода, где
присутствуют атомы акцепторной примеси, имеющие больший радиус и рыхлую электронную оболочку.
Роль свободных электронов будут выполнять металлические шарики. Предположим это небольшая банка с
металлическими шариками. Если поставить такой лоток под углом к земле и направить по нему
23
металлические шарики, засекая за какое время через лоток прокатятся все шарики из банки, то получится
следующий результат. Если сначала шарики пройдут по области, где гвоздей меньше, время, за которое
скатятся все, шарики будет меньше, чем, если сначала они пройдут область, где гвоздей больше и они
обмотаны поролоном. Объяснение этому весьма простое и наглядное: шарики, двигаясь по области с
малым количеством гвоздей, в процессе скатывания будут испытывать большое количество упругих
соударений между собой и гвоздями, что приведёт к структурированию потока. В процессе продвижения
вперед значение поперечных к жёлобу воздействий шариков друг на друга и на гвозди будет уменьшаться,
а составляющая скорости вдоль жёлоба возрастёт. При переходе в область с большим количеством
гвоздей уже структурированный направленный поток шариков будет испытывать меньшее сопротивление
движению. Общее время прохождения всех шариков по жёлобу будет небольшим. Если сначала шарики
направить через область с большим количеством гвоздей, то по мере прохождения через неё шарики
сильно затормозятся, из-за частых неупругих столкновений с гвоздями, обмотанными поролоном, теряя
значительную часть своей энергии. При этом структурирования потока не произойдёт, так как сохраняться
боковые воздействия шариков друг на друга и на гвозди, более того велика вероятность создания затора в
этой области. Может возникнуть что то, вроде автомобильной пробки. Переход замедленных шариков в
область с меньшим количеством гвоздей уже не исправит общую ситуацию. Общее время прохождения
шариками по желобу, начиная с этой стороны, будет значительно дольше. Так, на мой взгляд, выглядит
функционирование P-N перехода, на основе чисто механистического взаимодействия атомов и свободных
электронов в переходе, по аналогии со своими механическими моделями. При этом не требуется наличия
зарядов у свободных электронов и каких-то виртуальных «дырок».
Ещё одно небольшое замечание. Общеизвестный факт, что с увеличением температуры
сопротивление проводника увеличивается, в то время, как у полупроводника оно падает. Мне кажется, что
это объясняется следующим образом. Проводимость проводника определяется наличием в нём большого
количества свободных электронов, но с маленькой средней скоростью. При повышении температуры
увеличивается скорость хаотического движения электронов и атомов. Они начинают друг другу мешать при
направленном движении. Это похоже на плотную толпу людей, толкающихся локтями и пытающихся пройти
в узкую дверь.
В полупроводниках количество свободных электронов значительно меньше, чем в проводниках, однако они
имеют более высокую среднюю скорость. С увеличением температуры средняя скорость свободных
электронов увеличивается, но, так как их плотность меньше они практически не мешают друг другу при
направленном движении. В случае с дверью, это аналогично быстрому, поочерёдному пробеганию через
дверь людей. Во втором случае количество прошедших за единицу времени людей может быть даже
больше чем в первом случае.
Вывод этого раздела следующий: функционирование P-N перехода надо рассматривать не в
свете электронно-дырочной проводимости, а в соответствии с чисто механическими законами с
учётом атомного строения вещества и законами сохранения энергии.
Часть 10. Антиматерия – миф или реальность?
Очень интересные свойства и явления связывают учёные с антивеществом. Но у меня есть
сомнения по поводу существования этого антивещества. Теоретическое обоснование существования
позитрона (античастицы) впервые сделал Поль Дирак. Впоследствии американским физиком Андерсеном
позитрон был обнаружен при изучении космического излучения с помощью камеры Вильсона. Какие же
факты вызывают у меня сомнения?
Чем отличаются античастицы от обычных частиц? Согласно существующим представлениям, ничем
кроме знака своего заряда. Заряженные античастицы имеют противоположный знак заряда. Так позитрон, в
отличие от электрона имеет положительный заряд. Частицы, не имеющие заряда не различимы со своими
античастицами, т. е. идентичны. Однако если принять, как истину, моё предположение об отсутствии
«зарядов» у частиц вообще, то вся теория об антивеществе теряет смысл. Предположим, что я не прав и
«заряды» существуют. У меня есть и другие доводы в пользу того, что античастиц и антивещества не
существует. И сейчас я их представлю.
Самый очевидный факт, это отсутствие антивещества в окружающем нас мире. Ни одному человеку
до сих пор не пришлось стать очевидцем аннигиляции материи. Учёные строят массу различных теорий о
несимметричном распределении вещества во Вселенной или нарушении баланса вещества и
антивещества ещё во время «Большого взрыва», но кроме теорий не приводится, ни каких фактов,
подтверждающих это. Есть утверждения отдельных учёных, что им удалось на короткое время (!?) получить
некоторое количество античастиц и удерживать их в вакууме в магнитной ловушке. И опять, если
согласиться с ещё одним моим предположением о том, что вакуум состоит из электронов, то возникает
парадокс. Как могли античастицы находиться в вакууме в магнитном поле, если и вакуум и магнитное поле
есть обычные электроны, т. е. обычная материя. Но, даже не прибегая к своим предположениям о
структуре вакуума и поля, у меня есть доводы о том, что существующие сейчас представления об
античастицах неправильные.
Ещё в самом начале исследований частиц с помощью камеры Вильсона, была сделана серьёзная
ошибка. Впоследствии она привела к неправильной интерпретации многих явлений в ядерной физике, в
том числе в вопросе существования античастиц. При наблюдении частиц с помощью камеры Вильсона
было сделано ошибочное предположение, что видны треки отдельных частиц. Мне кажется, что в камере
24
Вильсона наблюдаются треки сгустков частиц, т. е. это треки макрообъектов, а не единичных частиц.
