(Stabiilse aatomi olemasolu jaoks vajalikud tingimused)
Artiklis esitatakse hüpotees, mis võimaldab luua aluse kahest elemendist koosneva aatomi mudelile, mis puhkeolekus energiat ei eralda.
Märkus. Selle artikli mõistmise hõlbustamiseks on soovitatav lugeda enne seda raamatu 1. osa [1] või artiklit [2], mis on varem maailma võrku postitatud.
1. Põhjuslikkus ja müstika asuvad teadmiste piiri vastaskülgedel
Alfaosakestega 1911. aastal tehtud katsete põhjal jõudis Ernest Rutherford (1871–1937) järeldusele [3], et aatomi koostisosade - elektronide ja tuuma - maht on aatomi kui terviku mahuga võrreldes väga väike.
Selle näide on meil juba looduses olemas - see on planeedisüsteem, mille keskel on täht. Siin tekib süsteemi tohutu maht tänu (kerge) planeetide liikumisele (raske) kesktähe ümber sellest tohutult kaugel. Planeetide ümmarguse liikumise tõttu tasakaalustab tähe raskusjõud tsentrifugaaljõudu. Seetõttu on planeedid dünaamilise tasakaalu seisundis ega lange tähele.
Negatiivselt laetud (kerged) elektronid kogevad ka (raske) positiivselt laetud tuuma külgetõmbejõudu. Tundus, et aatomi võimaliku ehituse ilmset analoogiat takistab ainult üks asi: Maxwelli seadused ja Hertzi katsed, millest järeldus, et teatud keskme ümber võnkuvad elektronid peaksid energiat eraldama. Sel juhul selgub, nagu kosmoloogias, et mida lähemal on elektron tuumale, seda kiiremini see peab pöörlema, seda suurem on „vibratsioonisagedus“. Ja kuna aatom ise on väga väikeste mõõtmetega, on elektroni vajalik kiirus võrreldav valguse kiirusega ja vibratsiooni sagedus on vastavalt väga kõrge. Ja mida suurem on vibratsiooni sagedus, seda rohkem on kiirgusenergiat - seda kiiremini langeb elektron tuumale.
Reklaamvideo:
“Uimastavalt ilusa idee planeedi aatomist” päästmiseks pidi Rutherford eeldama, et pöörlemisraadiuse vähenemisega (mikromaailmas) energia kiirgus mitte ainult ei vähene, vaid peatub ka üldse.
- Miks? Mis põhjusel?
Muidugi ei teadnud Rutherford sellele küsimusele vastust. "Tuleb välja nii." "Nii peabki olema."
Siin pole mitte ainult näidatud kiirguse lõppemise põhjust, vaid pole ka vastust küsimusele üleminekupiirkonna suuruse kohta, kui elektron lakkab emiteerimast, ja materjali kohta, mis selle siirdepiirkonna põhjustab. See tähendab, et vastust pole ühele küsimusele, vaid vähemalt mitmele. Nendele küsimustele pole vastust ka praegu, pärast 100 aastat.
Rutherford suutis veenvalt selgitada, miks peaks aatom olema “tühi”, st miks peaks tuuma ja elektroni vahel olema (suhteliselt suur) vahemaa. Kuid aatomi struktuur, kuidas selgub, et tuumale meelitatud elektron ei jõua selleni ikkagi, vaid jääb sellest teatud kaugusele - ta ei suutnud seda seletada (et me teda usuksime).
Just siin (selles küsimuses) asub meie teadmiste piir.
Kui saame vastata küsimusele “miks” - me teame ja kui ütleme “nii tuleb välja”, “peaks nii olema” - ei tea me õiget vastust, algab fantaseerimine, müstika, mis on samaväärne vastusega “Jumal tegi nii”.
2. Ilma fantaseerimiseta, eeldusteta ei toimu edasiliikumist
Muidugi ei saa Rutherfordi milleski süüdistada. Ta esitas hüpoteesi ja seda lubatakse kõigil. Kuid me peaksime alati meeles pidama praktikat, meie hüpoteesid ei tohiks olla vastuolus paljude ilmsete faktidega. Newton oli selles olukorras ettevaatlikum. Teadmata, kuidas taevakehade vahelist külgetõmmet seletada, vastas ta väidetavalt: "Ma ei mõtle hüpoteese välja." See fraas ei tähendanud muud kui “jäta mind rahule” või “jäta mind rahule”, kuna kõik teavad, et Newton oli väga palju hüpoteese välja mõeldud. Ka vanad kreeklased ei kõhelnud hüpoteeside väljamõtlemisest. Tõde otsides tegid nad erinevaid oletusi ja väitsid näiteks, et nende põhjal jõuame absurdini. Seetõttu on nende sõnul vastupidi. Meetodit nimetatakse "tõestuseks vastuolulisena".
Vasturääkivusega suutis Rutherford kohe tõestada, et tema oletus oli vale. Kuid kas see meetod on alati rakendatav? Või on seda alati soovitav kasutada?
