11) Гипотеза и формула Планка.

В 1900 г. немецкий физик М. Планк своими исследования­ми продемонстрировал, что излучение энергии происходит дискретно, определенными порциями — квантами, энергия ко­торых зависит от частоты световой волны. Теория М. Планка не нуждалась в концепции эфира и преодолевала противоречия и трудности электродинамики Дж. Максвелла. Эксперимен­ты М. Планка привели к признанию двойственного характера света, который обладает одновременно корпускулярными и вол­новыми свойствами. Понятно, что такой вывод был несовмес­тим с представлениями классической физики. Теория М. Планка положила начало новой квантовой физики, которая описывает процессы, протекающие в микромире. При переходе электрона из одного состояния в другое, испускается фотон, частота которого определяется формулой v=E1-Ek/h .

13. Обратимся к формуле Де Бройля (1924 год):

для расчета длины волны колебаний частицы с массой m и скоростью V. В формуле мы видим основные параметры эфира – заряд, составляющий виртуальный диполь электрон-позитрон, плечо диполя и его предельную деформацию, магнитную и диэлектрическую постоянные вакуума. Частица, двигаясь в структуре эфира, испытывает поперечные колебания с частотой  f = c / λ. Таким образом, данная частота или данная длина волны образуется только при движении частицы в эфире. А так как в физике эфир выброшен из рассмотрения, то остается только утверждать, что существует парадокс. В чем он состоит? Волна в чистом виде – это гармоническое явление, бесконечное на пути движения. И это понятие противоречит тому, что частица есть ограниченный в пространстве объект. Полная несовместимость понятий «волна» и «частица» настолько поразили воображение физиков, что они вынуждены утверждать, что не существует такое понятие, как траектория частицы, оно выходит за рамки здравого смысла. Ибо в полной пустоте нет причины для волнообразного движения частицы кроме того, что частица унаследовала волновые свойства от рождения... На самом деле частица движется по винтовой траектории с шагом винта λ. На память приходит геометрическое построение учительницы В.А.Быковой, которая много лет назад начертила прохождение частиц с винтовой траекторией через щели дифракционной решетки. На воображаемом экране она получила точную интерференционную картину. Свой чертеж она показала академику Лаврентьеву, который сказал примерно так: «Картина любопытная, но в физических журналах Вас не поймут».Таким образом, нет загадки дуализма, загадки волнового характера частицы. Отказав эфиру в существовании, современная физика отреклась в микромире от таких понятий, как траектория движения частиц. И встала недоуменно перед загадкой волна-частица. Эта загадка исчезает при движении частицы в эфире. У частицы нет врожденной длины волны – это она движется по винтовой траектории, шаг которой равен волне Де Бройля. Произошло отождествление винтообразной траектории движения частицы с самой частицей. Снова стоит повторить: частица – это частица, ее траектория – это ее траектория. Траектория может быть достаточно протяженной, чтобы ее считать приближенно гармонической.

Волны де Бройля – волны, связанные с любой движущейся материальной частицей. Любая движущаяся частица (например, электрон) ведёт себя не только как локализованный в пространстве перемещающийся объект - корпускула, но и как волна, причём длина этой волны даётся формулой = h/р, где h = 6.6^.10^-34 Дж^.сек – постоянная Планка, а р – импульс частицы. Эта волна и получила название волны де Бройля (в честь французского физика-теоретика Луи де Бройля, впервые высказавшего гипотезу о таких волнах в 1923 г.). Если частица имеет массу m и скорость v << с (с – скорость света), то импульс частицы р = mv и дебройлевская длина волны связаны соотношением = h/mv.     Волновые свойства макроскопических объектов не проявляются из-за малых длин волн. Так для тела массой 200 г, движущегося со скоростью 3 м/сек, длина волны 10^-31 см, что лежит далеко за пределами наблюдательных возможностей. Однако для микрочастиц длины волн лежат в доступной наблюдению области. Например, для электрона, ускоренного разностью потенциалов 100 вольт, длина волны 10^-8 см, что соответствует размеру атома.     Существование волн де Бройля доказано многочисленными экспериментами, в которых частицы ведут себя как волны. Так при рассеянии пучка электронов с энергией 100 эВ на упорядоченной системе атомов кристалла, играющего роль дифракционной решётки, наблюдается отчётливая дифракционная картина. Существование волн де Бройля лежит в основе работы электронного микроскопа, разрешающая способность которого намного порядков выше, чем у любого оптического микроскопа, что позволяет наблюдать молекулы и атомы, а также в основе методов исследования таких сверхмалых объектов, как атомные ядра и элементарные частицы, бомбардировкой их частицами высоких энергий. Метод дифракции частиц в настоящее время широко используется при изучении строения и свойств вещества.

12. Атом Бора-Резерфорда

Структура атомов потребуется только в рамках модели Бора-Резерфорда, с помощью которой были успешно объяснены атомные спектры в ранней квантовой теории.

В резенфордовской модели атома ядро, состоящее из тяжелых частиц, число и положительный электрический заряд которых различны у разных элементов, окружено электронами, вращающимися по концентрическим орбитам. Бор постулировал, что существуют только орбиты, радиусы которых определяются из квантового условия

mvr = nh/2pi (n=1, 2, 3:).