Сейчас я представлю доводы в пользу такого утверждения.
Довод первый. Радиоактивное излучение весьма похоже на обычное испарение твёрдого или
жидкого вещества. Т. е. в веществе имеются атомы или молекулы с несколько большей энергией, чем у
остальных, и они испаряются (переходят в состояние газа) с поверхности этого вещества. Так, например,
при испарении «сухого льда» или испарении обычной воды мы наблюдаем слабый туман возле
поверхности вещества. Это, как раз, и говорит о том, что испарение происходит не отдельными атомами
или молекулами, а сгустками или микрокаплями. Очевидно, что именно преломление света на этих сгустках
и делает видимым этот туман. Просто молекулы углекислого газа («из сухого льда») или молекулы воды,
растворившиеся уже в воздухе отдельными молекулами, визуально не наблюдаются. По всей видимости,
активным молекулам покинуть твёрдое или жидкое вещество проще в группе (сгустком), видимо, для этого
требуется меньше энергии, чем при отделении поодиночке. Учитывая, что многие процессы в природе
происходят весьма сходным образом, я предполагаю, что и альфа частицы и электроны при радиоактивном
распаде вылетают из вещества не поодиночке, а сгустками. Подобную картину можно наблюдать и в
макромире, это извержение вулканов и выброс воды гейзерами. В этом случае так же имеется более
активное вещество (с большей энергией) в недрах земли. При превышении какого-то порога происходит
выброс именно сгустков пепла, магмы или грязи у вулканов и горячей воды у гейзеров. Ещё один штрих из
этой аналогии. Выброс у вулканов и гейзеров происходит из недр Земли, т. е. условия для образования
сгустков активной материи происходят внутри планеты. А где наиболее активная материя в кусочке
радиоактивного материала? Именно внутри него, в его сердцевине. Так в ядерном реакторе, именно в
центральную часть активной зоны вводят графитовые стержни, для управления интенсивностью процесса
распада. Мне кажется, что выброс сгустков альфа частиц или сгустков электронов из радиоактивного
вещества происходит аналогично выбросу из вулкана. Внутри радиоактивного вещества формируются
сгустки сверхактивных частиц и когда их количество и их энергия становиться достаточной, происходит
выброс этого сгустка. При этом только именно сгусток сможет пройти плотную структуру радиоактивного
вещества и вырваться наружу. Одной частице это сделать не под силу, так как при многочисленных
столкновениях внутри вещества она, скорее всего, потеряет свою энергию. С поверхности радиоактивного
вещества выброс отдельных частиц, наверное, имеет место, но их процент не так велик. К тому же энергия
этих частиц значительно меньше, и путь их вылета значительно короче, чем у высокоактивных сгустков.
Довод второй. Образование следа пролёта частицы (его трек) в камере Вильсона связывают с
процессом образования микрокапель сконденсировавшихся спиртоводяных паров. Конденсация паров
объясняется ионизацией вещества и образованием вокруг ионов центров конденсации. Вспомним, что
такое ионизация вещества в классической интерпетации. Это процесс отрыва электрона с внешней
оболочки атома и его переход в межатомное пространство. Безусловно, такой процесс требует затраты
некоторой энергии. Хватит ли энергии, особенно у одного электрона, при бета-распаде, для ионизации
большого количества атомов. При длине трека электрона в камере Вильсона в несколько сантиметров
количество ионизированных атомов должно быть миллионы. У меня возникают большие сомнения, что
один электрон обладает энергией для отрыва миллиона электронов от своих атомов. Если же
предположить, что пролетает не один электрон, а весьма внушительный по количеству частиц сгусток, то
картина становиться более вероятной.
Ещё один интересный процесс, наблюдаемый в камере Вильсона, это столкновение альфа частицы
(ядра гелия) с каким либо атомом. При этом происходит ядерная реакция с образованием нового атома
другого вещества и одного свободного протона, например:
14
7N
+
4
2He
=>
18
9F
=>
17
8O
1
+ 1p
Визуально, в камере Вильсона, это выглядит, как следующий процесс. В некоторой точке камеры трек от
альфа-частицы разделяется, происходит отклонение основной траектории следа на небольшой угол и, в
этой же точке начинается ещё один трек, отклоненный от первичного трека на острый угол в обратном
направлении. При этом скорость образования следа значительно выше, т. е. выше скорость, оставившей
его частицы. Классическое объяснение такого наблюдения увязывают с произошедшей ядерной реакцией.
Однако наблюдение этого явления, натолкнуло меня на одну интересную аналогию из макромира.
Подобную картину я неоднократно наблюдал, при игре в бильярд. Если ударить кием по «битку» (шар по
которому бьют кием) с подкруткой, т. е. выполнить смещённый от центра удар, то шар полетит вперёд с
небольшой линейной скоростью и с большой скоростью вращения шара, вокруг вертикальной к столу оси.
При попадании такого шара в неподвижный шар, вращающийся «биток», как бы на мгновение зацепиться
своей поверхностью за поверхность неподвижного шара. При этом вращательное движение «битка»
преобразуется в прямолинейное движение с увеличенной скоростью. «Биток» отскакивает от неподвижного
шара в обратную сторону с увеличенной скоростью, а неподвижный шар начинает двигаться в направлении
начального движения «битка», с небольшим отклонением и немного меньшей скоростью. В общем,
наблюдаемая картина один в один совпадает с описанным выше процессом в камере Вильсона. У меня при
такой аналогии складывается впечатление, что ни какой ядерной реакции не наблюдается, тем более что я
нигде, ни в каких источниках, не встретил упоминания о каком либо другом анализе образовавшихся
элементов. Т. е. обнаружение кислорода в указанной выше ядерной реакции, с помощью газоанализатора
или масс-спектрографа. Наличие такой ядерной реакции, только по наблюдению треков в камере Вильсона
мне кажется не очень убедительной.
