Эфир / atsuk2-1

лым атомным весом. При этом становится большим как число изотопов с меньшим числом нейтронов относительно целочис- ленного числа альфа-частиц, так и с большим числом нейтронов.

С увеличением атомного веса и числа альфа-частиц, обра- зующих ядра атомов, выпуклость внешних альфа-частиц стано- вится все больше, поэтому для новых присоединяющихся ней- тронов поверхность соединения их с соседними нуклонами ста- новится все меньше, соответственно меньше становится и энер- гия их связей. При этом связи нейтронов, попавших на разные участки поверхности ядер, могут быть разными, хотя общий атомный вес и число протонов и нейтронов будут одними и теми же. В этом проявится явление ядерной изомерии – различие форм ядер при одном и том же составе нуклонов. Количество возмож- ных ядерных изомеров будет расти с увеличением атомного веса ядра, однако, начиная с некоторого количества и изотопов, и изомеров сокращаться, так как увеличивающиеся выпуклости ядер приведут к недопустимому сокращению площади поверхно- сти соединения нуклонов. Это сделает очередной изотоп неус- тойчивым, он не сможет сохраняться.

Удельная энергия связи нуклонов в дейтроне составляет 1,1123 МэВ/нуклон, это минимальное число, при этом у каждого нуклона всего лишь по одной поверхности соединения. В альфа- частице каждый нуклон имеет по две поверхности соединения, а, кроме того, все нуклоны перевязаны тремя общими потоками эфира, первый – проходящий сквозь центральные каналы всех нуклонов, второй – внутри альфа частиц, а третий снаружи.

Удельная энергия связей в альфа-частице составляет 7,074 МэВ/нуклон. В составных ядрах максимумом удельной энергии обладает ядро изотопа железа с атомным весом 56, в состав кото- рого входит только 13 альфа-частиц и четыре нейтрона, здесь удельная энергия связи составляет 8,79 МэВ/нуклон. В этом ядре к энергии связи нуклонов в альфа-частицах, составляющей 28,29624х13 = 368,85 МэВ, добавляется энергия связей альфа- частиц друг с другом и связей нейтронов, не вошедших в состав

частицы; 2) когда к экватору ядра кислорода присоединены толь- ко две альфа-частицы, а третья расположена на одном из полю- сов; 3) когда на экваторе располагается всего одна альфа-частица, причем она может быть на разных участках поверхности ядра кислорода повернута по-разному, остальные две расположены на обоих полюсах. Вполне вероятно, что физические свойства у всех этих структурных вариантов будут несколько различаться. С уче- том же присоединения нейтронов в разных местах поверхности ядра число вариантов ядерных изомеров одного только кремния будет исчисляться десятками.

Можно предположить, что ядерные изомеры будут обладать

иразличной устойчивостью, особенно к внешним воздействиям,

ичто они могут трансформироваться друг в друга, не меняя об- щего состава ядра. Общее стремление перестройки ядерных изо- меров должно идти в направлении повышения удельной энергии связей нуклонов.

Выводы

1.Сопоставление свойств газового винтового тороидального вихря со свойствами протона показывает возможность интерпре- тации протона как винтового тороидального вихря эфира, а ней- трона – как того же вихря, но окруженного дополнительным по- граничным слоем толщиной порядка 0,1 Ферми, в котором то- роидальное движение ослабляется, а кольцевое гасится практиче- ски полностью. Скорость поступательного движения эфира на поверхности протона значительно превышает скорость света и составляет величину порядка 1,15·1021 м/с; скорость перемещения потоков эфира на внутренней поверхности его стенок еще в 400 раз больше.

2.Магнитное поле протона может быть интерпретировано как поступательная скорость тороидальных потоков эфира, создавае- мых протоном в окружающем пространстве. Электрическое поле

строения ядер – структуру, магические числа нейтронов, спин и т.п.

6.Периодические (через один нуклон) изменения приращения энергии связей нуклонов в атомных ядрах являются результатом изменения числа поверхностей соединения нуклонов друг с дру- гом и изменением формы (кривизны) их поверхностей.

7.Слабое ядерное взаимодействие может интерпретировать- ся, как результат прохождения асинхронных поверхностных волн

втелах нуклонов, создающих волновые возмущения в окружаю- щем эфире, которые воспринимаются как электромагнитное из- лучение. Распад сложных ядер может интерпретироваться как результат раздвигания частей ядра при совпадении волн в меж- нуклонном слое.

8.Сложные ядра одного и того же изотопа могут обладать свойством ядерной изомерии, поскольку при одном и том же со- ставе нуклонов они могут иметь разную структуру.

9.В природе непрерывно естественным образом происходит трансмутация элементов.

