Французский физик О
advertisement
Ямпольский Юрий Семёнович Россия, Санкт-Петербург 05.11.2011 E-mail:prostranstvo1932@mail.ru ПРИРОДНАЯ СУЩНОСТЬ ЛУЧЕЙ СВЕТА Луч света занимает особое место в физической науке. Исторически, луч света воспринимается как корпускулярная или волновая совокупность. Но ни то, ни другое представление не даёт ответа на многие вопросы, что говорит об ошибочно принятых фундаментальных основах физики, отражающихся на понимании природной сущности фотонов. В этом понимании причинноследственные связи не определены, при высокой степени изучения следствий. Для того чтобы понять изученные свойства света, необходимо понимать природную сущность дискретной составляющей светового луча, – фотона. Такое понимание сущности фотонов изложено в книге «Пространственная среда – единая основа взаимодействий в природе материального мира». Там же приводятся причины преломления светового луча сквозь стеклянные призмы и разложение его на спектральные части. Эти и другие рассмотрения изложены на основании представления пространства неразрывной физической средой, что является причиной деформационных изменений в природе материального Мира. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Что мы знаем о луче света в общепризнанном представлении: Свет представляется пучком лучей, состоящих из последовательного ряда движущихся фотонов. Фотоны представляются, как обладающие корпускулярными и волновыми свойствами. Определение фотона даётся таким: Фото́н – это элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле, - света). Это безмассовая частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света. Заряд фотона также равен нулю. При пересечении двух световых пучков фотоны не сталкиваются, что не подтверждает корпускулярность фотонов. Если расположенный на световом пути объект достаточно мал в ширину и длину, и тонок, световые лучи его огибают. Образующаяся при этом картинка получила название дифракционной. Если расположенный на световом пути объект достаточно велик в ширину и в длину, и по толщине, то световые лучи дают резкую тень, что не подтверждает волновой фактор света. Скорость света в космическом пространстве максимальная в природе, но ограниченная, и равна С300000 км/сек. Падая перпендикулярно на переднюю грань стеклянной плоскопараллельной призмы, свет не преломляется. Падая на переднюю грань плоскопараллельной призмы под некоторым острым углом, свет преломляется при вхождении в эту грань и при выходе из 1 противоположной грани. Входящий и выходящий лучи остаются параллельными. 8. При падении света на переднюю грань трёхгранной призмы из стекла, свет преломляется в сторону её основания, а при выходе из задней грани, также преломляется в сторону основания призмы. Одновременно происходит разделение светового пучка на цвета от красного цвета до фиолетового цвета. Чем ближе цветной луч к основанию, тем больше его преломление. 10. С точки зрения волнового представления фотонов, то чем ближе к основанию призмы, тем волны становятся короче. В 1818 году французский физик О.Френель экспериментально показал, что, если расположенный на световом пути объект достаточно мал, то световые волны действительно его огибают. Образующаяся при этом картинка получила название дифракционной. Но здесь имеет значение не только длина объекта (сплошной пластины), но и толщина пластины, и расстояние пластины от источника света. Волновая теория света объясняет такой эффект тем, что свет распространяется по прямой линии и оставляет резкие тени за непрозрачными объектами потому, что длина световых волн намного меньше размеров этих объектов. Световые волны огибают препятствия, лишь тогда, когда эти препятствия сопоставимы по размеру со световыми волнами. Несмотря на многие доказательства в пользу волновой природы света, физиков постоянно беспокоил один важный вопрос: каким образом он распространяется через разреженное пространство? Ведь для всех других волн — например, звуковых — требуется материальная среда. По этой причине мы не сможем услышать даже самый мощный взрыв на Луне. Было также непонятно, почему свет в вакууме распространяется быстрее, почему до нас доходят лучи от самых удаленных галактик. Для классической физики вопросы, связанные с действием сил на расстоянии, также всегда были очень трудными. Так, Ньютон не мог себе представить, каким образом силы притяжения действуют на большом удалении объектов друг от друга. В качестве возможного объяснения он использовал представление античных мыслителей об «эфире», который «разлит» по Вселенной и через который, вероятно, каким-то образом