25
Мне кажется, что наблюдаемые в камере Вильсона треки связаны не с отдельными частицами, а со
сгустками этих частиц. Кроме этого, конденсация капелек спиртоводяной смеси связана не с ионизацией
атомов из этой смеси, а с несколько другим процессом. Позвольте прибегнуть ещё к одной аналогии. При
выстреле пули и её полёте наблюдаются завихрения воздуха вдоль траектории её движения. Это
достаточно хорошо видно при съёмке этого процесса скоростной видеокамерой. Такие микровихри сродни
большим смерчам, т. е. в их центре образуется некоторое разряжение воздуха (пониженное давление), и
молекулы окружающего воздуха устремляются к центру этих микровихрей сразу после их образования.
Логично, что при пролёте сгустка частиц, так же должны образоваться микровихри из частиц в окружающем
пространстве. В первую очередь это свободные электроны, не имеющие заряда и находящиеся, согласно
моей гипотезе, в межатомном пространстве любого вещества и в вакууме. Эти микровихри, с пониженным
давлением в своём центре, вполне подходят в качестве центров конденсации.
Вернемся, однако, к античастицам. В частности, к процессу образования электрона и позитрона при
облучении мишени гамма-квантами, или точнее гамма-лучами (поскольку, согласно моей версии таких
безмассовых частиц как фотоны и гамма-кванты не существует). В камере Вильсона этот процесс выглядит,
как два следа расходящиеся по дуге в разные стороны из одной точки мишени. Вывод, принятый в
современной физике, это то, что эти треки принадлежат, соответственно, электрону и позитрону,
образовавшихся из гамма-кванта в момент его взаимодействия с мишенью. Отклонение треков в разные
стороны по дуге связанны с взаимодействием заряженных частиц разных знаков с магнитным полем, в
которое помещена камера Вильсона. Теперь изложу своё видение этого процесса, но сначала, опять
прибегну к аналогии.
Все, хоть раз в жизни, стряхивали снег с ели (разумеется, в тех местах, где есть ели и снег). Хотя,
наверное, подойдёт и стряхивание яблок с яблони. Если начать трясти яблоню (воздействовать
механическими колебаниями на ствол и через него на сами яблоки), то яблоки отрываются от своих веток и
падают вниз. На мой взгляд, нечто подобное происходит и при воздействии гамма-излучения (тоже
колебания), на мишень, состоящую из атомов и свободных электронов. Часть электронов в виде сгустков
выбиваются (стряхиваются) излучением из мишени. Происходит это следующим образом. Образование
сгустков происходит вблизи, какого либо атома, он выступает в роле массивного дерева, по аналогии с
яблоней в макромире. Сгустки формируются из свободных электронов в межатомном пространстве
мишени. Образовавшиеся сгустки, получив импульс от гамма-излучения, начинают огибать атом с двух
сторон, при этом они получают ещё дополнительное вращение вокруг своего центра. Причём, направление
вращения этих сгустков является противоположным. На выходе из мишени мы имеем два сгустка с
противоположным вращением вокруг своих центров. Напомню, что по моей гипотезе магнитное поле, это
вращающиеся незаряженные электроны. Следовательно, двигаясь среди вращающихся электронов, два
противоположно вращающихся сгустка электронов будут отклоняться по дуге в разные стороны.
Это отклонение легко объясняется простым сложением скоростей вращающихся поверхностей сгустков и
вращающихся электронов пространства за счёт магнитного поля, а также изменением давления электронов
пространства с разных сторон сгустков, за счёт совпадения и несовпадения вектора скорости электронов
пространства и электронов сгустков. Отмечу, что все эти явления происходят совершенно свободно и без
наличия «заряда» у электрона. Такое объяснение, наблюдаемой в камере Вильсона картины мне кажется
вполне правдоподобным и более логичным, чем признание существования позитрона, т. е. антивещества.
Из вышесказанного я делаю вывод, что антивещества не существует. Кроме этого следует
обратить внимание на неправильную интерпретацию наблюдаемых в камере Вильсона явлений. В
первую очередь это то, что треки в камере Вильсона соответствуют не отдельным частицам, а их
сгусткам, т. е. большому количеству частиц.
Часть 11. Что такое лазер?
Учитывая свои высказывания о квантовой механике и дуализме света, хочется предложить свой
взгляд на такое явление как излучение лазера. Существующее на сегодня в физике представление о
процессах в оптических квантовых генераторах базируются на постулатах квантовой физики. Поскольку я
полагаю, что таких частиц, как кванты света вообще не существует, то логично предложить теорию о
функционировании лазера, основанную на других принципах.