Глава 2. Атомная физика

… Замечательным открытием Гельмгольца о законе вихревого движения в совершенной жидкости, т.е. жидкости, совершенно лишенной вязкости (или жидкого трения), неизбежно внушает мысль, что кольца Гельмгольца – единственно истинные атомы.

В.Томсон Кельвин [1]

2.1. Краткая история становления атомной фи- зики и квантовой механики

Попытки решения проблемы структуры мира и структуры ве- щества были предприняты в глубокой древности, но до нас све- дения о них почти не дошли. И хотя традиционно первые попыт- ки создания атомизма мы относим к древней Греции [2–5], на са- мом деле они были осуществлены за многие тысячелетия до это- го.

Атомистические представления в древнем мире коррелирова- лись с представлениями об эфире, но если эфиру приписывались лишь общие абстрактные свойства, то атомам приписывались уже некоторые конкретные характеристики, свойственные телам.

Эмпедокл из Агригента на Сицилии (490–430 гг. до н. э.) по- пытался объяснить окружающий мир на основе обобщенной тео- ретической системы. Очень важным было представление Эмпе- докла о том, что из четырех тогда известных элементов – « зем- ли» (твердь), «воды» (жидкость), «воздуха» (газ) и «огня» (энер- гия) образуются мельчайшие «осколки». Эти «осколки» можно соединять и таким образом получать различные вещества. Эмпе- доклом выдвинуты идеи о «порах», «симметрии», «избирате- льном сродстве» – теоретические модели предполагаемого строе- ния различных «осколков», отражающие их способность к соеди- нению. Фактически Эмпедокл впервые ввел представления об энергии, растворенной повсеместно. Это представление было впоследствии использовано авторами идеи «теплорода» – осо- бой жидкости, присутствие которой обеспечивает наличие тем-

пературы у тел. Древнегреческий философ Анаксагор (500–428 до н. э.) развил положения Эмпедокла и выдвинул учение о го- меомериях – « семенах вещей», которые он мыслил бесконечными по качеству и количеству. Каждый из элементов также состоит из бесконечного количества более мелких частиц.

Для развития естественнонаучных знаний была особенно важна конкретизация представлений о существовании необы- чайно малых частиц веществ. Это сделали Левкипп и Демокрит, сформулировав понятие об атомах. Их учение подняло представ- ление о строении материи на новую ступень развития.

Левкипп (ок. 500–440 до н. э.) и Демокрит (ок. 460–370 до н. э.) создали атомистическое учение, опираясь на взгляды своих предшественников. По их мнению, атомы могут иметь различную форму и величину. Это определяет возможность их разнообраз- ных соединений. Порядок и расположение атомов в веществах, т. е. структуры веществ, могут существенно различаться. Благодаря различным комбинациям разнообразных атомов образуется бес- конечное множество веществ. В отличие от Анаксагора, Левкипп и Демокрит считали, что движение атомов присуще им изначаль- но как способ их существования.

Атомы Демокрита – не разрезаемые (а не неделимые!), су- ществующие вечно материальные образования. Атомы различа- ются формой, порядком следования и положением в пустом про- странстве, а также величиной, зависящей от их тяжести. Они имеют впадины и выпуклости. Из их «вихрей» путем естествен- ного сближения образуется весь мир. Но сами атомы состоят из а'меров, истинно неделимых частиц. В.И.Ленин высоко ценил ма- териализм Демокрита, обозначив его именем материалистиче- скую традицию в истории философии («линия Демокрита»).

Важнейшими событиями в науке, от которых берет начало атомная физика, были открытие электрона и радиоактивности [6]. В 1987 г. английский физик Дж.Дж.Томсон измерил отношение заряда отрицательных частиц, содержащихся в катодных лучах, и на этой основе, а также на том факте, что металлы при сильном

нагревании или освещении испускают электроны, сделал заклю- чение, что электроны входят в состав любых атомов. Результаты исследования свойств электрона и радиоактивности позволили строить конкретные модели атома. В модели, предложенной Дж.Дж.Томсоном в 1903 г. [7–9], атом представлялся в виде по- ложительно заряженной сферы, в которую вкраплены отрица- тельно заряженные электроны. Модель Томсона объясняла ряд явлений – испускание, поглощение и рассеяние света атомом, но оказалась не способной объяснить результаты опытов Э.Резерфорда по рассеянию альфа-частиц атомами [10].