передается действие гравитационных сил. Первые значительные опыты по выявление природы света были проведены Исааком Ньютоном в 1666 году. Сквозь узкую щель в плотных шторах он направил тонкий солнечный луч на боковую грань трёхгранной стеклянной призмы. При этом луч преломился — сначала при входе в призму, а затем еще раз и в том же направлении на выходе из призмы. Спроецировав преломленный луч на экран, И. Ньютон увидел, что луч расщепился на цветные полоски: красную, оранжевую, желтую, зеленую, голубую, синюю и фиолетовую. Из этого эксперимента И. Ньютон заключил, что обычный белый свет является смесью различных видов света, которые, попадая нам в глаз, создают ощущение различных цветов. Широкий набор последовательных цветных полосок получил название «спектр». И. Ньютон 2 решил, что свет состоит из крошечных частиц (корпускул), движущихся с огромной скоростью. Это объясняло, почему свет распространяется по прямым траекториям, давая резкую тень на своем пути. Но немало вопросов оставалось без ответа. Например, почему зеленые лучи преломляются сильнее желтых или красных? И как получается, что два световых луча или световой пучок пересекаются без всяких изменений, то есть без столкновения частиц? Ни волновая, ни корпускулярная теории света не дают ответа на эти вопросы. На эти вопросы, можно дать ответ, только опираясь на представление пространства совокупностью неразрывных элементарных пространств и на то, что любое материальное тело в силу своей дискретности, является совокупностью материи и пространства. Такой подход к определению естественной сущности фотонов показан в моей работе «Пространственная среда – единая основа взаимодействий в природе материального мира». Когда луч света входит в переднюю грань прозрачной трёхгранной призмы, то его лучи дважды преломляются, входя в её тело и выходя из неё. В книге «Основы гипотезы дискретного пространства», в главе «Преломление луча света при его переходе из одной среды в другую среду», рассматривалась причина такого явления. Она заключается в том, что сопротивление пространства входящим в тело призмы фотонов возрастает в связи с возрастанием плотности пространства от вершины призмы в сторону её основания. При этом плотность фотонов вдоль светового луча увеличивается. Так расстояние между фотонами красного, жёлтого, зелёного лучей, больше, чем у синего или фиолетового лучей. У официальной науки это определяется, как сокращение длины волны. Так длина волны красного света составляет 7500 А, а фиолетового — 3900 А. Остальные цвета находятся внутри этого диапазона. Это отвергается настоящей гипотезой, не признающей волновые свойства светового луча. Отвергая волновую природу света, мною предлагается распространение светового луча ставить в зависимость от деформационного состояния дискретного пространства, увязывая это с представленной в гипотезе природной сущностью фотонов. И в данной статье мне представляется необходимым дать моё понимание природной сущности фотонов. Фотоны, как частичка света, занимает особое положение в физической науке. Учёные-физики считают свет «тёмным пятном» в физике. До настоящего времени у науки нет ответа на истинную сущность фотонов. Официальная наука считает, что фотоны имеют двойственную природу, и называют это дуализмом. В одних событиях фотоны воспринимаются, как корпускулы, в других, - как волна. Такое представление кажется довольно странным, так как одни те же материальные образования не могут проявляться по-разному. Всякое объяснение дуализма фотонов носит предположительный характер, не отвечающий естественному состоянию сущности фотона. К тому же, я считаю, что представление о волнообразной сущности материи в принципе ошибочно и не отвечает истинному характеру законов природы. Это лишь удобная форма находить объяснения непонятых 3 явлений в природе. Ни движение материальных тел в пространстве, ни физическое состояние тел, не проявляют волнового фактора. Всё, что происходит в природе, носит деформационный характер, который проявляется в уплотнении (сжатии), растяжении и искривлении. Неприятие деформационного характера проявления событий в природе и приводит к ошибочному выводу о волнообразной сути фотонов и об их волнообразном распространении. Волнообразное распространение материи связано с колебательным движением от одного центра, а фотоны распространяются последовательно в направлении излучения. Долгое время я считал, что фотоны представляют собой корпускулы, и приводил для этого много примеров, которые, казалось бы, подтверждали это. Но было одно явление, которое мешало принять окончательно