Рассмотрим функционирование лазера на примере твёрдотельного рубинового лазера. Мне
кажется, что примеси атомов хрома (Cr), находящиеся в кристалле корунда (Al2O3), влияют на резонансные
свойства такого «сплава», а именно кристалла рубина. Суть процесса заключается в следующем. При
воздействии светового излучения на кристалл и атомы примеси и молекулы корунда начинают колебаться
вблизи узлов кристаллической решётки, за счёт полученной от светового излучения энергии. При некотором
значении внешнего излучения колебания молекул кристалла начинают резонировать. Образуется стоячая
волна, причём поперёк оси кристалла от его периферии к центральной оси. Колеблющиеся молекулы
работают, словно поршни насоса, качающего свободные электроны, находящиеся в межатомном
пространстве кристалла. Свободные электроны то оттягиваются к периферии кристалла, то устремляются к
его центру, т. е. к центральной оси. При этом они создают повышенную концентрацию и повышенное
давление вдоль оси кристалла. Нечто подобное происходит при атомном взрыве. Там за счёт сдавливания
ядерного материала, так же наблюдается последующее мощное излучение, только более высокочастотное
(гамма-излучение). Однако при атомном взрыве сдавливание ядерного материала происходит однократно,
а при облучении кристалла лазера сдавливание свободных электронов в кристалле происходит по
26
гармоническому закону, с некоторой частотой. Единственное место, куда могут вырваться эти сдавленные
электроны, являются торцы кристалла. На торцах кристалла происходит, с большой частотой, то
выдавливание небольшой части свободных электронов, то их обратное втягивание. Далее эти электроны
давят на свободные электроны вещества вне кристалла лазера, передавая им свою энергию. Дальнейший
механизм распространения света в веществе или даже вакууме описан мной в разделе посвящённому
строению атома. Механическая модель такого процесса могла бы выглядеть, как лёгкое периодическое
нажатие на тюбик зубной пасты. При этом из открытого тюбика, то показывалось, то убиралось обратно,
небольшое количество зубной пасты. Но наиболее точной моделью была бы следующая. Предположим, у
нас имеется большая упругая пластиковая труба, на концах этой трубы натянуты мембраны из резины или
другого эластичного материала. Если периодически сжимать в середине эту трубу или просто бить по ней с
какой-то частотой, то изменение внутреннего давления внутри трубы будет оказывать воздействие на
торцевые мембраны, и они будут излучать звук. У нас получиться отдалённая звуковая модель лазера.
Какие же явления такое представление о функционировании лазера отражает лучше, чем ныне
существующая квантовая теория. Во-первых, в квантовой теории излучение лазера происходит при
переходе электронов с возбуждённых орбит на невозбуждённые и процесс этот ни как ни синхронизирован,
переходы осуществляются совершенно произвольно. В то же время одно из главных свойств лазера, это
когерентность его излучения, т. е. частота и фаза всех отдельных волн, излучаемых лазером, совпадают.
Очень маловероятно, что все переходы электронов с верхних уровней на нижние, будут происходить с
такой синхронностью. В моей же модели свободные электроны в совокупности ведут себя подобно
твердотельному поршню и достижение синхронности движения в такой схеме более вероятно. Одним из
механических аналогов лазера может служить двигатель Стерлинга, в котором подводимое к рабочему
телу тепло (энергия), преобразуется в механическое колебания поршня (аналог лазерного излучения). Вовторых, очевидно, что кристалл рубина излучает очень узкий пучок света, гораздо уже, чем диаметр торца
кристалла рубина и это излучение выходит из центра торца и проходит параллельно оси кристалла.
Квантовая теория ни как не объясняет это явление. В моей же модели это очевидно и связано с тем, что
именно в этой точке достигается достаточная степень сжатия электронного облака, чтобы электроны стали
выдавливаться из структуры кристалла. По мере удаления от центральной оси кристалла плотность частиц
(электронов) значительно меньше (имеется в виду, именно, в процессе возбуждения колебаний, а не
вообще в кристалле в невозбуждённом состоянии), как в любом ценрально-неравномерно распределённом
поле. Например, плотность вещества в гравитационном поле выше именно в центре объекта создавшего
это гравитационное поле. Приблизительно так, на мой взгляд, происходит излучение света в лазере.
Процессы, которые сейчас определяются, как особенные, требующие отдельной (квантовой) теории, на
самом деле легко можно описать обычной теорией классической механики. Сразу, это, конечно же, ни столь
очевидно, в первую очередь из-за размеров элементов в классической модели из механики и в модели с
участием атомов и электронов. Кроме этого, все атомные модели строятся на основе косвенных данных,
полученных с помощью сложных приборов, в то время как механические модели осязаемы напрямую и
доступны для прямого наблюдения.
Из вышесказанного я делаю вывод, что функционирование лазера основано не на принципах
квантовой физики, а на основе классической механики. В результате резонанса в кристаллической
решётке кристалла рубина, под воздействием внешнего излучения, возникают гармонические
колебания высокой частоты (лазерное излучение), связанные с механическим воздействием
резонирующих атомов на свободные электроны, находящиеся в межатомном пространстве этого
кристалла. Свободные электроны в кристалле рубина испытывают избыточное давление,
направленное к центральной оси кристалла и избавляются от него в виде колебаний высокой
частоты на торцах кристалла. Эти колебания передаются внешним свободным электронам в виде
световой волны.
Часть 12. СТО – тёмная страница физики.
Специальную теорию относительности Эйнштейна критикуют фактически с момента её создания.
Но в то, же самое время, многие учёные утверждают, что это правильная физическая теория, более того,
имеющая экспериментальные подтверждения. Сторонники и противники появились у этой теории с
момента её появления. Они приводили различные доводы в её подтверждение или против неё.
Неоднозначность этой теории привлекла и моё внимание. Интуиция мне подсказывала, что выводы этой
теории не логичные и имеют внутренние противоречия. После долгого анализа этой теории мне удалось,
как мне кажется, найти ошибки в этой теории, причём, весьма наглядные и очевидные.
Начну с постулатов СТО, их два, и они оба, на первый взгляд кажутся вполне очевидными. 1-й
постулат: Все ИСО (инерциальные системы отсчёта) равноправные и все физические явления протекают в
этих ИСО одинаково. 2-й постулат: Скорость света в вакууме постоянна и одинакова для всех ИСО. Но
чёрт, как обычно кроется в деталях. Выводы из этих постулатов в сочетании с математическим аппаратом,
а именно, преобразованиями Лоренца, становятся далеко не такими однозначными и очевидными.