Rutherfordi või teisisõnu aatomi struktuuri ees seisvate vastuolude lahendamist võiks otsida ka järgmise loogilise väite põhjal: kui elektron ei põrku kunagi kokku tuumaga, siis on olemas jõud, mis seda takistab [4].
See väide ei ole kaugel järgmisest, täpsemalt:
Elektroni ja nende vahel vahetus läheduses (mikromaailmas) asuva aatomi tuuma vaheline tõmbejõud peab minema tõukejõusse. Tõrjuv jõud peab üksteisele nii kiiresti lähenedes kasvama, et kokkupuude elektroni ja tuuma vahel on looduslikes tingimustes võimatu.
See eeldab, et mikromaailmas rikutakse üht eksperimentaalselt kehtestatud loodusseadust, nimelt Coulombi seadust.
Kuidas saate lubada rikkuda eksperimentaalselt kehtestatud seadust? Muidugi mitte. Kuid Coulombi seadus on kehtestatud suuruste vahemikus, mis on eksperimentaalselt määratud aatomi suurustest väga kaugel.
Aga loogika? Tõepoolest, asjade loogika kohaselt peaksid elektrijõud kasvama väga kiiresti, kui laengute vaheline kaugus väheneb!
Jah, kuid me saaksime seda väita ainult siis, kui meil oleks teoreetiline diagramm, mis selgitab elektrijõudude tekkimist, ja viidatud järeldus järgneb sellest kõigutamatult. Kuid ka siin ei oleks see järeldus tohtinud vahemaa vähenemise tõttu muuta vooluringi. Ametlikus füüsikas kahjuks sellist skeemi pole. Coulombi seadus ei seleta midagi, vaid tuvastas eksperimentaalse fakti, seaduspärasuse, mis kehtib meie tavalises maailmas. Ta ei ütle midagi selle seaduse õigluse kohta mikrokosmoses, aatomite maailmas. Seetõttu on see eeldus üsna vastuvõetav.
Seda eeldust toetab ennekõike asjaolu, et sel juhul suudavad kõik aatomi sellise aatommudeli põhjal ehitatud ained vastu pidada mis tahes survestatavale survele, mida praktikas täheldatakse. Kuid Rutherfordi oletus on kõige tavalisema surve korral uskumatu.
Joonis: 1. Siin on näidatud aatomi mudel, mis on enam-vähem kooskõlas Rutherfordi hüpoteesiga. Selle mudeli ei joonistanud mitte füüsik, vaid kunstnik, kes hoolis ainult ilust ja sümmeetriast. Selle mudeli mõõtmed on tegelikus elus äärmiselt väikesed
Kujutage ette sõrmkübarat, mis sisaldab miljardeid miljardeid väikesi päikesesüsteeme (nagu joonisel 1), millel on ruumis väga erinevad suunad. Ja mitte aeglased, planeedipööretega ühe aasta jooksul, vaid triljonite pööretega ühe sekundi jooksul! Just sellised umbes "päikesesüsteemid" peaksid olema Rutherfordi oletuse kohaselt aatomid. Kas võib ette kujutada, et sel juhul ei toimu pidevat "planeetide" kokkuvarisemist ja sageli langemist "päikese" pinnale? Ühe elektroni aatomi puhul on see aatomi surm. Ja mis juhtub tavapärasest sadu ja tuhandeid kordi suurema rõhu korral - on isegi mõelda sellele.
Kuid igasuguse surve all ei juhtu midagi sellist? Vastavalt artiklis [4] tehtud eeldusele ei tohiks midagi juhtuda. Kuid kõigi, isegi väikseimate elektronile mõjuvate mõjude korral peaksid selle võnked algama tasakaaluasendi ümber, millele peaks vastavalt kaasnema energia kiirgus. Kuid seda täheldatakse ka praktikas. Keemiliste reaktsioonide käigus, kui agregeerumise olek muutub, kui tera pärast talveunest välja valgub, eraldub alati energiat.
Juba nende väheste võrdluste põhjal on selge, et uus oletus on palju parem kui Rutherfordi tehtud.
Kuna piisavalt väikese vahemaa tagant tõrjutakse elektron prootonist (vesiniku tuumast) tagasi, võib puhkeolekus elektron olla tuuma suhtes liikumatu. See tähendab, et see ei eralda energiat. See lahendas probleemi, mida ei Rutherford ega Bohr ei suutnud lahendada.
Nüüd jääb asi "väikeseks". On vaja selgitada, kuidas see aatomi mudel suudab energiat eraldada, nagu seda kiirgab Bohri aatomi matemaatiline mudel [5]. Tundub, et see on võimatu. Kuid selgub, et mida üks aatom ei suuda, saavad paljud aatomid koos töötada. Ja te ei pea eeldama, et aatomid on koos töötamiseks piisavalt nutikad. Muidugi mitte. Selgub, et kuumas gaasikeskkonnas on nad sellistes tingimustes, et nad lihtsalt ei saa teisiti. Nad hakkavad koonduma suurteks klastriteks, milles osaleb arvukalt aatomeid. Selle mõistmiseks tuleb kasutada teavet, et Bohri aatomi matemaatiline mudel töötab ainult kõrgel gaasitemperatuuril, kui selles on palju ioone. Sel juhul on vesinikioon samaaegselt vesiniku tuum või prooton. Ja prooton on laetud osake.