Опыты Резерфорда показали, что при пропускании через тон- кие слои вещества пучка альфа-частиц небольшая доля отклоня- лась на угол, превышающий 90º. В 1911 г. Резерфордом была предложена планетарная модель атома, которая существует в фи- зике до настоящего времени [11]. В центре атома, согласно этой модели, находится очень небольшое положительно заряженное ядро диаметром 10–13 - 10–12 см, вокруг которого, как планеты во- круг Солнца, вращаются электроны по орбитам, так что общий размер атома составляет порядка 10–8 см. Модель, разработанная Резерфордом, позволила разрешить ряд проблем, но вскоре на- толкнулась на принципиальные трудности, связанные с тем, что по так называемой классической теории атома электроны, враща- ясь по орбите, испытывают ускорение и должны были излучать энергию и, потеряв ее, упасть на ядро. Однако этого не происхо- дило.

Стоит отметить, что в механической планетарной модели ато- ма на самом деле не было тех противоречий, к которым приводи- ла так называемая «классическая» теория электродинамики. Если электрон и в самом деле вращается по круговой орбите, то он ис- пытывает не продольное, а поперечное ускорение, при котором энергия не отдается и не приобретается, и поэтому вовсе не обя- зан что-либо излучать. Возникшее противоречие свидетельство- вало всего лишь о недостаточности «классической» теории элек- тродинамики. Тем не менее, на это не было обращено внимания.

Выход из положения предложил датский физик Н.Бор [12-14], который постулировал существование стационарных («дозво- ленных») орбит, а также то, что атом излучает при переходе элек- трона с одной стационарной орбиты на другую и частота излуче- ния пропорциональна разности энергий электрона на этих орби- тах. Теория Бора позволила разрешить основные противоречия планетарной модели Резерфорда.

Успех теории Бора, как и предыдущие успехи квантовой тео- рии, был достигнут за счет нарушения логической цельности тео- рии: с одной стороны, использовалась ньютонова механика, с другой – привлекались чуждые ей искусственные правила кванто- вания, к тому же противоречащие классической электродинами- ке. Однако не все в поведении атома объяснялось теорией Бора.

Доказательство корпускулярного характера света было полу- чено в 1922 г. А.Комптоном [15], показавшим экспериментально, что рассеяние света происходит по закону упругого столкновения фотонов с электронами. Кинематика такого столкновения опре- деляется законами сохранения, а также и импульса, причем фото- ну наряду с энергией следует приписать импульс (количество движения):

p = hν/c,

где ν – частота световой волны, а с – скорость света.

Энергия и импульс фотона связаны соотношением Е = сp, ко- торое справедливо в обычной механике.

Таким образом, было доказано экспериментально, что наряду с известными волновыми свойствами – интерференцией и ди- фракцией свет обладает и корпускулярными свойствами: он со- стоит как бы из частиц – фотонов. В этом проявляется дуализм света, его сложная корпускулярно-волновая природа. Дуализм содержится уже в самой формуле Е = hν, поскольку слева стоит энергия частицы, а справа – частота волны. Возникло формальное противоречие: для объяснения одних явлений необходимо было

считать, что свет имеет волновую природу, а для объяснения дру- гих – корпускулярную. По существу, разрешение этого противо- речия и привело к созданию основ квантовой механики.

В 1924 г. Луи де Бройль, пытаясь найти объяснение постули- рованным в 1913 г. Н.Бором условиям квантования атомных ор- бит выдвинул гипотезу о всеобщности корпускулярно-волнового дуализма [16]. Согласно де Бройлю, каждой частице, независимо от ее природы, следует поставить в соответствие волну, длина которой λ связана с импульсом частицы p соотношением

λ = h/p.

По этой гипотезе не только фотоны, но и все «обыкновенные частицы» (электроны, протоны и пр.) обладают волновыми свой- ствами, которые, в частности, должны проявляться в явлении дифракции. В 1927 г. К.Дэвиссон и Л.Джермер впервые наблю- дали дифракцию электронов [17, 18]. Позднее волновые свойства были обнаружены и у других частиц, и справедливость форму- лы де Бройля была подтверждена экспериментально. Однако на- до заметить, что другое свойство волн – интерференция не было получено у элементарных частиц вещества, так что сопоставле- ние частиц с волнами оказалось достаточно условным.

В1925 г. Гейзенбергу удалось построить такую формальную схему, в которой вместо координат и скоростей электрона фигу- рировали абстрактные алгебраические величины – матрицы, связь которых с наблюдаемыми величинами – энергетическими уровнями и интенсивностями квантовых переходов – давалась простыми правилами [19].

Квантовая механика получила дополнение в виде принципа Паули (1925), согласно которому в каждом электронном состоя- нии в атоме может находиться только один электрон [20–23].

В1926 г. М.Борн дал вероятностную интерпретацию волн де Бройля [24]. Он предложил считать волны де Бройля «волнами вероятности», т.е. дать им чисто математическое истолкование.