Один из выводов, это: скорость света – максимально возможная скорость физического тела. Это
обосновывается тем, что если допустить скорость объекта больше скорости света, то при определении
расстояний, при переходе от одной ИСО к другой значения этих расстояний будут – мнимыми числами.
Однако, этот вывод связан с тем, что в мысленном опыте Эйнштейна расстояния измерялись с помощью
световых импульсов, т. е. света. Если, на одну секундочку, представить, что учёным удалось обнаружить,
27
какое либо излучение, распространяющееся со скоростью в десять раз выше скорости света и именно его
применить в виртуальном опыте Эйнштейна, то результат опыта слегка измениться. А именно, при скорости
подвижной ИСО равной скорости света результаты измерений уже не будут мнимыми, а мнимыми они
станут только при достижении скорости в десять световых. Т. е. при достижении скорости,
использующегося в эксперименте излучения. Это, в свою очередь, однозначно доказывает, что из мнимости
результатов при преобразовании Лоренца не следует вывод о непреодолимости скорости света, так как эта
предельность заложена типом источника сигнала, используемым в опыте. Ни что не мешает использовать в
опыте Эйнштейна, для измерения расстояний звук. Но тогда при использовании этого же математического
аппарата (преобразование Лоренца), мнимые результаты уже будут при скорости подвижной ИСО равной
скорости звука. Поскольку преодолимость скорости звука является очевидной и не вызывает сомнений, то
это ещё один довод в пользу ошибки в выводе о том, что скорость физического тела не может превышать
скорость света. Этот факт, кроме того ставит под сомнение допустимость применения, используемого в
СТО, преобразования Лоренца.
Повторю ещё раз широко известный парадокс СТО, это «парадокс близнецов». Согласно СТО
близнец, который улетел от Земли со скоростью, близкой к скорости света, вернувшись на Землю, будет
моложе своего брата, оставшегося на Земле. СТО объясняет это тем, что в движущейся ИСО время идёт
медленнее, для наблюдателя в неподвижной ИСО. В этом утверждении налицо сразу несколько
парадоксов. Во-первых, Из всех физических законов физики, только для обоснования СТО требуется
обязательное наличие наблюдателя, причём, наблюдатели из разных ИСО видят картину события совсем
по-разному. Для всех других законов физики, они выполняются не зависимо от того присматривает за ними
кто нибудь, или нет. Во-вторых, согласно 1-му постулату СТО для близнеца в ракете удалялся его брат на
Земле а, следовательно, он и должен был остаться молодым. Налицо парадокс. Но, как раз этот парадокс и
указывает на выход из положения. Чтобы парадокса не было, надо лишь согласиться с тем, что время для
всех ИСО является абсолютным, и единым. Близнецы от расставания до встречи проживут один и тот же
период времени. Именно такое представление ситуации в опыте с близнецами в наибольшей степени
соответствует первому постулату СТО о равноправии всех ИСО.
У меня есть ещё один мысленный эксперимент, имеющий парадокс и однозначно указывающий на
ошибочность теории относительности. Предположим, что с Земли стартовали две ракеты и разлетаются от
неё в противоположные стороны. Скорость каждой ракеты чуть больше половины скорости света.
Допустим, командир одной из ракет хочет связаться «по радио» с другой ракетой. Радиосигнал от одной
ракеты до другой может пройти двумя путями. Первый путь – это напрямую от одной ракеты к другой,
второй, это от первой ракеты до ретранслятора на Земле и далее от Земли ко второй ракете. Не трудно
заметить, что во втором случае связь между ракетами прекрасно установиться, так как скорость ракет
меньше скорости распространения радиосигнала. В первом же случае скорость удаления ракет друг от
друга будет чуть больше скорости света, а, следовательно, радиосигнал от одной ракеты до другой ни
когда не дойдёт. Поскольку эти два варианта связи происходят одновременно, то разный их результат
говорит о парадоксе в теории относительности и, соответственно об её ошибочности. Однако выход из
этого парадокса на самом деле есть, только он связан с необходимостью наличия среды для
распространения радиосигнала (или светового сигнала). Если предположить наличие такой среды и её
неподвижность, относительно Земли, то передача сигнала напрямую от одной ракеты к другой становиться
возможной. В момент излучения радиосигнала с первой ракеты образуется электромагнитная волна,
которая распространяется в среде (!!!) со скоростью света, и после этого ни как не связана с первой
ракетой и не зависит от скорости её движения. Так как вторая ракета летит со скоростью, чуть больше
половины скорости света, относительно среды распространения радиоволны, то эта радиоволна прекрасно
догонит вторую ракету. При учёте наличия среды для распространения электромагнитной волны парадокс
разрешается сам собой, и первый и второй вариант распространения радиосигнала от одной ракеты к
другой становятся равноправными. На мой взгляд, отказ от «эфира», или более точно от существования
среды для распространения электромагнитных волн, есть первая ошибка при создании СТО Эйнштейном.
Кроме того следовало бы немного изменить второй постулат СТО. Скорость света одинакова не для любой
ИСО, а одинакова по отношению к среде распространения, для любой ИСО. «Кажущаяся» скорость света
для наблюдателей в разных ИСО может отличаться, более того может превышать скорость света для ИСО,
движущихся относительно среды распространения электромагнитной волны. Далее я покажу наличие и
других ошибок в этой теории.