Milline laetud objekti omadus on meile kõige paremini teada? Neutraalsete kehade ligimeelitamise omadus. Näiteks meelitab elektrifitseeritud, see tähendab laetud juuksehari paberitükke. Kas see ei tähenda, et vesinikioon või prooton, olles laetud osake, mis asub neutraalsete vesinikuaatomite seas, meelitab neid enda juurde? Muidugi saab. Kuid kuna vastavalt eeldusele, et kõik osakesed on üksteisest eemale tõrjutud, peatuvad esimesed meelitatud aatomid mõnest kaugusest ioonist ja moodustavad selle ümber sfäärilise aatomikihi (joonis 2 [4]).
![Joonis: 2 artiklist [4]. Aatomite kogu iooni ümber (savi). Kuvatud on osa selle moodustise keskmest. Vaba prooton (vesinikioon) on keskel kujutatud sümboolselt väikese (+) märgiga tähistatud ringina. Neutraalsed aatomid moodustavad selle ümber sfäärilised kihid. Neid näidatakse mõnevõrra suuremate ringidena. Elektronide asukoht igas aatomis on tähistatud (-) märgiga ja seotud prootonite asukoht (+) märgiga. Neutraalsete aatomite teine, kolmas ja edasine kiht on näidatud ainult osaliselt](https://i.greatplainsparanormal.com/images/019/image-55588-2-j.webp "Joonis: 2 artiklist [4]. Aatomite kogu iooni ümber (savi). Kuvatud on osa selle moodustise keskmest. Vaba prooton (vesinikioon) on keskel kujutatud sümboolselt väikese (+) märgiga tähistatud ringina. Neutraalsed aatomid moodustavad selle ümber sfäärilised kihid. Neid näidatakse mõnevõrra suuremate ringidena. Elektronide asukoht igas aatomis on tähistatud (-) märgiga ja seotud prootonite asukoht (+) märgiga. Neutraalsete aatomite teine, kolmas ja edasine kiht on näidatud ainult osaliselt")
Joonis: 2 artiklist [4]. Aatomite kogu iooni ümber (savi). Kuvatud on osa selle moodustise keskmest. Vaba prooton (vesinikioon) on keskel kujutatud sümboolselt väikese (+) märgiga tähistatud ringina. Neutraalsed aatomid moodustavad selle ümber sfäärilised kihid. Neid näidatakse mõnevõrra suuremate ringidena. Elektronide asukoht igas aatomis on tähistatud (-) märgiga ja seotud prootonite asukoht (+) märgiga. Neutraalsete aatomite teine, kolmas ja edasine kiht on näidatud ainult osaliselt.
See ei saa peatada teiste neutraalsete aatomite ligitõmbumist ioonile. Esimese sfäärilise kihi ümber moodustub teine, kolmas jne.
Kui nüüd pöörata tähelepanu iooni ümbritsevate neutraalsete aatomite sfääriliste kihtide elektronidele, siis saame aru, et tänu kihtide järkjärgulisele kaugusele keskmes olevale ioonile tõmbuvad esimese sfäärilise kihi elektronid kõige tugevamalt iooni poole. Teise kihi elektronid tõmbuvad vähem tugevalt, kolmanda kihi elektronid veelgi vähem jne.
Lugeja võib arvata, et siin tekib pilt, sarnane sellele, mis toimub Bohri aatomi matemaatilises mudelis. Elektroni eraldamiseks esimese kihi aatomitest on vaja kõige väiksemat energiat või impulssi. Elektroni eraldamiseks teise kihi aatomitest on vaja veidi suuremat energiat või impulssi, kolmanda jaoks veelgi enam jne. Siin asendavad aatomikihid mingil määral "lubatud" orbiite Bohri aatomi matemaatilises mudelis. Rebenenud elektron läheb keskmes olevale ioonile. Piisavalt suure lähenemise korral ületab tõukejõud tõmbejõu ja elektron visatakse tagasi. Algavad summutatud võnked, mille tulemusena elektron kulutab oma kineetilise energia ja võtab tasakaaluasendi.
Ainus erinevus on see, et "lubatud" orbiidid on väljamõeldised ja iooni ümbritsevad neutraalsete aatomite kihid võivad tõesti olemas olla. Isegi elektrifitseeritud juukseharja lähedal näete juba mitu kihti üsna väikeseid paberijääke.
Teine erinevus on see, et "lubatud" orbiitide raadius muutub proportsionaalselt leiutatud "kvantarvu" n ruuduga, kuid siin, nagu näitavad arvutused [4], muutub raadius proportsionaalselt n esimese astmega ja siin pole n leiutatud arv, vaid järgmise reaalne arv sfääriline kiht. Seetõttu kasvavad "lubatud" orbiitide raadiused väga kiiresti ja suurte n jaoks saavutavad need täiesti fantastilised suurused. Samades tingimustes jäävad vastava sfäärilise kihi mõõtmed ikkagi palju alla 1 mikromeetri.