Здесь m - масса электрона; v - его скорость на орбите радиуса r; h - постоянная Планка. Бор также постулировал, что при переходе электрона на орбиту меньшего радиуса разность полных энергий атома излучается в форме кванта энергии излучения, а частота излучения дается соотношением

hf = dE,

где dE - разность энергий. Это - эйнштейновское условие для частоты. Наинизшее значение энергии достигается при n=1. Это значит, что электрон всегда стремится занять первую, или самую внутреннюю незанятую, орбиту. Когда он находится на этой орбите, говорят, что атом пребывает в основном состоянии. Наивысшее значение энергии, в нашем определении равное нулю, достигается, когда n, а следовательно, и r становятся бесконечно большими. Это соответствует полному удалению электрона, или ионизации.

Итак, существует бесконечный ряд возможных разностей энергий, или частот, соответствующих переходам в пределах от основного состояния атома до состояния его ионизации. Говорят, что атом воз-бужден, если электрон находится на какой-либо промежуточной орбите при 1< n < . Обычно такие со-стояния нестабильны и имеют очень малое время жизни. Но существуют исключения - метастабильные состояния, время жизни в которых сравнительно ве-лико. Электрон возбужденного атома не обязательно переходит сразу на наинизший уровень, он может совершить ряд последовательных переходов.

13. Обратимся к формуле Де Бройля (1924 год):

для расчета длины волны колебаний частицы с массой m и скоростью V. В формуле мы видим основные параметры эфира – заряд, составляющий виртуальный диполь электрон-позитрон, плечо диполя и его предельную деформацию, магнитную и диэлектрическую постоянные вакуума. Частица, двигаясь в структуре эфира, испытывает поперечные колебания с частотой  f = c / λ. Таким образом, данная частота или данная длина волны образуется только при движении частицы в эфире. А так как в физике эфир выброшен из рассмотрения, то остается только утверждать, что существует парадокс. В чем он состоит? Волна в чистом виде – это гармоническое явление, бесконечное на пути движения. И это понятие противоречит тому, что частица есть ограниченный в пространстве объект. Полная несовместимость понятий «волна» и «частица» настолько поразили воображение физиков, что они вынуждены утверждать, что не существует такое понятие, как траектория частицы, оно выходит за рамки здравого смысла. Ибо в полной пустоте нет причины для волнообразного движения частицы кроме того, что частица унаследовала волновые свойства от рождения... На самом деле частица движется по винтовой траектории с шагом винта λ. На память приходит геометрическое построение учительницы В.А.Быковой, которая много лет назад начертила прохождение частиц с винтовой траекторией через щели дифракционной решетки. На воображаемом экране она получила точную интерференционную картину. Свой чертеж она показала академику Лаврентьеву, который сказал примерно так: «Картина любопытная, но в физических журналах Вас не поймут».Таким образом, нет загадки дуализма, загадки волнового характера частицы. Отказав эфиру в существовании, современная физика отреклась в микромире от таких понятий, как траектория движения частиц. И встала недоуменно перед загадкой волна-частица. Эта загадка исчезает при движении частицы в эфире. У частицы нет врожденной длины волны – это она движется по винтовой траектории, шаг которой равен волне Де Бройля. Произошло отождествление винтообразной траектории движения частицы с самой частицей. Снова стоит повторить: частица – это частица, ее траектория – это ее траектория. Траектория может быть достаточно протяженной, чтобы ее считать приближенно гармонической.

Волны де Бройля – волны, связанные с любой движущейся материальной частицей. Любая движущаяся частица (например, электрон) ведёт себя не только как локализованный в пространстве перемещающийся объект - корпускула, но и как волна, причём длина этой волны даётся формулой = h/р, где h = 6.6^.10^-34 Дж^.сек – постоянная Планка, а р – импульс частицы. Эта волна и получила название волны де Бройля (в честь французского физика-теоретика Луи де Бройля, впервые высказавшего гипотезу о таких волнах в 1923 г.). Если частица имеет массу m и скорость v << с (с – скорость света), то импульс частицы р = mv и дебройлевская длина волны связаны соотношением = h/mv.     Волновые свойства макроскопических объектов не проявляются из-за малых длин волн. Так для тела массой 200 г, движущегося со скоростью 3 м/сек, длина волны 10^-31 см, что лежит далеко за пределами наблюдательных возможностей. Однако для микрочастиц длины волн лежат в доступной наблюдению области. Например, для электрона, ускоренного разностью потенциалов 100 вольт, длина волны 10^-8 см, что соответствует размеру атома.     Существование волн де Бройля доказано многочисленными экспериментами, в которых частицы ведут себя как волны. Так при рассеянии пучка электронов с энергией 100 эВ на упорядоченной системе атомов кристалла, играющего роль дифракционной решётки, наблюдается отчётливая дифракционная картина. Существование волн де Бройля лежит в основе работы электронного микроскопа, разрешающая способность которого намного порядков выше, чем у любого оптического микроскопа, что позволяет наблюдать молекулы и атомы, а также в основе методов исследования таких сверхмалых объектов, как атомные ядра и элементарные частицы, бомбардировкой их частицами высоких энергий. Метод дифракции частиц в настоящее время широко используется при изучении строения и свойств вещества.