После некоторых поисков в интернете мне удалось найти перевод статьи Эйнштейна «К
электродинамике движущихся тел» на сайте:
http://sinset.com/ru/%D0%AD%D0%B9%D0%BD%D1%88%D1%82%D0%B5%D0%B9%D0%BD_1905.
Дальнейший разбор ошибок в СТО я буду делать на основе этой статьи. Достаточно большой раздел
статьи Эйнштейна связан с определением синхронности часов в подвижной и неподвижной ИСО, однако
условие синхронности часов у Эйнштейна выглядит по меньшей степени странно. Согласно статье для
синхронности часов должно выполняться условие. Световой сигнал из точки А, находящейся в
неподвижной ИСО, до точки В, находящейся в другой неподвижной ИСО, проходит за то же время, что и в
обратном направлении:
tB – tA = tA - tB
28
На мой взгляд, данное условие подтверждает только изотропность среды распространения света, ни какого
отношения к синхронизации и синхронности часов это утверждение не имеет. Но именно на нём Эйнштейн
строит свои дальнейшие рассуждения. На самом деле, для синхронизации двух часов находящихся друг от
друга на некотором расстоянии достаточно знать время задержки распространения сигнала от одной точки
до другой. Предположим, в точке А и точке В произошли какие-то события, например выстрел пушки. Если
наблюдатель в точке А узнает о событии в точке В, после выстрела в точке A, через время, равное
задержке распространения сигнала из точки В в точку А, то это однозначно говорит о том, что выстрел в
точке А произошёл в то же время, что и выстрел в точке В.
Во время службы в армии я работал на станции единого времени. Собственно этот электронный
агрегат и представляет собой устройство для синхронизации времени, измеряемого в двух удалённых друг
от друга точках. При этом синхронизация времени представляла собой процесс определения задержки
распространения сигнала от одной точки до другой. Подобные устройства уже давно используются и в
армии и в народном хозяйстве, например в связи. Аналогичный способ синхронизации времени
применяется и в таких системах, как GPS и ГЛАНАС. Все знают, что в приемнике GPS нет ни какого
передатчика обратного сигнала, следовательно, время прохождения сигнала можно измерить только в
одном направлении, от спутника до приёмника GPS. На вычислении задержек сигнала от нескольких
спутников и происходит определение положения приёмника GPS в пространстве.
Итак, для синхронизации часов в двух удалённых точках достаточно знать время задержки
распространения сигнала между ними. Очевидно, что если вторая точка является подвижной (подвижная
ИСО), то задержка распространения сигнала будет постоянно меняться. Однако, если скорость подвижной
ИСО постоянна, то вычислить изменяющиеся время задержки не составляет труда. Она будет равна:
x + vt
tзад. = --------c
где x – расстояние между началом отсчёта в неподвижной и подвижной ИСО в некоторый начальный
момент времени, если начало отсчётов двух ИСО в начальный момент совпадало, тогда x=0; v – скорость
подвижной ИСО относительно неподвижной; t – время, в которое определяется задержка распространения
сигнала; с – скорость света, если задержка определяется по распространению светового или другого
электромагнитного сигнала. В неправильной формулировке условия синхронизации часов состоит вторая
ошибка Эйнштейна.
В дальнейших своих рассуждениях Эйнштейн рассматривает мысленный опыт о движении твёрдого
стержня длинной l вдоль оси x со скоростью v , от конца этого стержня (точка A) до его начала (точка B) и
обратно движется световой луч.
Эйнштейн проверяет условие «своей» синхронизации часов в точке А и В, т. е.:
tB – tA = tA - tB .
И получает следующее уравнение, для наблюдателя в подвижной ИСО:
rAB = l, длинна движущегося стержня, измеренная в неподвижной системе. Далее следует утверждение, что
для наблюдателя подвижной ИСО условие синхронности часов не соблюдается, а для наблюдателя в
неподвижной ИСО условие синхронности часов соблюдается. Однако в этом утверждении содержаться ещё
две ошибки. Во-первых, этими формулами Эйнштейн косвенно признаёт, что «кажущаяся» скорость
распространения света для наблюдателя подвижной ИСО будет, то меньше скорости света (V - v), то
больше скорости света (V + v). Превышение скорости света противоречит исходному постулату Эйнштейна.
Во-вторых, для наблюдателя неподвижной ИСО условие синхронности так же не будет выполняться. Если
за точки A и B неподвижный наблюдатель будет принимать «кажущиеся» точки нахождения,
соответственно, конца и начала стержня в соответствующие моменты времени, относительно неподвижной
ИСО, то rAB > l , при движении луча света в направлении движения подвижной ИСО, а в случае обратного
движения сета, rAB < l. Итак, для подвижной ИСО синхронизация времени нарушается из-за разной
«кажущейся» скорости света в направлении движения подвижной ИСО (направлении движения стержня) и
в противоположном направлении. А для неподвижной ИСО скорость света одинакова в обоих направлениях
и равна скорости света в вакууме, но «кажущиеся» размеры стержня в разных направлениях различны.