Bohr viitab oma artiklis [5], et vesinikuspektri jooni saab laboris saada ainult madala gaasirõhu korral. See tähendab, et tema aatomi matemaatilist mudelit ründavad pidevalt gaasiosakesed. Mida suurem on n, seda suurem on "lubatud" orbiidi raadius, seda suurem on tõenäosus, et elektroni liikumist mööda seda orbiiti takistab mõni "tüsistusteta" gaasiosake …
See on muidugi nali. Bohri aatomimudel eksisteerib ainult nende ajus, kes usuvad tema matemaatilistesse fantaasiatesse. Seetõttu ei saa miski reaalne seda mõjutada. Muidugi saab neid veidi muudetud sõnu rakendada ka reaalsel mudelil. Mida suurem on n, seda suurem on iooni ümbritsevate sfääriliste kihtide raadius, seda väiksem on iooniga seonduv energia ja seda lihtsam on nende moodustumist vältida "tüsistusteta" gaasiosakestega. Loomulikult, mida haruldasem gaas, seda suurem on võimalus, et ioonide ümber on teatud arv sfäärilisi kihte.
3. Halb näide on nakkav
Söögiisu tuleb teatavasti söömisega. Olles koostanud skeemi, mille järgi staatilise aatomi mudel suudab toime tulla energiaimpulsside kiirgusega, tahaksin selgitada ka seda, miks üksteisest kaugel, väikeste vahemaade korral meelitatavaid osakesi saab tõrjuda.
Uusi fakte tuleb alati põhjusega põhjendada. Las see on vale, kuid seda on vaja selgitada. Ilma selleta ei saa inimene. Tuleks esitada hüpotees, mis selgitaks avastatud uue nähtuse põhjust.
Inimesed on juba ammu märganud tähtede liikumist üle taeva ja planeetide liikumist tähtede suhtes. Kuidagi seletada tõsiasja, et ei tähed ega planeedid ei kuku Maale, millele, nagu teate, kõik langeb, pandi nad kristallfääridele. Sfääre oli vaja, sest inimestel oli liikumist ilma toetuseta väga raske ette kujutada. Kui Kopernik tõestas, et Maa, nagu kõik planeedid, tiirlevad ümber Päikese, oleks planeetide kristallkujud võinud hüljata, kuna nad ei rääkinud sellisest kerast Maa suhtes. Kuid sellest ideest oli väga raske loobuda, kõigile selge. Luuletajad rääkisid pärast universaalse külgetõmbe teooria ilmumist väga kaua kosmiliste sfääride helist, mis võimaldas mõista, miks on võimalik taevakehade toetamata liikumine.
Me ei tea ikka veel palju ja seetõttu peame teadlastele andestama, kui nad ikka ei viita meid alati nähtuse põhjusele. Newton ei selgitanud gravitatsiooni põhjust ja ta pidi sellega leppima.
Rutherford ei selgitanud ka seda, miks elektron tuuma ümber liikudes energiat ei eralda. Newton ei selgita põhjuseid, kuid kas peaks selgitama? Üks erand, teine - ja nüüd on traditsioon olemas. Nende ridade autorile tuli pähe ka see, et aatomi mudeli loomisel on võimalik mitte selgitada põhjust, miks väga väikestel vahemaadel kõik laengud üksteisest tõrjutakse. Koos praktikaga, mida veel vaja on?
Staatilise aatomi mudeli loomise ajal (2001) ei olnud elektrijõudude tekkimise skeemi veel loodud. Seetõttu ei tulnud lihtsalt eelduse seletamisest, et kõik aatomiosakesed peaksid üksteise lähedal tõrjuma.
Kui elektrijõudude tekkimise skeem loodi, tekkis kohe ülesanne selgitada staatilise aatomi olemasolu võimalust. Teisisõnu oli vaja selgitada, miks kaugelt meelitatud kehad lähedalt eemale tõrjuma hakkavad. Ülesanne kui selline polnud selles etapis juba keeruline, kuid piinlik oli vajadus aktsepteerida veel üks hüpotees.
4. Mida vähem hüpoteese, seda parem
Empedokles (umbes 492–432 eKr) rääkis asjaolust, et hüpoteese pole soovitav kuhjata. Kõik on uute hüpoteeside suhtes väga kahtlased. Iga hüpotees, kasvõi pisut, muudab meie arusaama maailmast. Kui autor hakkas mõtlema veel ühe hüpoteesi esitamise vajaduse üle, tuli talle järsku pähe, et tegelikult polnud nad enne ühtegi hüpoteesi väljendanud …
Muidugi oli hüpoteese, palju hüpoteese, kuid kõik need väljendusid artiklite kirjutamise käigus. Raamatu [1] (täpsemalt selle saksakeelse prototüübi, 2007) kirjutamisel ei olnud kõiki neid hüpoteese enam vaja. Sellepärast hakati raamatut kirjutama, sest kõike lihtsustati oluliselt.
Niisiis, järjekorras.