корпускулярную природу фотонов. Таким явлением было движение фотонов в неразрывной пространственной среде. Было непонятно, каким образом частицы света движутся в неразрывном пространстве, как они взаимодействуют с элементарными пространствами, являющимися основой пространства. Ведь в основу движения материальных тел гипотеза положила уплотнение (или растяжение) неразрывного пространства, то есть, его смятие на пути движения тела. Такое понимание сущности движения материальных тел в пространственной среде и определяет ограничение скорости движения тел в зависимости от массы тел, плотности их массы, и состояния пространства. В случае с движением фотонов такое событие не давало ответа на то, как частица, не разрушаясь, может перемещаться в неразрывной пространственной среде с максимальной в природе, но ограниченной, скоростью. Считая материальные тела дискретными, предполагается, что они являются совокупностью дискретных материальных образований и неразрывного пространства. А если учесть, изложенный в гипотезе характер образования материи, и её сущность, то движение материи в пространстве – это движение сгустка сжатых элементарных пространств в пространстве. Иначе, и материя, и пространство являются единой сущностью, но находящейся в разной форме существования, зависящей от характера образования материи. Отсюда, движение материальных тел в пространстве может носить только деформационный характер. В случае с движением «фотонов», дискретность движения, то есть, прерывистость движения, должно восприниматься, как мгновенные периодические остановки и новое начало движения. Здесь возникает фактор, который заключается в том, что остановка частицы, движущейся в неразрывном пространстве с максимальной в природе скоростью, должна была бы привести к мгновенному разрушению дискретной частицы. А если это не происходит, если частица, остановившись, сохраняет свою целостность, то не может иметь места причина для нового импульса в применении к этой частице. Абсурдность такого представления очевидна. Отсюда возникает сомнение в том, что фотон является частицей. Но тогда что такое фотон? 4 Исходя из представленных рассуждений, следует подойти к пониманию сущности «фотона», начиная с момента его образования, например, в результате встречи позитрона и электрона или мгновенного попадания электрона в более уплотнённую пространственную среду. Образование фотонов мне представляется следующим образом. При встрече позитрона и электрона происходит ускорение их вращения вокруг своей оси, подобно ускорению движения жидкости в сужающейся трубе, и получение, тем самым, дополнительного импульса, что должно приводить к резкому сжатию пространства перед частицами. Это должно являть собой передачу кванта энергии сжатой совокупности элементарных пространств. Такая локальная, мгновенно уплотнённая совокупность элементарных пространств может восприниматься, как пространственный сгусток, который и можно поредставлять фотоном. Скорость передачи кванта энергии образовавшемуся «фотонному сгустку» стала максимальной в природе скоростью в связи дополнительным импульсом, полученным электрон-позитронной парой при их взаимодействии. В случае с электроном, то есть, если он попадает в зону уплотнённого пространства, то, имея субсветовую скорость своего движения, должен резко терять её, передавая квант энергии предлежащему пространству. Сам электрон должен при этом распасться. Но если пространственная среда, в которую попадает электрон, имеет достаточно высокое уплотнение своей совокупности, то можно предполагать, что сжатый со всех сторон электрон сохраняет свою дискретную массу, то есть, не распадается. Получив квант энергии, фотонный сгусток мгновенно распрямляется, передавая энергию последующей совокупности элементарных пространств в направлении своего воздействия. Такой процесс, движения «фотонов» является непрерывным, последовательным и носит деформационный характер. Движение посредством дискретной деформационной передачи кванта энергии можно, в каком-то приближении, условно, принимать, как движение волнообразное и векторное, откуда, по совокупности факторов, также условно можно считать «фотон» частицей-волной. Фактически же световой поток – это последовательная совокупная высокоскоростная передача квантов энергии от одного сгустка совокупности элементарных пространств, к другому сгустку. И в зависимости от состояния k-пространства на пути движения «фотонов», должно происходить постепенное деформационное растяжение или уплотнение носителя энергии – сгустков совокупности элементарных пространств. Это понимается современной наукой (при растяжении k-пространства), как удлинение волны, что соответствует красному смещению, а при уплотнении пространства воспринимается, как сокращение волны, что соответствует фиолетовому смещению. Отсюда и происходит восприятие изменения массы и энергии фотонного сгустка (фотона) в зависимости от состояния пространства на пути движения фотона. 