Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Теория движения. 1969teordv.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
5.19 Mб
Скачать

2. Критерий с/е2.

В настоящее время в физике известен только один критерий подобия, относящийся к микромиру. Вот он:

Br = с/е2. (193)

Здесь величина представляет собой дебройлен h (постоянная Планка), поделенный на 2.

По имеющимся экспериментальным данным величина критерия Br равна 137. Эта безразмерная величина считается мировой константой. Но смысл ее не ясен. Никому не понятно, почему дебройлен, умноженный на скорость света в вакууме и поделенный на квадрат электрона, дает именно такое число и почему это число безразмерно. Предполагается, что оно определяет какие-то неведомые, но вместе с тем фундаментальнейшие свойства мироздания. Очень хорошо все эти предположения обсуждаются в статье Дирака [12].

На самом деле, согласно общей теории, ничего загадочного в критерии (193) нет. Он представляет собой один из бесчисленного множества обыкновенных критериев подобия, получаемых из уравнений состояния. Причем он является в принципе величиной переменной. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Начнем с вывода критерия (193).

Представим энергию электрона-частицы не в форме уравнения (186), а в форме (177), где энергия выражена через квадрат заряда. Первое слагаемое правой части этого уравнения (для электрической степени свободы) имеет вид:

Аk12е2 дж. (194)

Разделив третье слагаемое правой части уравнения (186) на выражение(194), получим критерий

k3h/(Аk12е2). (195)

Отбросив в этом критерии множители k3 и k12 и исключив частоту с помощью формулы (78), найдем

h/(Ае2). (196)

Произведение

А (197)

представляет собой критерий подобия (безразмерную величину). Умножив на него критерий (196), окончательно будем иметь

Br = h2. (198)

Здесь под можно принимать скорость света с, а постоянную Планка h можно разделить на 2. В результате получится искомый критерий (193).

Критерий (193) обозначен через Br, что соответствует начальным буквам фамилии де Бройля. Такая система обозначений принята в теплотехнике, где для этой цели обычно используются две первые буквы фамилий ученых, много сделавших в рассматриваемой области.

Из хода вывода критерия Br видно, что он не таит в себе ничего сверхъестественного, а лишь объединяет кванты зарядов дебройлевской (h) и электрической (е) форм движения и потенциал кинетической (). Этот критерий характеризует определенные энергетические свойства микроансамбля зарядов, именуемого электроном-частицей. В нем косвенно сопоставляются (в виде отношения) энергия дебройлевского и электрического движений. Скорость света с ничего принципиально нового в критерий (193) не привносит. Из уравнений состояния может быть получено бесконечное множество подобного рода критериев.

Утверждение о переменности критерия Br основано на выводе о том, что скорость любого объекта, в том числе фотона, не может иметь только бесконечные значения [требование (162)]. Все остальные значения, включая нулевое, в принципе достижимы. Этот вывод строго обосновывается в § 25. Что касается наглядной его интерпретации, то для этого целесообразно провести аналогию со скоростью распространения звука в воздушной среде.

При нормальных физических условиях скорость звуковых волн в воздухе равна около 331 м/сек. Однако путем изменения различных зарядов рассматриваемого ансамбля – термического, механического (объем) и т.д. – эта скорость может быть сделана сколь угодно малой или сколь угодно большой.

Длительное время считалось, что газ невозможно заставить двигаться со сверхзвуковой скоростью. Затем Лаваль изобрел расширяющееся сопло, и скорость звука была превзойдена. Оказалось, что при переходе через скорость звука законы движения газа изменяются на обратные: для увеличения скорости в дозвуковой области надо сужать канал, а в зазвуковой, наоборот, расширять.

Аналогично думали, что самолет не сможет летать со скоростью, превышающей скорость звука. Однако изучение законов, характерных для сверхзвуковых скоростей, позволило создать необходимые летательные аппараты. В отличие от дозвуковых, у них заострен нос и притуплен хвост. Похожая ситуация существует (точнее, существовала до появления общей теории) и в области наших представлений о законах распространения световых волн. Согласно общей теории, путем воздействия зарядами, входящими в состав фотонного газа, скорость света с можно изменять от сколь угодно малых до сколь угодно больших значений.

Летательный аппарат также можно заставить двигаться с любой скоростью, кроме нулевой и бесконечной, в частности со сверхсветовой скоростью. Сейчас пока трудно сказать, как будет выглядеть такой аппарат. Однако принципиальная возможность создания сверхсветового летательного аппарата непосредственно вытекает из главных законов общей теории.