Uue raamatu [1] esitlus algas 3. peatükist. Öeldi, et elementaarsed elektrilaengud pole reaalsed, vaid näivad allikad ja valamud. Kuid see ei olnud oletus, vaid järeldus, järeldus.
Edasi on raamatus öeldud, et elektrivood ei saa olla vedelad. Selle järelduse tegi juba ammu ja mitte autor ise. See oli vajalik meeles pidada, et öelda, et elektrivool koosneb osakestest. Isegi vedelik koosneb osakestest. Mida see ütles? Vedelikus on vedelike osakeste üldise suuna ja osakeste kiirus üksteise suhtes. Kui osakesed pole üksteisega seotud, siis pole see vedelik. Kuid ka mitte gaasi. See tähendab, et öeldi, et e-posti osakeste liikumine. voog toimub üksteisega põrkumata. Kui see oli oletus, oli see üsna tühine. Tuli lihtsalt öelda. Muidugi ei saa see olla. See ütles sisuliselt, et osakeste vaba tee on väga pikk.
Edasi räägime genereeriva voo olemasolust ja selle omadustest. Kuid need on järeldused, mitte oletused. Seda, et elektrijõud ei teki iseenesest, vaid on põhjustatud elektrivoolude olemasolust, võib vaevalt nimetada eelduseks. See on ka järeldus või isegi lihtsalt ilmne väide.
Edasi selgub, et elektriliste jõudude tekke võimaldamiseks on vajalik, et elektrivälja osakesed läbiksid elektroni või prootoni ja samal ajal toimuks ka nende inversioon. Mõni autori vastane ütles, et see on lausa fantaasia.
Ilukirjandus? Mida täpselt? Asjaolu, et osakesed on e-post. väljad võivad siseneda elektrilaengu kehasse ja sealt lahkuda, leiutanud mitte autor, vaid elektrostaatika rajajad (joonis 3). Nende sõnul jätab elektrivool positiivse laengu ja siseneb negatiivsesse.
Joonis: 3. Elektrivool positiivsest laengust voolab väidetavalt igavesti välja ja voolab alati negatiivsesse
Sellest järeldub, et laengukeha sees on elektrivoolu akumulaatorid. Ja mitte ainult sõidavad, vaid ajamid, mis kunagi ei täitu. Kuna see on vastuolus loogikaga, pidi autor välja selgitama, mis tegelikult toimub. Autori tehtud järeldus on palju lihtsam (vähem “fantastiline”) - elektrivoolu osakesed läbivad lihtsalt laengu keha, laengut kehasse kogunemata. Jääb inversioon, mõningane muutus e-posti osakese olekus. selle käigu ajal läbitud vool. Selles pole jällegi midagi fantastilist. Teame valgusseisundi mitmesugustest muutustest, kui see ainet läbib. Näiteks kui valgus läbib kolmnurkse prisma, laguneb valge valgusvihk paljudeks värvilisteks. Kui aine läbimisel võivad valguse omadused muutuda, siis miks me ei saa seda eeldadaet e-posti osakeste omadused võivad muutuda. väljad sarnases olukorras? See pole selgelt fantaasia. Pealegi pole inversiooni olemasolu eeldus, vaid järeldus, kuna ilma selle olemasoluta e-post. väli oleks jälgimatu ja laengute vahel ei oleks vastastikust mõju.
Raamatus pole fantaasiat, "metsikuid" oletusi, on ainult põhjendused ja loogilised järeldused. Just selle e-posti osakeste omaduste idee juurde. voolu, millega me pole veel harjunud. Kõike uut võetakse alati vaenulikult.
5. Vaja on veel ühte ainsat oletust
Pärast seda võib järgneda veel üks järeldus. Kuna aatom puhkeolus selgelt energiat ei kiirga, peab see olema staatiline süsteem. Elektron ja aatomi tuum ülejäänud aatomi puhkeseisundis peavad olema üksteise suhtes liikumatud. Sellisel juhul peab nende vahel olema üsna kindel kaugus, mis tagab aatomi piisava “tühjuse”. Selles asendis ei tohiks jõu vastasmõju elektroni ja tuuma vahel täielikult puududa. See tähendab, et Coulombi raskusjõud peab olema tasakaalustatud mingi tõukejõuga. Väiksemal kaugusel prootoni ja elektroni vahel tõrjub elektron, suuremal kaugusel see tõmbub.
Kuidas saab sellist toimivate jõudude muutust läbi viia?
ja)
b)
![Joonis: 4 raamatust [1]. a - näitab sama laenguga plaatide vahelist tõrjumisskeemi, b - vastupidise laenguga plaatide vahelist tõmbe skeemi](https://i.greatplainsparanormal.com/images/019/image-55588-5-j.webp "Joonis: 4 raamatust [1]. a - näitab sama laenguga plaatide vahelist tõrjumisskeemi, b - vastupidise laenguga plaatide vahelist tõmbe skeemi")
Joonis: 4 raamatust [1]. a - näitab sama laenguga plaatide vahelist tõrjumisskeemi, b - vastupidise laenguga plaatide vahelist tõmbe skeemi
Joonisel fig. 4 näitab raamatu järgi elektrilaengute ja elektrivälja osakestega toimiva koostoime skeemi. Kiired näitavad elektrivälja osakeste liikumist. Nagu kirjeldati punktis [1], muundavad nad näidatud plaate läbides ühe noolega kiirtest kahe noolega kiirteks ja vastupidi (inversioon). Nagu joonistelt näha, peegelduvad ühe noolega kiired P-plaatidelt (prooton) ja kahe noolega kiired E-plaatidelt (elektron). Prootonit ja elektroni näidatakse tavapäraselt plaatide kujul, kuna see lihtsustab olukorda oluliselt, kuid ei muuda olemust.