5 Важным является и понимания того, какую массу имеет «фотон», и имеет ли он массу. Ведь, если фотон не частица, а деформационный сгусток пространства, то о какой массе можно говорить. Здесь следует сделать пояснение. В гипотезе образование материи представляется, как результат уплотнения элементарных пространств в момент гравитационного коллапса. Если «фотон» представляется, как сгусток пространства, то он должен иметь массу, которую периодически теряет в момент передачи кванта энергии последующей совокупности элементарных пространств. Не этим ли можно объяснить нулевую массу при относительного покое «фотона». При перемещении «фотонного сгустка» происходит последовательное уплотнение совокупности элементарных пространств, что воспринимается, как фактор массы материи. Причём, степень уплотнения совокупности элементарных пространств зависит от состояния пространства, в котором происходит последовательная передача кванта энергии. Следовательно, масса движущихся «фотонов» зависит от степени уплотнения совокупности элементарных пространств. Чем меньше коэффициент относительного уплотнения пространства, в котором происходит передача кванта энергии, тем меньше плотность пространственной совокупности элементарных пространств. Отсюда следует, что и масса «фотонов» становится меньше. Снижение коэффициента относительного уплотнения «фотона» приводит к растяжению уплотнённой массы элементарных пространств (пространственных сгустков), воспринимаемое, как удлинение волны в современном понимании, что не корректно с точки зрения гипотезы, так как растяжение носит деформационный фактор, а не волновой. Следует также учесть, что чем дальше от источника образования (например, от галактики) удаляется «фотон», тем меньше становится плотность фотонного сгустка, а, следовательно, и меньшей становится его масса и энергия. Уменьшение массы фотонного сгустка не следует понимать, как потерю «фотоном» массы, а как следствие деформационного растяжения фотонного сгустка. Исходя из всего рассмотренного, фотон можно определить, как псевдочастицу. Следствием предполагаемого представления о сущности «фотона» является и известный эффект красного смещения в результате исследования Э. Хабблом удалённой галактики. Излучённые «фотоны», направленные в сторону, противоположную движению удаляющейся галактики, попадают в зону растянутого пространства, то есть в зону, с коэффициентом относительного уплотнения, который меньше коэффициента относительного уплотнения в пределах движущейся галактики. Поэтому и «фотоны» снижают свою плотность, воспринимаемую приборами, как красное смещение, что современной наукой определяется, как удлинение волны. Отсюда и был сделан вывод об ускорении галактик, что ошибочно с точки зрения излагаемой гипотезы. Исходя из изложенного, следует, что спектральное разложение света от красного до фиолетового соответствует увеличению плотности расположения фотонов относительно друг друга в световом луче. Поскольку движение «фотонов» происходит с максимальной в природе скоростью, то «фотоны» распространяются на громадные расстояния 6 времени. Разрушаться «фотоны» могут только, если встречают на своём пути пространство с коэффициентом относительного уплотнения меньшим, чем уплотнение фотонных сгустков элементарных пространств. В этом случае должно происходить распрямление сжатой пространственной совокупности фотонных сгустков в обе стороны относительно направления движения, и прекращение передачи квантов энергии через пространственную среду. Отсюда и происходит снижение плотности светового потока при его распространении на большие космические расстояния. При попадании в среду стального тела, фотонные сгустки ещё более уплотняются, преобразовываясь в электроны и позитроны, то есть происходит фотоэффект. И ещё есть один фактор, на который необходимо обратить внимание: почему «фотон» не имеет заряда. Причиной этого является то, что фактически «фотон» – это не частица, а сгусток элементарных пространств, который не вращается и не может, по характеру своей сущности, взаимодействовать с другими сгустками в общем световом потоке. Если бы фотоны были материальными частицами, то при тех мощных световых потоках, которые имеют место в пространстве Вселенной, обнаруживались