На основе выполнения синхронности для неподвижной ИСО и невыполнения её для подвижной
ИСО Эйнштейн впоследствии и делает вывод о разном ходе времени в различных ИСО. Я же берусь
утверждать, что время в обоих ИСО течёт одинаково и чуть позже я это докажу, а пока продолжим
рассмотрение выкладок Эйнштейна. Сначала, Эйнштейн устанавливает координаты в неподвижной ИСО,
как x, y, z, t, а в подвижной, как ξ, η, ζ, τ. после этого вводит какой-то новый набор переменных x’, y, z, t, где
x’ = x – vt. Последняя формула более всего похожа на преобразование координат Галилея от неподвижной
29
ИСО к подвижной ИСО, однако прямых пояснений на этот счёт нет. Мне кажется, что цель такой хитрой
манипуляции заключается в том, чтобы с одной стороны выразить преобразование координат от
неподвижной ИСО к подвижной с помощью обычных преобразований Галилея, а потом приравнять их Vτ
(скорости сета, умноженная на время распространения света в подвижной ИСО) в соответствии со вторым
постулатом Эйнштейна. На мой взгляд, такой посыл говорит с одной стороны о феноменальной
нечистоплотности в методах и о гигантской некомпетентности в физике. Нельзя, отвергая преобразования
Галилея, подгонять их под свою гипотезу, высказанную в постулате и до текущего рассмотрения ещё не
подтверждённую.
Далее Эйнштейн обозначает время прохождения луча в подвижной ИСО через
τ0, τ1, τ2, соответствующим точкам нахождения луча в точке A, B, A’. И использует формулу условия
синхронности:
Невзирая на то, что сам, чуть ранее, признал отсутствие «синхронности» (в своём понимании) для
подвижной ИСО, Эйнштейн подставляет в неё полученные ранее значения и получает следующее
выражение:
Далее Эйнштейн, не понятно, с какой целью, дифференцирует это выражение по переменной x’ , и делает
это весьма оригинально. Вот, что у него получилось:
Странным образом дифференцирование прошло и по x’ и по t. Ещё более странным выглядит слияние
двух различных координат (координаты по оси x и координаты по оси t). По всей вероятности именно в
этом месте, по версии Эйнштейна, происходит объединение пространства и времени. И, наконец, апофеоз
этой вакханалии - следующее выражение:
Дальнейший разбор умозаключений Эйнштейна считаю нецелесообразным в виду уже присутствующих
противоречий в его выкладках. Однако для тех, кто до этого момента рассуждений Эйнштейна всё ещё с
ним согласен попрошу рассмотреть следующий момент. В формуле
τ1 можно заменить на τ2 - τ1 , это следует из условия синхронности событий. Если подставить все
необходимые значения в такое выражение, то конечное выражение примет вид:
Совершенно очевидно, что выполнение двух этих условий одновременно невозможно, разве что в случае,
когда рассматриваются две неподвижные ИСО и скорость их движения относительно друг друга v = 0. Это в
очередной раз доказывает ошибочность доказательства Эйнштейна.
Теперь изложу своё видение проблемы. Для этого воспользуюсь мысленным опытом, сходным с
опытом Эйнштейна, но имеющим при этом небольшие отличия. Предположим, у нас есть длинная стена
(это будет аналог неподвижной среды – «эфира») и неподвижный наблюдатель напротив этой стены. Вдоль
стены проезжает на «скейте» подвижный наблюдатель, в руках у него баллончик с краской. Этот
наблюдатель распыляет краску на стену и делает движение рукой снизу вверх и обратно вниз. Описанный
опыт, аналогичен одному из вариантов опыта при объяснении теории СТО Эйнштейна встречавшийся мне
в различных учебниках и статьях. Только там, вместо краски, был световой луч, двигавшийся от зеркала к
зеркалу поперёк движения подвижной ИСО. Однако, преимущество моего опыта то, что его можно
30
повторить и физически, а не только мысленно. Теперь перейдём к сути опыта. В результате описанного в
опыте процесса на стене появиться след от краски, представляющий собой ломаную линию. Следует
отметить, что этот след видят совершенно одинаково и неподвижный и подвижный наблюдатель. Время, за
которое была нарисована эта ломаная линия, для обоих наблюдателей так же одинаково. Если, скорость
есть отношение длинны пути ко времени, за которое совершён этот путь, то совершенно очевидно, что
скорость появления линии на стене для обоих наблюдателей совершенно одинакова. Посмотрим, что
измениться, если подвижный наблюдатель проедет мимо стены со скоростью близкой к скорости света в
вакууме и сделает взмах руки с краской со скоростью света (разумеется, проделать это можно только
мысленно). На мой взгляд, ни каких существенных изменений не произойдёт, кроме одного. Неподвижный
наблюдатель, из-за большой скорости подвижного наблюдателя, будет видеть все процессы с некоторой
задержкой, равной времени распространения света от наблюдаемых им объектов до него. Но если бы он
смотрел на эти события через видеокамеру, учитывающую эту задержку, то все события для него были бы
абсолютно такими же, как и для подвижного наблюдателя. Из вышеописанных рассуждений я делаю вывод,
что путь пройденный светом, время, за которое этот путь был пройден и скорость, с которой
распространялся луч света, для подвижного и неподвижного наблюдателя были совершенно одинаковы.
Основные выводы из этого опыта следующие. Во-первых, время в неподвижной и подвижной системе течёт
одинаково, т. е. время абсолютно и не зависит от системы отсчёта. Во-вторых, скорость света в среде
(стена, её аналог в опыте) одинакова для наблюдателя в неподвижной и подвижной ИСО. Третье, это
преобразование координат от неподвижной ИСО к подвижной ИСО надо выполнять по формуле Галилея.
Но с другой стороны, если рассматривать мысленный опыт, где от зеркала к зеркалу движется луч света,
можно сделать и несколько другой вывод. А именно, подвижному наблюдателю будет казаться, что свет
распространяется от зеркала к зеркалу и обратно по прямой, как и при выполнении этого опыта в
неподвижной ИСО. Однако время, за которое свет пройдёт от зеркала к зеркалу и обратно будет несколько
больше, чем в случае выполнения этого опыта в неподвижной ИСО. Понятно, что увеличение времени
произошло из-за того, что реально свету пришлось двигаться в среде по ломаной линии и пройти путь
несколько больший, чем удвоенное расстояние между зеркалами. Из этого следует, что «кажущаяся»
скорость распространения света для наблюдателя в подвижной ИСО будет меньше скорости света в
вакууме. Эту скорость легко найти по формуле:
Vкаж. =
где V – скорость света в вакууме, v – скорость подвижной ИСО. И здесь Эйнштейн делает ещё одну ошибку.