Joonis 4 eeldab, et plaadid on üksteisest piisavalt kaugel ja inversioonil on aega enne elektrivälja osakeste kokkupõrget vastasplaadiga. Tõrjumine (joonis 4 a) toimub tänu sellele, et topeltnoolega talad sisenevad P-plaatide vahelisse ruumi, pöörduvad ümber ja saavad välja tulla alles pärast suurt hulka peegeldusi. Seetõttu moodustub plaatide vahel justkui suurenenud rõhk ja need tõrjutakse üksteisest eemale.
Joonisel fig. 4b pilt on erinev. Osakesed, mis sisenevad sellesse ruumi ühe plaadi kaudu, pööratakse ümber ja lahkuvad sellest ruumist teise plaadi kaudu. Erinevate märkidega plaatide vahel moodustub vaakum. Selle tulemusena surutakse (tõmbub) neid plaate väljapoolt plaatidelt peegelduvate osakeste surve tõttu.
Ja just need paremal asuvad plaadid peame muutma tõrjuvaks, kui nende vaheline kaugus väheneb. Seda saab teha järgmise eelduse tulemusena. Inversioon on protsess. Iga protsess võtab aega. Võime eeldada, et plaadi läbimisel pannakse ainult selle protsessi algus. Ja see õnnestub lõpule viia ainult aatomi suurusega võrreldaval kaugusel, näiteks kaugusel
Smin = kr, (1)
kus r on aatomi raadius ja k on arv, mis tuleb veel arvutada. Niisiis, pärast seda, kui elektrivälja osake läbis kauguse kr, pöördus see täielikult ümber ja olles (vastas) plaadiga kohtunud, kas see läbib seda või peegeldub, sõltuvalt sellest, millise plaadiga ta kohtus. Ja nüüd eeldame, et kui inversiooniprotsess pole lõpule viidud, siis peegeldub elektrivälja osake ilmtingimata, olenemata sellest, millist plaati see kohtab.
Sellisel juhul tuleb joonisel fig. 4b, kui nende vaheline kaugus on piisavalt väike, on olukord sarnane joonisel fig. 4 a, kuid veelgi tugevdatud. Sellisel juhul saab iga osake, mis langeb kahe plaadi vahelisse ruumi, sealt lahkuda alles pärast suurt hulka peegeldusi. Plaatide vahele ilmub mingi rõhk ja see on kaks korda suurem kui joonisel fig. 4 a. Vahemaa edasise poolitamise korral kahekordistub ka osakeste rõhk. Kui vahemaa jälle poole võrra väheneb, kahekordistub rõhk ja nii edasi … On täiesti selge, et sellises olukorras ei suuda plaadid üksteisega kokku puutuda. Nende vahel mingil kaugusel peatub plaatide lähenemine,mille järel algavad summutatud võnked (võnkumiste ajal kiirgab elektron energiat) ja kahe plaadi vahel luuakse kindel tasakaaludistants.
Muidugi ei nõua autor, et see artikkel oleks absoluutne tõde. Jutt on ainult võimalusest. Kuid see võimalus pole matemaatiline, vaid füüsiline. Seega, kui Bohri aatommudelis toimub kõik ilma põhjuseta, siis siin on kõigil sündmustel oma põhjus, nagu füüsikas peakski olema.
Kas see kõik võiks olla?
Võib-olla pole kõik ülaltoodud midagi muud kui korvamatu fantaasia. Näiteks selgub, et tasakaaluasendi lähedal oleva elektroni võnkumiste sageduse määramisel osutuvad sagedused täiesti vastuvõetamatuks. Lõppude lõpuks peame saama vibratsiooni valgussagedusega!