бы многочисленные столкновения. Однако этого не происходит. Отсутствие столкновений фотонов подтверждает, что они не являются частицами. К этому утверждению следует добавить и то, что если бы фотоны представляли собой волновую сущность, то можно было бы наблюдать интерференцию волн в космической пространственной среде, но этого также не происходит. И ещё можно обратить внимание на то, что если бы лучи света представляли собой корпускулы, то глазное дно и роговица живых существ не смогли бы выдержать бесконечные удары корпускул, и врядли можно было бы понять, куда могла бы деваться громадная масса фотонов, попавших в пределы глаза. Что касается того, что пересекающиеся лучи распространяются без столкновения частиц, то мой ответ заключается в следующем. Вся причина такого явления заключается в том, что фотоны светового луча – это не частицы и не волны. Фотоны – это сгустки пространства, образованные деформационным путём, несущие в себе квант мгновенно переданной им энергии. Эти сгустки, состоящие из совокупности элементарных пространств, не движутся в пространстве, а подобно пружине, то мгновенно сжимаются, воспринимая квант энергии, то мгновенно разжимаются, передавая его другой совокупности элементарных пространств. В момент разжатия фотонного сгустка одного направления распространения луча, сжатый фотонный сгусток поперечного луча, передаёт квант энергии разжатому сгустку, который сжимается и передаёт свой квант энергии следующей совокупности элементарных пространств в направлении распространения светового луча. Такая попеременная передача кванта энергии, являет своим следствием независимую передачу квантов энергии пересекающимися лучами. Передача кванта энергии от одного сгустка пространства другому, происходит мгновенно, что не требует оценки того, останавливается ли на какое-то время физический процесс. Представление фотонов сгустками элементарных пространств, передающих квант энергии в пространственной среде 7 деформационным путём, объясняет невозможность столкновения этих сгустков, то есть, фотонов. Таким образом, движения фотонов нет, и не может быть, а происходит только попеременная передача кванта энергии путём деформационных изменений неразрывного пространства, как в продольном, так и в поперечном направлениях. А теперь рассмотрим зависимость дифракции луча света от толщины пластины. На рисунке №1 показана пластина, небольшой толщины. Согласно гипотезе неразрывного пространства, пространство в границах тела находится в уплотнённом, то есть, в сжатом состоянии. Поскольку пространство в границах тела и внешнее пространство – это единый континуум, то прилегающее к телу пространство также имеет уплотнение. На торцевой части тела это уплотнение должно иметь форму выпуклой линзы. Но для большего понимания характера преломления луча света, вместо формы линзы уплотнённое пространство представляется в форме трёхгранной призмы. Лучи света, направленные из точки О в сторону пластины, преломляются в пространственных трёхгранных призмах и проецируются на экране в виде спектрального пятна. При круглой пластине спектральное пятно видится в виде концентрических кругов. А В С Экран В D Светлое пятно О М E В1 С1 В1 А1 Рис. 1 8 Тёмное пятно А теперь рассмотрим рисунок №2, где показана достаточно толстая пластина, по сравнению с пластиной, изображённой на рисунке №1. В этом случае видно, что лучи света не входят в тело пространственной призмы, а распространяются прямолинейно. В результате на экран ложатся не преломлённые лучи, дающие резко выраженное в своих границах светлое пятно Светлое пятно А В С С Экран В О Тёмное пятно В1 С1 А1 Светлое пятно Рис. 2 Представленное на рисунках №1 и №2, показывает, что фотоны это не частицы и не волны, а пространственные сгустки, которые либо преломляются в пределах пространства трёхгранной призмы, либо 9 распространяются в пространстве прямолинейно, что является относительной оценкой движения фотонов. Фактически, движение фотонов является неопределённым, то есть, среднестатистическим, так как зависит от непрерывного колебания пространственной среды, в результате непрерывного изменения гравитационной взаимозависимости космических тел. Причина и характер распространения светового луча в пределах стеклянных призм показана в работе «Пространственная среда – единая основа взаимодействий в природе материального мира», в главе «Движение луча света в пространственной среде». Таким образом, мною, на основании гипотезы неразрывного пространства, представлено понимание сущности фотонов и характер их распространения в пространственной среде. 10