Увеличение времени распространения света от зеркала к зеркалу он приписывает не тому факту, что свет
вынужден двигаться в среде по более длинному пути, а якобы имеющему месту быть свойству замедления
времени в подвижной ИСО при скоростях движения этой ИСО близким к скорости света. Ещё раз
подчеркну, что никакого замедления времени в подвижной ИСО нет. Время движения луча света от зеркала
к зеркалу и обратно абсолютно одинаково для наблюдателя в неподвижной и подвижной ИСО.
«Кажущаяся» скорость света для наблюдателя в подвижной ИСО, при «кажущемся» распространении света
по прямой от зеркала к зеркалу и обратно, несколько меньше скорости света в вакууме.
Все вышеперечисленные процессы будут происходить в том случае, если принять факт, что среда
распространения света неподвижна относительно неподвижной ИСО. Предположим, что зеркала нашей
установки находились за бортом космической ракеты, но были к ней прикреплены, а ракета двигалась с
околосветовой скоростью и являлась дополнительно подвижной ИСО. Свет же при этом распространялся в
неподвижной среде. Однако, возможен и другой вариант событий. Предположим, что зеркала нашей
установки находятся внутри, движущейся с околосветовой скоростью, ракеты. В этом случае надо
рассматривать движение света в увлекаемой среде (эфире). Увлекаемость среды следует из того факта,
что средой для распространения света являются свободные электроны, которые находятся между
молекулами воздуха внутри ракеты. Сам же воздух увлекается корпусом ракеты. Рассмотрим подробнее,
что же будет происходить в этом случае. Поскольку среда распространения света в этом случае движется с
одной скоростью с подвижной ИСО, то путь пройденный светом от зеркала к зеркалу и обратно будет такой
же, как при опыте в неподвижной ИСО. Время, затраченное светом на этот путь, будет точно таким же, как и
при опыте в неподвижной ИСО. Скорость светового луча будет равна скорости света в вакууме. Т. е. при
увлекаемом эфире время эксперимента не увеличиться по сравнению с опытом в неподвижной ИСО, и оно
будет одинаково для наблюдателя в неподвижной и подвижной ИСО. Но теперь наблюдатель в
неподвижной ИСО увидит, что путь луча света будет по-прежнему представлять ломаную линию, общая
длинна которой больше, чем удвоенное расстояние от зеркала к зеркалу. Только уже не реальный, а
«кажущийся». И «кажущаяся» скорость распространения света, для неподвижного наблюдателя, будет
больше скорости распространения света в вакууме. Для неподвижного наблюдателя в этом случае будет
выполняться хорошо известный закон сложения скоростей.
Отдельно хочется рассмотреть процесс движения физических тел (макрообъектов, состоящих из
большого числа атомов или молекул) со скоростью, близкой к скорости света. На мой взгляд, вопрос о
преодолимости скорости света для физических тел отойдёт на второй план, если согласиться с идеей, что
вакуум, это не абсолютная пустота, а сильно разряженное вещество. Если это вещество в основном
состоит из незаряженных свободных электронов, средняя скорость хаотического движения которых близка
к скорости света, то логично предположить, что это вещество будет оказывать существенное давление на
31
физические тела, движущиеся с околосветовой скоростью. Аналогия такого явления, это давление воздуха
на макрообъекты со скоростью, даже в десятки раз меньше скорости звука. Если человек идёт пешком, то
он совершенно не испытывает на себе давления набегающего потока воздуха. Если человек высунет руку
из окна автомобиля или поезда, двигающегося с боле высокой скоростью, но менее скорости звука, то он
ощутит существенное давление на неё. Если высунуть руку из сверхзвукового истребителя, то её, скорее
всего, оторвёт или сломает. При спуске на Землю капсул с космонавтами, эти капсулы испытывают
сильнейший нагрев своей оболочки из-за трения о воздух. Логично предположить, что при движении
физического тела в космосе со скоростью, близкой к скорости света трение о среду, т. е. трение об
свободные электроны, будет вызывать такой нагрев физического тела, что оно превратиться в жидкость, а
может быть даже в газ. В связи с этим, вопрос о теоретической возможностью преодоления скорости света
для физических тел, с учётом движения этих тел не в пустоте, а в физической среде (веществе), я думаю,
следует перенести в другую плоскость. А именно, возможно ли сохранить твёрдое, жидкое состояние
физического тела, при его движении со скоростью, близкой к скорости света.
Из всего вышесказанного я делаю однозначный вывод о несостоятельности теории
относительности Эйнштейна (СТО), в ввиду большого количества ошибок, как логических, так и
физических, и математических, в её доказательстве. Свою интерпретацию явлений,
рассматриваемых в СТО, я оставляю на суд читателей, учёных или просто людей, интересующихся
физикой.
Заключение.
Свою статью я рассматриваю, не как альтернативную физическую теорию, а как возможную
альтернативу «классическим» на сегодняшний момент взглядам на некоторые физические явления,
рассматриваемые современной физикой. В этой статье нет жёстких доказательств и серии практических
опытов, подтверждающих мои умозаключения. Однако, на мой взгляд, явления, рассмотренные мной в
статье, имеют более логичные выводы, чем существующие на сегодняшний момент в общепринятой
физике. Такое представление я и попытался изложить в своей статье.
32