Niisiis, tasakaalupunkti lähedal on jõud tasakaalustatud, see tähendab nulliga. Oletame, et elektroni kaugus prootonist selles asendis on võrdne aatomi raadiusega. Joonisel fig. 5 on kujutatud stabiilse aatomi iooni (mudeli) väljal elektronile mõjuva jõu graafik. Esiteks liigub elektron lõpmatusest Coulombi välja. Graafikul on see 1 / x² kõver (AB kõver). Me näeme seda ainult väärtusest x = 3,5 (punkt A). Punktini B mõjub elektronile pidevalt kasvav tuuma tõmbejõud. Punktis B hakkavad tegutsema tõrjuvad jõud. Seetõttu hakkab kogujõud vähenema (BC kõvera osa) ja punktis C saab null. Punkt C (x = 1) vastab stabiilse aatomi raadiusele (näiteks võib see olla vesiniku Bohri aatommudeli raadius. Graafikul eeldatakse, et tasakaaluasendile vastav aatomi raadius on 1). Kuna kuni punktini C mõjus elektronile positiivne tõmbejõud (kõvera lõigud AB ja BC), siis kuni selle punktini kasvas elektroni kiirus pidevalt ja saavutas punktis C maksimumi. Seetõttu jätab elektron punkti C suurel kiirusel vahele, kuid hakkab seejärel aeglustuma (sektsioon CE). Joon. 5, eeldatakse, et ABC kõvera all olev (kollane) ala on kiirendustöö, võrdub CE kõvera kohal oleva (sinise) alaga on aeglustustöö ja seetõttu punktis E muutub elektronkiirus nulliks.on võrdne CE-kõvera kohal oleva (sinise) alaga - pidurdustöö ja seetõttu punktis E muutub elektroni kiirus võrdseks nulliga.on võrdne CE-kõvera kohal oleva (sinise) alaga - pidurdustöö ja seetõttu punktis E muutub elektroni kiirus võrdseks nulliga.
Joonis: 5. Ioonis (aatomi tuum) elektronile mõjuva jõu graafik
Sellest punktist alates kiirendab elektron uuesti ja punktis C saavutab taas oma maksimaalse kiiruse ning visatakse uuesti lõpmatuseni (CBA kõver).
Seda ilma kiirguskaodeta. Selliste kadude puudumisel korraks muster ennast ikka ja jälle - tekiksid elektroni pidevad võnked.
Kuid tegelikult on kaotusi. Võnkuv elektron, nagu öeldakse, kiirgab elektromagnetilisi võnkeid või valgust.
Ja siin algab lõbu.
Kui eeldame, et elektroni esimene tahapoole heitmine on võrdne umbes 20 aatomiraadiusega, siis on see üsna tugev amortisatsioon, teine tagasilöök võrdub siis umbes mitte rohkem kui 5-6 raadiusega. Millised vibratsioonid need on ja milline on see valguse kiirgus, kui samas suunas on ainult kaks läbipaindet (tagasilükkamist)?
Kui eeldame, et esimene tagasilöök võrdub vähemalt 100 aatomiraadiusega, siis, nagu näitab ligikaudne arvutus, on võnkumiste (esimese harmoonilise) sagedus heledast palju madalam. Kui esimese tagasilükkamise sarnase suurusega on pärast elektroni tagasi tagasilükkamist lubatud vähemalt 3–4 võnkumist, siis pole elektroni kiirusest (võnkeliikumise kiirus) selgelt piisav, et olla nõutavate nähtavate sageduste piires. Ja täheldatakse valguse emissiooni. Kust nad tulevad ?!
Siinkohal ei tulene valgusemissiooni eeldus sugugi mitte elektroni enda võnkumistest, mis osutuvad liiga aeglaseks, vaid elektrivälja osakeste võnkumistest ehk teisisõnu eetri võnkumistest.
Asjaolu, et valgus on eetri kõikumise tagajärg, oli paljude uurijate pikaajaline eeldus, kuid see ei leidnud kinnitust, kuna eetrit ennast ei leitud. Vaadeldaval juhul peetakse nii elektroni kiirendamist kui ka selle järgnevat aeglustumist aatomi tuuma lähedal toimuvaks tänu elektroni koostoimele elektrivälja osakestega, mis vastavalt [1] on eetri osakesed. Need osakesed teostavad elektroni vibratsiooniliikumise tõttu ka vibratsiooniliikumist. Kuid tänu sellele, et nende kiirus on suurem, on nende võnkliikumine suurema sagedusega. Elektroni esmakordsel väljutamisel rohkem kui 100 aatomi (vesiniku) raadiusega muutub eetriosakeste vibratsioonisagedus lähedaseks nähtava valguse aktsepteeritud vibratsioonisagedusega.
Kui eeldada, et energiakadusid elektroni võnkumiste ajal võivad tekkida nii elektromagnetkiirgus kui ka valgus, siis saame sel juhul ots otsaga kokku tulla. Kuid samal ajal tuleb eeldada, et elektromagnetiline kiirgus ja valgus ei ole selgelt identsed ning pealegi on need põhjustatud erinevatest põhjustest, ehkki omavahel seotud. Siis võib valgust pidada eetriosakeste kõikumise tagajärjeks.
Kas see on tõsi või mitte, on tulevaste uuringute küsimus.
Kas konstant k on uus maailm konstantne?
Kui autori asemel oli Max Planck, keda artikli [6] järgi otsustades eristas äärmine tagasihoidlikkus, oleks ta valemiga (1) konstandi k kindlasti nimetanud uueks maailmakonstandiks, oleks selle arvutanud 71 kümnendkoha täpsusega, nii et selle tulevased austajad saaksid öelda, et kui selle konstandi viimane märkimisväärne number muutub ainult ühe üksuse võrra ühes või teises suunas, ei saa meie maailm, meie universum üldse tekkida.
Allikas [7] sisaldab järgmist fraasi Plancki oletuse kohta vastavalt tema artiklile [6]:
"Siiani pole selge, mis tähenduse Planck ise" kvantide "mõistesse pani, kuid ilmselt keeldus ta pikka aega oma oletuse" tegelikkuse "tunnustamisest, pidades neid lihtsalt mugavaks matemaatiliseks konstruktsiooniks."
Siin tõuseb tema "tagasihoidlikkus" otse taevasse. Kas seda tagasihoidlikkuse kiitust on võimalik uskuda tingimusel, et Planck juba artiklis [6], milles ta oma konstandi sai, nimetas seda kohe "maailmakonstandiks"? See tähendab, et ta andis sellele nii põhimõttelise tähenduse, et peaks tunduma, et seda konstanti teadmata on füüsika edasine areng võimatu?
Muidugi ei teadnud tema austajad, et Planck tegi oma artiklis "väikese ebatäpsuse" [8]. Kui see artikkel vastab mingil määral tegelikkusele, siis annab see Plancki “maailmakonstandile” täiendava ja võib-olla isegi saatusliku löögi. Esitatud aatomi mudeli põhjal on näha, et kuigi sellistel aatomitel põhinev gaasi emissioon toimub osade kaupa, ei ole need osad selgelt ühevärvilised, nagu Planck eeldas, ja ainult seetõttu kaotab tema konstant kehtivuse.
Praegu välja töötatud "kvantfüüsika" [5] põhineb täielikul usaldusel artikli tulemuste suhtes [6] ja kaotab seetõttu ka oma usaldusväärsuse, ehkki muidugi polnud see kunagi kvantfüüsika, vaid ainult "kvant" matemaatika. “Kvantfüüsikal” on füüsika ja tegelikkusega väga vähe ühist.
Konstandi k saab määrata jooniselt fig. 5 võrdub ligikaudu 1,45-ga ja autor pole absoluutselt kindel, et komajärgne teine number vastab tegelikkusele. Selles etapis pole mõtet seda täpsemalt määratleda. Kuid autor palub lugejatel uskuda, et see pole vähem „maailm” ja mitte vähem „põhimõtteline”, kui Plancki konstant omal ajal oli.
Lugeja saab aru, et see artikkel on võimeline mõnevõrra määrima Einsteini tol ajal leiutatud "kvant-osakese" mainet. Lõppude lõpuks on Einsteini "osake" vähemalt ka ühevärviline? Pealegi ei ole selle aatomi mudeli kohaselt osa kiirgusest selgelt "osake". Need pole mitte ainult mitmed harmoonilised (mitu sinusoidaalset võnkumist), vaid ka nende kummaski energiat ei kiirata mitte üheski suunas, vaid ilmselt kiirgatakse igas suunas. See on muidugi osa, millel on kindel kindel suurus, kuid see ei ole sugugi midagi tervikut ja veelgi vähem ühesuunaline, kui see ruumis levib.
Autor kinnitab lugejale, et selle artikli eesmärk ei olnud üldse anda lööke, mis juhuslikult said end füüsikuteks nimetavate inimeste matemaatilistele loomingutele, vaid ainult katse täpsemalt mõista, milline peaks olema stabiilne aatom ja kuidas kuum gaas võib eraldada energia "osi".
Mainitud allikad
1. Johann Kern. Vastus looduse igavestele saladustele, Peterburi, Polütehnilise Ülikooli kirjastus, 2010
2. Johann Kern. Loodusjõudude tekkimise ja omavahelise seotuse võimalikust viisist “Heimat”, nr 09 (36), september 2001
nt.ru/tp/ng/vs.htm Avaldamise kuupäev: 13. aprill 2003
bourabai.kz/kern/relation.htm (13. aprill 2003)
3. A. Hermann, Lexikon Geschichte der Physik, Aulis Verlag Deubner & Co. KG, Köln 1987
4. J. Kern, Gaaside emissioonispektri põhjuste ja tagajärgede tõlgendamine, ajaleht “Heimat”, nr 11 (38), 2001, www.physics.nad.ru/cgi-bin/forum.pl?forum=new&mes=10859
bourabai.ru/kern/atommodel.htm 31. mai 2003 14:16
5. N. Bor. AATOMIDE JA MOLEKULIDE STRUKTUURIST.
Venekeelne tõlge kogumikust: N. Bohr “Valitud teaduslikud tööd” Toimetanud I. A. Tamm M. Science, 1970, lk 84.
6. M. Planck. "Über das Gesetz der Energieverteilung im Normalspektrum". Annalen der Physik. 4 (3): 553. Vene keeles. Planck M. normspektri kiirgusenergiajaotuse teooriast. Valitud teaduslikud tööd. Vene per. kogust, toim. A. P. Vinogradova, lk 251
7. Teadmiste maailm
8. Kuidas Planck jagas lõpmatuse käepärasteks osadeks
Ülaltoodud artikkel on kirjutatud vastavalt artiklile: "Stabiilse aatomi olemasoluks vajalikud tingimused", dateeritud 5. oktoobril 2012 bourabai.ru/kern/atom.htm ja selle väljatöötamisel.
Autor: Johann Kern
